在發(fā)明塑料之前,唯一可以模塑的物質(zhì)是陶土與玻璃。使用硬化的粘土和玻璃進(jìn)行存儲(chǔ),缺點(diǎn)就是又重又脆。一些天然物質(zhì),如樹(shù)膠、橡膠,具有粘性和可塑性。
早期的橡膠
1839年,查爾斯·固特異,偶然發(fā)現(xiàn)了一種過(guò)程,在加熱冷卻時(shí),硫與粗橡膠發(fā)生反應(yīng)。橡膠在冷卻后變得有彈性;可以拉伸,再恢復(fù)原形。加熱時(shí),它也保持其彈性。現(xiàn)在我們知道,硫在相鄰的橡膠聚合物線(xiàn)之間形成化學(xué)鍵。這些鍵使聚合物鏈交聯(lián),從而使其在拉伸時(shí)能“突然回彈”。查爾斯·固特異發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在稱(chēng)為硫化的過(guò)程,該過(guò)程使橡膠更耐用。
1846年,瑞士化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了另一種聚合物,他將硝酸-硫酸混合物潑灑在某些棉花上。發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其中棉中纖維素纖維的羥基被硫催化轉(zhuǎn)化為硝酸根。所得的聚合物硝化纖維會(huì)爆炸成無(wú)煙的火焰,被軍方用來(lái)代替火藥。1870年,化學(xué)家約翰·凱悅使硝化纖維素與樟腦發(fā)生反應(yīng),形成了演變物質(zhì),這種演變物質(zhì)是一種塑料聚合物,用于照相底片,臺(tái)球,牙板和乒乓球。
在1909年,一個(gè)名為利奧貝克蘭化學(xué)家合成酚醛塑料,第一個(gè)真正的合成聚合物,從苯酚和甲醛的混合物。這些單體之間的縮合反應(yīng)使甲醛將苯酚環(huán)結(jié)合成剛性的三維聚合物。膠木可以在熱固化后成型為硬塑料,可用于電話(huà)、汽車(chē)零件、家具、珠寶。膠木堅(jiān)硬、耐熱、耐電、冷卻后不易熔化。電木的發(fā)明造就了一類(lèi)具有相似特性的塑料,稱(chēng)為酚醛樹(shù)脂。
在1930年代,杜邦化學(xué)家發(fā)明了一種由己二酸和某些類(lèi)型的二氨基己烷單體縮合而成的塑料聚合物,該聚合物可被拉成堅(jiān)硬的纖維,如絲綢。這種塑料被稱(chēng)為尼龍。尼龍輕巧、結(jié)實(shí)耐用,成為許多類(lèi)型的衣物,覆蓋物(帳篷),行李箱,袋子和繩索的基石。
這些早期聚合物的使用在第二次世界大戰(zhàn)后得到了廣泛應(yīng)用,一直持續(xù)到今天。它們催生了許多其他塑料,如塑料管道、滌綸、聚苯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等。
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