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                佛山市華瑞塑料材料有限公司

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                塑料發展史

                編輯:佛山市華瑞塑料材料有限公司時間:2021-11-30


                塑料發展階段

                其發展歷史可分為三個階段:

                1.    天然高分子加工階段 這個時期以天然高分子,主要是纖維素的改性和加工為特征。1869年美國人J.W.海厄特發現在硝酸纖維素中加入樟腦和少量酒精可制成一種可塑性物質,熱壓下可成型為塑料制品,命名為賽璐珞。1872年在美國紐瓦克建廠生產。當時除用作象牙代用品外,還加工成馬車和汽車的風擋和電影膠片等,從此開創了塑料工業,相應地也發展了模壓成型技術。1903年德國人A.艾興格林發明了不易燃燒的醋酸纖維素和注射成型方法。1905年德國拜耳股份公司進行工業生產。在此期間,一些化學家在實驗室里合成了多種聚合物,如線型酚醛樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等,為后來塑料工業的發展奠定了基礎。1904年世界塑料產量僅有10kt,還沒有形成獨立的工業部門。

                2.       合成樹脂階段 這個時期是以合成樹脂為基礎原料生產塑料為特征。1909年美國人L.H.貝克蘭在用苯酚和甲醛來合成樹脂方面,做出了突破性的進展,取得第一個熱固性樹脂──酚醛樹脂的專利權。在酚醛樹脂中,加入填料后,熱壓制成模壓制品、層壓板、涂料和膠粘劑等。這是第一個完全合成的塑料。1910年在柏林呂格斯工廠建立通用酚醛樹脂公司進行生產。在40年代以前,酚醛塑料是最主要的塑料品種,約占塑料產量的2/3。主要用于電器、儀表、機械和汽車工業。1920年以后塑料工業獲得了迅速發展。其主要原因首先是德國化學家Н.施陶丁格提出高分子鏈是由結構相同的重復單元以共價鍵連接而成的理論和不熔不溶性熱固性樹脂的交聯網狀結構理論,1929年美國化學家W.H.卡羅瑟斯提出了縮聚理論,均為高分子化學和塑料工業的發展奠定了基礎。同時,由于當時化學工業總的發展十分迅速,為塑料工業提供了多種聚合單體和其他原料。當時化學工業最發達的德國迫切希望擺脫大量依賴天然產品的局面,以滿足多方面的需求。這些因素有力地推動了合成樹脂制備技術和加工工業的發展。第一個無色的樹脂是脲醛樹脂。1928年,由英國氰氨公司投入工業生產。1911年,英國F.E.馬修斯制成了聚苯乙烯,但存在工藝復雜、樹脂老化等問題。1930年,德國法本公司解決了上述問題,在路德維希港用本體聚合法進行工業生產。在對聚苯乙烯改性的研究和生產過程中,已逐漸形成以苯乙烯為基礎,與其他單體共聚的苯乙烯系樹脂,擴展了它的應用范圍。1931年,美國羅姆-哈斯公司以本體法生產聚甲基丙烯酸甲酯,制造出有機玻璃。1926年,美國W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加熱下溶于高沸點溶劑中,在冷卻后,意外地得到柔軟、易于加工、且富于彈性的增塑聚氯乙烯。這一偶然發現打開了聚氯乙烯得以工業生產的大門。1931年德國法本公司在比特費爾德用乳液法生產聚氯乙烯。1941年,美國又開發了懸浮法生產聚氯乙烯的技術。從此,聚氯乙烯一直是重要的塑料品種,它又是主要的耗氯產品之一,在一定程度上影響著氯堿工業的生產。1939年,美國氰氨公司開始生產三聚氰胺-甲醛樹脂的模塑粉、層壓制品和涂料。1933年英國卜內門化學工業公司在進行乙烯與苯甲醛高壓下反應的試驗時,發現聚合釜壁上有蠟質固體存在,從而發明了聚乙烯。1939年該公司用高壓氣相本體法生產低密度聚乙烯。1953年聯邦德國K.齊格勒用烷基鋁和四氯化鈦作催化劑,使乙烯在低壓下制成為高密度聚乙烯,1955年聯邦德國赫司特公司首先工業化。不久,意大利人G.納塔發明了聚丙烯,1957年意大利蒙特卡蒂尼公司首先工業生產。從40年代中期以來,還有聚酯、有機硅樹脂、氟樹脂、環氧樹脂、聚氨酯等陸續投入了工業生產。塑料的世界總產量從1904年的10kt,猛增至1944年的600kt,1956年達到3.4Mt。隨著聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等通用塑料的發展,原料也從煤轉向了以石油為主,這不僅保證了高分子化工原料的充分供應,也促進了石油化工的發展,使原料得以多層次利用,創造了更高的經濟價值。

