Človeštvo že od začetka zgodovine uporablja naravne polimerne materiale, kot so les, usnje in volna, vendar so sintetični polimeri postali mogoči šele po razvoju tehnologije gume v 19. stoletju.Prvi sintetični polimerni material, celuloid, je leta 1869 izumil John Wesley Hyatt iz celuloznega nitrata in kafre.Velik preboj na področju sintetičnih polimerov je bil izum bakelita Lea Hendrika Baekelanda leta 1907. Delo Hermanna Staudingerja v dvajsetih letih prejšnjega stoletja je jasno pokazalo makromolekularno naravo dolgih verig ponavljajočih se enot.1 Beseda 'polimer' prihaja iz grščine in pomeni 'mnogo deli'.Hitra rast industrije polimerov se je začela tik pred drugo svetovno vojno z razvojem akrilnih polimerov, polistirena, najlona, poliuretanov in poznejšo uvedbo polietilena, polietilen tereftalata, polipropilena in drugih polimerov v 40. in 50. letih prejšnjega stoletja.Medtem ko je bilo leta 1945 proizvedenih le približno 1 milijon ton, je proizvodnja plastike po obsegu presegla proizvodnjo jekla leta 1981, vrzel pa se od takrat nenehno povečuje.
Čisti polimeri se redko predelajo sami.Sestavljeni so z drugimi materiali, običajno z mehanskim mešanjem ali mešanjem v staljenem stanju, da se proizvedejo peleti, prah ali jedi, ki se uporabljajo v nadaljnjih postopkih predelave.2 Takšni sestavljeni izdelki se imenujejo "plastika", kar v grščini pomeni "upogljivi".Spojine lahko vključujejo polnila (za znižanje stroškov), ojačitve, druge polimere, barvila, zaviralce izgorevanja, stabilizatorje (za preprečevanje kvarjenja zaradi svetlobe, toplote ali drugih okoljskih dejavnikov) in različne predelovalne pripomočke.
Sintetične polimere lahko razvrstimo v dve kategoriji.Termoplastiko (daleč največjo prostornino) lahko talimo s segrevanjem, strdimo z ohlajanjem in večkrat pretalimo.Glavne vrste so polietilen (PE), polipropilen (PP), polistiren (PS), polivinilklorid (PVC), polikarbonat (PC), polimetil metakrilat (PMMA), polietilen tereftalat (PET) in poliamid (PA, najlon).Duroplasti se utrjujejo z uporabo toplote in pritiska zaradi zamreženja, tj. ustvarjanja trajnih tridimenzionalnih mrež.Za ponovno predelavo jih ni mogoče zmehčati s segrevanjem.Bakelit, epoksi in večina poliuretanov so duroplasti.
Ta pregled je posvečen izključno predelavi termoplastov.Komercialni termoplasti so glede na njihovo zmogljivost razvrščeni kot „blago“ (nizka zmogljivost, kot so PE, PP, PS in PVC), „tehnična“ (kot so PC, najlon in PET) ali „napredna“ (najvišja zmogljivost, kot je npr. polimeri s tekočimi kristali (LCP), polifenilen sulfid (PPS) in polieterreterketon (PEEK)).Pričakovana eksplozivna rast inženiringa in naprednih polimerov se ni uresničila.Uporaba plastike v zadnjih treh desetletjih nenehno narašča, vendar predvsem v kategoriji blaga.Trenutno blagovni polimeri predstavljajo ~88 % proizvedene količine3, inženirska plastika ~12 % in je napredovala manj kot 1 %.Čeprav so cene naprednih polimerov na kilogram precej višje od cen polimerov v osnovni industriji, je njihova globalna vrednost za gospodarstvo še vedno zelo majhna.
Običajna plastika ima nizko trdnost in togost v primerjavi s kovinami ali keramiko in se nagiba k lezenju pod vplivom sile.Imajo tudi temperaturne omejitve pri uporabi kot trdne snovi (večina se tali v območju 100–250 °C).Natezni moduli običajne plastike so ~1 GPa (v primerjavi z 210 GPa za jeklo).Znatno izboljšanje je mogoče doseči z poravnavo polimernih verig.Pravzaprav so vezi ogljik-ogljik zelo močne in izdelani so bili polietileni z enojno plastjo Ž z vrednostmi modula, ki presegajo vrednosti jekla.Visoko orientacijo je mogoče doseči s posebnimi tehnikami obdelave, na primer z ekstruzijo in kasnejšim vlečenjem pri nizkih temperaturah.Pri nizkih temperaturah so polimerne verige omejeno gibljive in orientacija ostane po raztezanju.Nedavna odkritja in razvoj katalizatorjev na osnovi metalocena na enem mestu so privedli do novih vrst osnovnih polimerov z nadzorovano molekularno arhitekturo z izboljšanimi lastnostmi.
Svetovna proizvodnja polimerov se je povečala3 s 27 milijonov ton leta 1975 na ~200 milijonov ton na leto leta 2000 in še vedno raste.Po nedavnem poročilu4 so pošiljke plastičnih izdelkov v ZDA leta 2000 znašale 330 milijard dolarjev, nabavne industrije pa so imele prodajo v višini 90 milijard dolarjev, kar je skupno letno doseglo 420 milijard dolarjev.Skupno število zaposlenih je bilo ocenjeno na 2,4 milijona – približno 2 % delovne sile v ZDA.Rast industrije polimerov je posledica edinstvene kombinacije lastnosti plastičnih izdelkov, ki vključujejo enostavno oblikovanje in izdelavo, nizke gostote, odpornost proti koroziji, električno in toplotno izolacijo ter pogosto ugodno togost in žilavost na enoto teže.
Čas objave: 4. februarja 2018