Lịch sử hình thành nhựa (tiếp theo)

- Cao su tự nhiên:

Cao su tự nhiên là một chất đàn hồi (một polymer hydrocarbon đàn hồi) ban đầu được lấy từ latex, một dung dịch keo sữa có trong một số cây. Vào năm 1839, Charles Goodyear đã phát minh ra cao su lưu hoá. Đây là một dạng cao su thiên nhiên được làm nóng, chủ yếu là các liên kết chéo giữa các chuỗi polymer (lưu hóa), cải thiện tính đàn hồi và độ bền.

- Cao su tổng hợp:

Cao su tổng hợp là chất dẻo được con người chế tạo với chức năng là chất co giãn. Một chất co giãn là vật chất có đặc tính cơ học là chịu được sức ép thay đổi hình dạng hơn phần lớn các vật chất khác mà vẫn phục hồi hình dạng cũ.

Cao su tổng hợp đầu tiên được Tổng công ty Lebedev tổng hợp vào năm 1910. Trong Thế chiến thứ hai, việc cung cấp cao su tự nhiên từ Đông Nam Á đã gây ra sự bùng phát trong phát triển cao su tổng hợp, đặc biệt là cao su Styrene-butadiene (còn gọi là Rubber-Styrene). Năm 1941, sản xuất cao su tổng hợp ở Mỹ chỉ đạt 231 tấn, tăng lên 840 000 tấn vào năm 1945. Trong cuộc chạy đua vũ trụ và đua vũ trang hạt nhân, các nhà nghiên cứu của Caltech đã thử nghiệm bằng cách sử dụng cao su tổng hợp để làm nhiên liệu rắn cho tên lửa. Cuối cùng, tất cả các tên lửa và tên lửa quân sự lớn sẽ sử dụng nhiên liệu rắn tổng hợp cao su, và chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong nỗ lực không gian dân dụng.

- Polymethyl methacrylate (PMMA):

Nhựa PMMA (Poly Methyl Methacrylate) cũng được biết đến như Acrylic hoặc thủy tinh Arylic, Polymethymethyl Methacrylate. Nhựa PMMA (Poly Methyl Methacrylate) là một loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt thường được sử dụng ở dạng tấm, miếng như một vật liệu nhẹ hoặc khó bể vỡ để thay thế cho kính và thủy tinh. Ứng dụng chính của PMMA bây giờ là: cửa sổ cách âm, mái vòm, gian hàng điện thoại, tấm trang trí, đèn huỳnh quang, đèn chùm, đèn đường, cửa chắn gió của máy bay, tàu, xe hơi, bảng hiệu, đèn, giá trưng bày, biển chỉ dẫn,…

- Polyethylene (PE):

Được Reginald Gibson và Eric Fawcett phát hiện vào năm 1933 tại công ty Imperial Chemical Industries (ICI) của Anh. Vật liệu này được hình thành thành hai dạng: Polyethylene Nhiệt độ thấp (LDPE), và Polyethylene Độ Density cao (HDPE) . PEs rẻ, linh hoạt, bền và khả năng kháng hóa chất. Polyetylen màu trắng, hơi trong, không dẫn điện và không dẫn nhiệt, không cho nước và khí thấm qua. Do các tính chất trên, polyetylen được dùng bọc dây điện, bọc hàng, làm màng mỏng che mưa, chai lọ, chế tạo thiết bị trong ngành sản xuất hóa học.

Nhựa HDPE với đặc tính độ bền vật liệu vượt trội dần được ứng dụng nhiều trong cấp thoát nước, ống chịu nhiệt & hóa chất. Ngoài ra ở các nước phương Tây, ống HDPE đã được áp dụng làm ống bắn pháo hoa, LDPE được sử dụng để làm phim và vật liệu đóng gói, trong khi HDPE được sử dụng cho các thùng chứa, hệ thống ống nước và phụ kiện ô tô. Trong khi PE có sức đề kháng hóa học thấp, sau đó người ta thấy rằng một bình PE có thể được làm mạnh mẽ hơn bằng cách phơi ra nó với khí flo, làm thay đổi lớp bề mặt của container thành polyfluoroethylene khó khăn hơn nhiều.

