Lịch sử nguyên liệu Polymer (Phần 1)

Lịch sử của nguyên liệu polyme ①

Trong loạt bài này, chúng ta sẽ xem xét lịch sử của ngành công nghiệp nhựa và cách chúng ta đạt đến hiện tại. Việc phát hiện ra gutta-percha, được sử dụng bởi những người bản địa ở Đông Nam Á vào những năm 1850, là một thực tế quan trọng rằng các đồng phân xác định các tính chất của polyme, và là một ví dụ điển hình về một nguyên tắc ban đầu được sử dụng rộng rãi trong hóa học polyme hiện đại.

 

Thỉnh thoảng tôi nhận được e-mail hỏi rằng liệu tôi đã bao giờ nghe nói về một số sự kiện lịch sử liên quan đến ngành nhựa chưa. Một trong những điều gây được nhiều sự chú ý là câu chuyện về nhà phát minh người Mỹ John Wesley Hyatt, người đầu tiên tạo ra một loại vật liệu thường được gọi là nhựa đầu tiên.

Vật liệu này được cấp bằng sáng chế vào năm 1869 với tên gọi Celluloid. Đặc biệt, Hyatt là vật liệu thu hút nhiều sự chú ý nhất, và vì sự khan hiếm của ngà voi vào đầu những năm 1860, người ta lo ngại về tác động của điều này đối với giá của quả bóng bi-a.

Đúng là anh ta đã giành được giải thưởng 10.000 đô la.

Câu chuyện này rất thú vị vì một số lý do. Trước hết, nó củng cố ý tưởng đã ăn sâu vào ngành công nghiệp nhựa rằng vật liệu tổng hợp được tạo ra thông qua các thiên tài hóa học đã thay thế và cải tiến các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên. Một yếu tố khác là quy mô của phần thưởng tiền tệ đó, ngày nay gần 200.000 đô la.

Như thường lệ, câu chuyện thực tế về việc phát minh ra celluloid không chỉ phức tạp hơn nhiều mà còn phụ thuộc nhiều vào những thành tựu đi trước nó. Và sự ra đời thực sự của vật liệu này là do có một phát minh đáng chú ý khác đã có tác động lớn hơn nhiều đến ngành công nghiệp nhựa hơn là bản thân vật liệu này.

Công việc liên quan đến việc tạo ra chất tổng hợp phần lớn là một phần của khoa học, nhưng nó thường vướng vào các luật sư, vì điều này đang bị đe dọa trong thế giới kinh doanh và do đó là tiền bạc. Trong loạt bài này, tôi muốn xem xét lịch sử của ngành công nghiệp nhựa và cách chúng ta đạt đến hiện tại.

Thế giới vật liệu tổng hợp được lấy cảm hứng từ những vật liệu có trong tự nhiên. Vật liệu dường như đã cung cấp điểm khởi đầu cho tất cả những điều này là cao su tự nhiên, về mặt hóa học được gọi là polyisoprene, là một nguyên liệu thô có nguồn gốc từ một loại cây cụ thể. Cấu trúc hóa học của hai cách sắp xếp khác nhau của các nguyên tử trong phân tử cao su tự nhiên, được gọi là đồng phân, được thể hiện trong Hình 1 dưới đây.

 QQQ_1

Các nhà thám hiểm châu Âu đã đến Caribe và Meso-American (Trung Mỹ) vào thế kỷ 16 và 17 đã phát hiện ra một nền văn minh sử dụng vật liệu này không chỉ để làm bóng rắn mà còn để dệt vải không thấm nước. Sự tồn tại của một quả bóng cứng được làm bằng vật liệu mà chúng ta gọi là chất đàn hồi ngày nay, hoặc thuộc tính đàn hồi, là một cú sốc đối với những người Bắc Âu, những người chỉ nhìn thấy những quả bóng được làm bằng cách thổi không khí vào túi da của họ. Chính chất đồng phân cis đã tạo ra tất cả các sản phẩm này. Đồng phân trans sẽ được thảo luận ở phần sau.

