塑料的人工合成
工业的发展，需要性能更强的更多样的新材料来代替传统的材料。质量好、价格低的适用材料，成为各国研究和追求的目标。早在19世纪60年代，就有人悬赏征求象牙代用品。1869年，美国的海亚特(1837-1920)利用二硝酸纤维与樟脑混合得到柔韧并易于加工成型的硝化纤维塑料——赛璐珞。这种新材料的物理特性酷似象牙。因此，人们用它来制作大量廉价的"象牙制品"，后来又用来制作台球、玩具、衬衫领子等等。1884年，美国人伊斯曼用赛璐珞成功地制作了照相底片、电影胶片等。赛璐珞是最早投入大规模生产的塑料，因此，它的发明在塑料加工工业上，有着重大的意义。但它还不是真正意义上的人工合成塑料，而仅是一种天然纤维改性塑料。
合成塑料的研究最早当始于德国的拜耳(1835-1917)。1872年，拜耳发现苯酚和甲醛在酸存在下，能形成树脂状物质。实际上，这是一种酚醛塑料的雏形。后来，许多人进行了这一方面的研究，旨在得到一种可溶性虫胶代用品。直到1907年，美国人贝克兰德(1864-1944)在前人工作的基础上，以煤焦油为原料合成了最早的塑料——酚醛树脂。同时还制成了另一种树脂，这就是既可溶又易熔的虫胶代用品。酚醛树脂可用于制作电气绝缘材料。1910年，贝克兰德使酚醛树脂投入小规模生产。第一次世界大战结束后，他又在世界各地开设分厂。1925年，他又改进了工艺方法。到1939年，世界酚醛树脂的年产量已达20多万吨，生产能力已达到可观规模。到30年代，有机化学建立了高分子链结构理论，并开始自由基聚合反应的理论研究，"连锁反应"、"缩聚反应"等机理逐渐得到阐明，高分子聚合方法大为简化，塑料工业由此得到迅速发展。
1928年以前，投入工业化生产的塑料仅有酚醛树脂。直到1937年以前，酚醛树脂占据了世界塑料市场，可谓独领风骚。1912年，氯乙烯的聚合已经实现，但因加工困难而未能投入生产。1928年，氯乙烯与醋酸乙烯共聚合成功。美、德等国家于1935至1937年将其投入工业化生产。1932年，英国卜内门公司又发现了磷酯脂增塑剂，并于1937年起大量生产聚氯乙烯。这种热塑性塑料被用于制造化工设备以代替某些钢材，从此，聚氯乙烯很快就成为产量最大的热塑性塑料。1927年，德国的罗姆-赫斯公司先后在德国、美国生产了聚甲基丙烯酸甲脂即"有机玻璃。"英国帝国化学公司也进行了有机玻璃的研究，希尔博士领导的研究小组，于1931年11月获得了专利。后来，他们把专利转让给美国的杜邦公司。1936年秋，杜邦公司开始生产有机玻璃。在第二次世界大战中，这种有机玻璃被用来制作飞机座舱罩，效果很好。
德国在1930年、美国在1934年又开始生产聚苯乙烯用作优异的高频绝缘材料。1938年，美国的杜邦公司开始研制聚四氟乙烯，1950年终于取得了成功，并将这种绝缘性能和耐化学腐蚀性能均属优异的塑料投入工业化生产。
聚乙烯塑料的发明颇费周折。它是由乙烯在高压下聚合而成。英国帝国化学公司在20世纪20年代派员到荷兰和美国学习压力效应技术。1932年1月，英国帝国化学公司的佩林等决定系统研究高压对化学反应的影响。
1933年3月，吉布森在进行乙烯和一氧化碳的混合物实验时发现丙烯醛固体聚合物，在包含乙烯和苯甲醛的实验中又制成了可能是乙烯聚合物的白色腊状固体，但因慑于高压乙烯爆炸问题而中断了研究工作。后来，解决了安全问题，吉布森和佩林决定再次研究乙烯和一氧化碳的高压反应，但又由于装置不能保持高压而失败。然而在拆卸装置时发现了少量白色粉末，它具有和尼龙一样的优良性质，可制细丝和薄膜，并有化学稳定性和绝缘性。于是他们在英国帝国化学公司登记了专利。这就是最初形成的聚乙烯。
由于聚乙烯需在高压下，并维持中等程度的反应温度才能制成，而能满足这两个条件的设备，当时的技术状况是很难办到的。因此，聚乙烯实现工业化生产的技术条件远未成熟。1935年，英国卜内门公司的弗塞特经过数年实验后，终于制成高压聚乙烯，并于1939年投入工业化生产。由于聚乙烯的特有性能和大规模生产的实现，使这种材料成为制造海底电缆和高频雷达设备的重要原料。后来，德国化学家齐格勒(1898- ）发现了在常温常压下制造聚乙烯的新方法，更是大大促进了聚乙烯生产的发展。
塑料问世之后，发展极为迅速，产量、品种不断增加，用途不断扩大。在工业生产和社会生活领域中，塑料逐渐代替金属、木材和水泥，发挥着越来越大的作用。
热门跟贴