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塑料的发展 |
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塑料和其他的材料一样,都有其产生和发展的过程。我们一般把这个发展过程分为两个阶段,第一阶段是十九世纪的中期至二十世纪初期,这个时期主要是对高分子物质的加工及应用;第二阶段是从二十世纪初到现在,这期间主要是发展各种合成的高分子物质及其成型加工方法。
从十九世纪三十年代开始,人类就开始用硝酸处理木材及棉花,从而得到可塑性物质。1868~1872年,有人发现了以樟脑作为硝化纤维素的增塑剂,制成了叫塞璐珞的硝化纤维素塑料。这是第一个以天然纤维素为基础的塑料,对塑料工业的发展有着重大的意义。就在1872年,在偶然中发现了酚醛缩合的树脂状物质,但未引起注意。后来,由于工业对新材料提出的要求;人们才开始作系统研究,所以直到1909年才开始酚醛塑料的工业化生产,这就是最早的合成树脂。就是从那时起,主要在欧洲开始了对纤维素,淀粉,天然橡胶的化学组成,结构和形态的科学研究。这样推动了合成工业的发展,迎来了塑料工业发展的新阶段。
本世纪二十年代,德国学者提出了大分子概念,并确定了稀溶液粘度与分子量间的关系,从而逐渐形成了高分子化学。三四十年代是高分子理论与塑料工业蓬勃发展的时期。那时期,由于大量新单体发现,许多新催化剂开发和新聚合技术的应用,加之对聚合物的结构和性能的认识有了进一步的提高,因此塑料工业日新月异地向前发展。特别是烯烃类的热塑性塑料,如聚乙烯、聚苯乙烯、高压聚乙烯、尼龙、聚酯、ABS等相继问世投产;典型的耐高温塑料-聚四氟乙烯也在1950年正式工业化。五十年代,聚合物科学与塑料工业以发展定向聚合方法制取规整聚丙烯和聚苯乙烯为标志,又发展到一个新的高度。尤其采用了石油作为塑料的原料,加上宇宙航行及航空事业对材料提出了更高的要求,使塑料的发展面向工程领域,出现了一大批或强韧或耐磨的工程塑料和耐高温塑料。1985年,世界塑料产量已达6700万吨。
塑料作为一种新颖材料,各国都组织了大批人员,集中了大量资金进行探索研究和应用开发。现在,高分子材料研究的方面有三个方面:
一、通过寻找新的单体,高效催化剂,新的合成方法特别是用嵌段、接枝等方法来制造新的聚合物,以得到塑料的高性能和新性能,特别是耐高温性能。催化剂的高效化,聚合方法的本体化,以及节能的工艺线路是高分子化工的一大发展趋势。
二、制取特种功能的新材料-功能高分子材料。现在,有用于废水净化,海水淡化的离子交换膜与反渗透膜,作为减阻性高分子材料的水溶性聚环氧乙烷等。后者只用25ppm就能使水在管中阻力下降75%。今后功能塑料将向着医用,超导,半导体,光敏,水声,大分子催化剂等方向发展。
三、通过共混、增强、填充等改性方法,来改进和提高有塑料品种的性能,以适应多种用途的需要。
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