 

Thế giới vật liệu tổng hợp được lấy cảm hứng từ những vật liệu có trong tự nhiên.

 

Một nhà thám hiểm người Pháp đã đến Peru vào những năm 1730 để khám phá ra một chất tương tự, nhưng đến năm 1751, các bài báo khoa học đầu tiên về chất mới này đã được xuất bản. Tuy nhiên, ngay cả tại thời điểm này, các đặc tính hóa học của vật liệu này vẫn chưa được hiểu rõ. Đặc biệt, ảnh hưởng của nhiệt độ đến các đặc tính của nguyên liệu thô đã là một rào cản đối với việc sử dụng thương mại ở châu Âu.

Không giống như khí hậu Meso-Mỹ nơi dao động nhiệt độ tương đối nhỏ ở một số nhiệt độ cao nhất định, châu Âu có sự thay đổi nhiệt độ mùa đông và mùa hè rất lớn. Ở nhiệt độ thấp vào mùa đông, vật liệu trở nên cứng và giòn, trong khi nhiệt độ cao vào mùa hè làm cho nó rất mềm và dính. Sản phẩm sáng tạo nhất sử dụng chất liệu này, xuất hiện vào cuối thế kỷ 18, là một cục tẩy xóa vết bút chì trên giấy. Chính vì đặc điểm này mà tẩy được gọi là cao su.

Năm 1820, hai nhà kinh doanh từ các lĩnh vực hoàn toàn khác nhau cũng tình cờ phát hiện ra rằng polyisoprene được hòa tan trong naphtha và nhựa thông. Cao su hòa tan có thể được chế biến thành bông để làm quần áo chống thấm nước. Điều này hoạt động hiệu quả miễn là thời tiết không quá nóng. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng lên, vải tráng bị dính và biến dạng.

Hạn chế của việc sử dụng polyisoprene do nhiệt độ tiếp tục là một vấn đề từ những năm 1830 đến những năm 40. Trong thời kỳ này, Charles Goodyear tình cờ phát hiện ra hai kỹ thuật để giải quyết vấn đề hiệu suất ở nhiệt độ cao bằng cách tiến hành ngẫu nhiên các thí nghiệm một rưỡi, cũng như các nhà phát minh trước đó.

Ba năm sau, một quá trình lưu hóa, được biết đến nhiều hơn để cải thiện các đặc tính nhiệt độ thấp của vật liệu, được phát hiện. Goodyear không hiểu gì về hóa học của quá trình liên kết chéo, điều này giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của vật liệu này.

Ngay cả thuật ngữ 'lưu hóa' cũng được đặt ra bởi một đối thủ cạnh tranh người Anh, người đã tìm ra phương pháp của Goodyear, nộp đơn xin cấp bằng sáng chế

Nguồn:dịch từ plastickorea

Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ
CÔNG TY TNHH HÓA CHẤT SUNMAXX VINA
Địa chỉ: Số 119 Trần Duy Hưng, Trung Hoà, Cầu Giấy, Hà Nội
Điện thoại: 0988298460
Email: info@sunmaxx.com.vn
Website: http://sunmaxx.com.vn

Bài viết liên quan

Các câu hỏi phổ biến trong sản xuất hạt nhựa màu
Các câu hỏi phổ biến trong sản xuất hạt nhựa màu
Ngành nhựa điêu đứng vì sức mua thấp do COVID-19
Ngành nhựa điêu đứng vì sức mua thấp do COVID-19
Tiềm năng và xu hướng phát triển ngành nhựa Việt Nam
Tiềm năng và xu hướng phát triển ngành nhựa Việt Nam
CƠ HỘI LỚN CHO NGÀNH NHỰA VIỆT NAM
CƠ HỘI LỚN CHO NGÀNH NHỰA VIỆT NAM