                3.       大發展階段 在這一時期通用塑料的產量迅速增大,聚烯烴塑料在70年代又有聚1-丁烯和聚4-甲基-1-戊烯投入生產。形成了世界上產量最大的聚烯烴塑料系列。同時出現了多品種高性能的工程塑料。19581973年的16年中,塑料工業處于飛速發展時期,1970年產量為30Mt。除產量迅速猛增外,其特點是:由單一的大品種通過共聚或共混改性,發展成系列品種。如聚氯乙烯除生產多種牌號外,還發展了氯化聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、共混或接枝共聚改性的抗沖擊聚氯乙烯等。開發了一系列高性能的工程塑料新品種。如聚甲醛、聚碳酸酯、ABS樹酯、聚苯醚、聚酰亞胺等。廣泛采用增強、復合與共混等新技術,賦予塑料以更優異的綜合性能,擴大了應用范圍。1973年后的10年間,能源危機影響了塑料工業的發展速度。70年代末,各主要塑料品種的世界年總產量分別為:聚烯烴19Mt,聚氯乙烯超過100kt,聚苯乙烯接近80kt,塑料總產量為63.6Mt。1982年開始復蘇。1983年起塑料工業超過歷史最高水平,產量達72Mt。目前,以塑料為主體的合成材料的世界體積產量早已超過全部金屬的產量。中國塑料工業的發展 1921年上海勝德賽珍廠(現勝德塑料廠)開始生產賽璐珞制品,以后又陸續建立了健華、永和、國光和中興等廠,1926年上海勝德賽珍廠開始生產酚醛樹脂及模塑粉(電木粉)。1949年中國塑料產量約400t左右。中華人民共和國成立后,酚醛塑料等熱固性塑料有所發展,1958年自行研究設計的第一套聚氯乙烯年產3kt的生產裝置在錦西化工廠建成投產,這是中國塑料工業進入一個新時期的標志。1960年,上海建成年產500t聚苯乙烯生產裝置;1965年,上海高橋化工廠以千噸級規模生產高密度聚乙烯;1970年,年產3.5kt高壓法聚乙烯裝置和年產5kt聚丙烯裝置開始在蘭州化學工業公司投入生產。1965年塑料總產量為97kt。1970年增至176kt。70年代以后,北京燕山石油化工公司、遼陽石油化纖公司和上海石油化工總廠等幾個大型石油化工企業的合成樹脂生產裝置相繼投產。1982年合成樹脂的年產量突破百萬噸。

                塑料起源

                第一種完全合成的塑料出自美籍比利時人列奧·亨德里克·貝克蘭,1907714日,他注冊了酚醛塑料的專利。

                貝克蘭是鞋匠和女仆的兒子,1863年生于比利時根特。1884年,21歲的貝克蘭獲得根特大學博士學位,24歲時就成為比利時布魯日高等師范學院的物理和化學教授。1889年,剛剛娶了大學導師的女兒,貝克蘭又獲得一筆旅行獎學金,到美國從事化學研究。

                哥倫比亞大學的查爾斯·錢德勒教授鼓勵下,貝克蘭留在美國,為紐約一家攝影供應商工作。這使他幾年后發明了Velox照相紙,這種相紙可以在燈光下而不是必須在陽光下才能顯影。1893年,貝克蘭辭職創辦了Nepera化學公司。

                在新產品沖擊下,攝影器材商伊士曼·柯達吃不消了。1898年,經過兩次談判,柯達方以75萬美元(相當于20131500萬美元)的價格購得Velox照相紙的專利權。不過柯達很快發現配方不靈,貝克蘭的回答是:這很正常,發明家在專利文件里都會省略一兩步,以防被侵權使用??逻_被告知:他們買的是專利,但不是全部知識。又付了10萬美元,柯達方知秘密在一種溶液里。

                掘得第一桶金,貝克蘭買下了紐約附近揚克斯的一座俯瞰哈德遜河的豪宅,將一個谷倉改成設備齊全的私人實驗室,還與人合作在布魯克林建起試驗工廠。當時剛剛萌芽的電力工業蘊藏著絕緣材料的巨大市場。貝克蘭嗅到的第一個誘惑是天然的絕緣材料蟲膠價格的飛漲,幾個世紀以來,這種材料一直依靠南亞的家庭手工業生產。經過考察,貝克蘭把尋找蟲膠的替代品作為第一個商業目標。當時,化學家已經開始認識到很多可用作涂料、黏合劑和織物的天然樹脂和纖維都是聚合物,即結構重復的大分子,開始尋找能合成聚合物的成分和方法。

                不同的是,賽璐珞來自化學處理過的膠棉以及其他含纖維素的植物材料,而酚醛塑料是世界第一種完全合成的塑料。貝克蘭將它用自己的名字命名為貝克萊特Bakelite)。他很幸運,英國同行詹姆斯·斯溫伯恩爵士只比他晚一天提交專利申請,否則英文里酚醛塑料可能要叫斯溫伯萊特。190928日,貝克蘭在美國化學協會紐約分會的一次會議上公開了這種塑料。

                假冒酚醛塑料的出現還使貝克蘭很早就在產品上采用了類似今天“Intel Inside”的真品標簽。1926年專利保護到期,大批同類產品涌入市場。經過談判,貝克蘭與對手合并,擁有了一個真正的酚醛塑料帝國。

                作為科學家,貝克蘭可謂名利雙收,他擁有超過100項專利,榮譽職位數不勝數,死后也位居科學和商界兩類名人堂。他身上既有科學家少有的商業精明,又有科學家太多的生活遲鈍。除了電影和汽車,他最大的愛好是穿著襯衫、短褲流連于游艇離子號上。不過據說他只有一套正裝,而且總是穿一雙舊運動鞋。為了讓他換套行頭,身為藝術家的妻子在服裝店挑了一件125美元的英國藍斜紋嗶嘰套裝,預付了店主100美元,要他把這套衣服陳列在櫥窗里,掛上一個25美元的標簽。當晚,貝克蘭從妻子口中獲悉這等價廉物美的好事,第二天就買了下來?;丶衣飞吓龅洁従?、律師薩繆爾·昂特邁耶,貝克蘭的新衣服立刻被對方以75美元買走,成為他向妻子顯示精明的得意事例。

                1939年,貝克蘭退休時,兒子喬治·華盛頓·貝克蘭無意從商,公司以1650萬美元(相當于今天2億美元)出售給聯合碳化物公司。1945年,貝克蘭死后一年,美國的塑料年產量就超過40萬噸,1979年又超過了工業時代的代表――鋼。在倫敦科學博物館的展覽上,貝克蘭的曾孫休·卡拉克一手執一個30年代的尿素甲醛塑料電話,一手展示著一個用生物可降解塑料制成的手機。


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