- Polypropylene (PP):

Được phát hiện vào đầu những năm 1950 bởi Giulio Natta. Phổ biến trong khoa học hiện đại và công nghệ mà sự phát triển của các kiến ​​thức chung có thể dẫn đến những phát minh tương tự ở những nơi khác nhau vào cùng một thời điểm. Các vụ kiện tụng tiếp theo không được giải quyết cho đến năm 1989.

Nhựa PP là dòng nhựa có tình bền cơ học rất cao, có kết cấu vững chắc không mềm dẻo như nhựa PE và không thể kéo giãn dài thành sợi. Đặc biệt dòng nhựa này có khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết thủng hoặc một vết cắt nhỏ trên bề mặt. Thường bề mặt có độ bóng cao có thể in ấn rõ nét, thường trong suốt, không màu, không mùi, không vị và đặc biệt không độc hại.

nhựa PP được sử dụng làm chai đựng nước, bình sữa cho bé hay hộp bảo quản thực phẩm, một số sản phẩm được dùng trong lò vi sóng.

- Polyurethane (PU):

Phát minh bởi Friedrich Bayer & Company vào năm 1937, được sử dụng sau chiến tranh, dưới dạng thổi cho nệm, đệm ghế và cách nhiệt. Nó cũng là một trong những thành phần (ở dạng không thổi) của sợi thun sợi.

PU có độ bền, tính kháng mài mòn, tính kháng tác động môi trường (thời tiết, oxy hóa, ozone) vượt trội so với các loại cao su thông thường. Hơn nữa, PU có khả năng kháng nhiều loại hóa chất vô cơ và hóa chất hữu cơ.

PU với tính kháng hóa chất và dung môi tốt cũng được dùng để bọc các trục sử dụng trong ngành in, thép, dệt, giấy.

- Nhựa Epoxy:

Năm 1939, IG Farben đã đệ trình bằng sáng chế cho polyepoxide hoặc epoxy. Nhựa epoxy trong những điều kiện xác định có chất đóng rắn, có khả năng chuyển sang trạng thái nóng chảy và không tan. Sau chiến tranh, từ năm 1948 trong công nghiệp đã dùng nhiều loại nhựa epoxy. Điều chế từ epi clohidrin ngưng tụ với 4,4 dioxidifenil propan có dung dịch NaOH, các sản phẩm tạo ra, sau khi đóng rắn,có nhiều tính chất lý và hóa quí, bám dính rất tốt với nhiều loại vật liệu, tính điện môi tốt, khi đóng rắn độ co không lớn, chịu tác dụng của các dung môi và kiềm.

Epoxy được sử dụng rộng rãi cho các chất phủ, keo, và vật liệu composite. Các hợp chất sử dụng epoxy như một ma trận bao gồm chất dẻo thủy tinh, trong đó yếu tố cấu trúc là sợi thủy tinh, và vật liệu composite carbon-epoxy, trong đó yếu tố cấu trúc là sợi cacbon. Sợi thủy tinh bây giờ được sử dụng để chế tạo thuyền thể thao, và vật liệu composite carbon-epoxy là một yếu tố cấu trúc ngày càng quan trọng trong máy bay, vì chúng có trọng lượng nhẹ, bền và chịu nhiệt.

Hiện nay epoxy trở nên phổ biến hơn trên thị trường nội thất, có rất nhiều sản phẩm được làm từ gỗ và keo Epoxy như bàn trà gỗ, bàn ăn gỗ nguyên thân,…

- Nhựa PET, PETE, PETG , PET-P (polyethylene terephthalate):

Hai nhà hóa học tên là Rex Whinfield và James Dickson, làm việc tại một công ty nhỏ của Anh với tên gọi quen thuộc của Hiệp hội Máy in Calico ở Manchester đã phát triển polyethylene terephthalate (PET hoặc PETE) vào năm 1941 và nó sẽ được sử dụng cho sợi tổng hợp trong thời kỳ hậu chiến, với tên như polyester, dacron, và Terylene. PET ít có khả năng thấm khí hơn so với các loại nhựa có giá thành thấp khác và do đó là vật liệu phổ biến để sản xuất chai Coca-Cola và các loại nước uống có ga khác, vì cacbonat có xu hướng tấn công các loại nhựa khác, và nước uống có tính axit như nước trái cây hoặc rau. PET cũng bền và chống mài mòn, và được sử dụng để sản xuất các bộ phận cơ khí, khay thức ăn, và các mặt hàng khác phải chịu đựng sự lạm dụng. Các màng PET được sử dụng làm nền để ghi băng.

Vỏ chai PET (số hiệu là 1) không phải loại nhựa tốt nhất để tái sử dụng làm vật chứa nước uống hoặc thực phẩm. Nên chỉ sử dụng trong 1 thời gian ngắn rồi nên thay chai mới. Không sử dụng nhựa PET để đựng các thực phẩm nóng, hay cho vào lò vi sóng.

- PTFE (polytetrafluoroethylene) (hay còn gọi là Teflon):

Một trong những chất dẻo ấn tượng nhất được sử dụng trong chiến tranh, và bí mật hàng đầu, đó là polytetrafluoroethylene (PTFE), được biết đến như Teflon, có thể được lắng đọng trên bề mặt kim loại như là lớp phủ bảo vệ chống xước và chống ăn mòn. Lớp bề mặt polyfluoroethylene được tạo ra bằng cách phơi ra một hộp chứa polyethylene với khí flo là rất giống với Teflon. Một nhà hoá học của DuPont tên là Roy Plunkett đã phát hiện ra Teflon một cách ngẫu nhiên vào năm 1938. Trong thời gian chiến tranh, nó được sử dụng trong các quy trình khuyếch tán khí để tinh chế urani cho bom nguyên tử, vì quá trình này rất ăn mòn.

Nhựa đặc chủng Teflon (PTFE) tấm được ứng dụng trong năng lượng nguyên tử, quốc phòng, hàng không vũ trụ, điện tử, điện, hóa chất, máy móc, dụng cụ, đồng hồ, xây dựng, dệt may, xử lý bề mặt kim loại, dược phẩm, y tế, thực phẩm, công nghiệp luyện kim,…

- Nhựa Lexan (Polycacbonat):

Là một loại nhựa polycarbonate cao do General Electric sản xuất.

Makrolon là một loại nhựa polycarbonate cao do Bayer sản xuất.

Polycacbonat là một loại polymer nhựa nhiệt dẻo. Polycacbonat là một loại nhựa tổng hợp trong đó các đơn vị polymer được liên kết thông qua các nhóm cacbonat, chất liệu này có thể được phủ lên một số bởi một số chất liệu khác.

Polycacbonat dễ dàng chế tác, đúc, và uốn nóng. Vì những tính chất này, polycarbonate được sử dụng trong nhiều thiết bị. Polycarbonate không có một mã nhận dạng nhựa riêng.

- Nhựa sinh học phân hủy sinh học:

Nghiên cứu đã được tiến hành trên các chất dẻo phân huỷ sinh học phân huỷ bằng ánh sáng mặt trời (ví dụ tia cực tím), nước hoặc ẩm ướt, vi khuẩn, enzyme, sự mài mòn của gió và một số trường hợp sâu bệnh hại cho loài gặm nhấm hoặc côn trùng tấn công cũng bao gồm dưới dạng các dạng phân hủy sinh học hoặc môi trường suy thoái. Rõ ràng một số trong những phương thức suy thoái này chỉ có hiệu quả nếu nhựa được phơi ra ở bề mặt, trong khi các chế độ khác sẽ chỉ có hiệu quả nếu các điều kiện nhất định tồn tại ở bãi chôn lấp hoặc hệ thống phân ủ.

Bột tinh bột đã được trộn với nhựa làm chất độn để làm cho nó dễ phân hủy hơn, nhưng nó vẫn không dẫn đến sự đổ vỡ hoàn toàn của nhựa. Một số nhà nghiên cứu đã thực sự biến đổi gen vi khuẩn tổng hợp một chất dẻo hoàn toàn phân hủy, nhưng vật liệu này, như Biopol, là đắt tiền hiện nay. Công ty hoá chất Đức BASF làm cho Ecoflex, một polyester phân hủy hoàn toàn cho các ứng dụng đóng gói thực phẩm. Gehr Plastics đã phát triển ECOGEHR , một loạt đầy đủ các dạng sinh học polymer được Phân phối bởi Chuyên gia Nhựa. Symphony (UK) đã phát triển dòng phụ gia d2w oxo-biodegradeble cho nhựa, đây là một loại phụ gia nhựa phân hủy sinh học, chỉ với 1% liều dùng sẽ khiến cho nhựa phân hủy trong môi trường mở từ 6-18 tháng.

Lê Quỳnh (Tổng hợp)