Tworzywa sztuczne

Materiały, których podstawowym składnikiem s naturalne lub syntet. polimery; tworzywa sztuczne mog być otrzymywane z czystego polimeru (np. poli(metakrylan metylu), polistyren, polietylen), z kopolimerów lub z mieszanek polimerów. Często otrzymuje się je z polimerów modyfikowanych metodami chem. (np. przez hydrolizę), fizykochem. (np. przez degradację) lub przez dodatek takich substancji, jak: plastyfikatory, wypełniacze, stabilizatory oraz barwniki i pigmenty. Tworzywa sztuczne s pot. zwane plastikami (plastykami) lub masami plastycznymi.
Za podstawę klasyfikacji tworzyw sztucznych przyjmuje się zachowanie tworzywa pod wpływem ogrzewania; rozróżnia się tworzywa termoplast. oraz tworzywa termo- i chemoutwardzalne, tzw. duroplasty. Można również zastosować podział wg gł. składnika. W podziale tym rozróżnia się np. tworzywa, w których podstawowym składnikiem s polialkeny (polietylen, polipropylen), polistyren, żywice winylowe (poli(octan winylu), poli(alkohol winylowy), poli(chlorek winylu), poli(chlorek winylidenu)), polimery fluorowe, żywice akrylowe, fenoplasty, aminoplasty, poliamidy, poliuretany, poliformaldehyd, poliwęglany, pochodne celulozy (np. acetyloceluloza).
Tworzywa sztuczne s na ogół b. lekkie (gęstoć najczęciej ok. 1 g/cm3), maj mał przewodnoć ciepln, większoć z nich jest dielektrykami, jednak po dodaniu znacznej iloci (ok. 50%) materiałów przewodzcych, np. sadzy lub pyłu metalicznego, przewodz prd elektr., mog być przezroczyste lub całkowicie nieprzezroczyste; tworzywa niemodyfikowane, w porównaniu z metalami maj mał wytrzymałoć na rozciganie oraz mały moduł elastycznoci; b. dobr wytrzymałoć na rozciganie, duży moduł elastycznoci maj tworzywa zbrojone np. włóknem szklanym (kompozyt, laminaty); tworzywa sztuczne s najczęciej odporne na czynniki chem., wilgoć, lecz nieodporne na działanie czynników silnie utleniajcych; wad większoci tworzywa sztuczne jest ich wrażliwoć na podwyższon temp. (powyżej 100C). W czasie II wojny wiat. uzyskano politetrafluoroetylen odporny na temp. do 250C, i silikony, odporne najczęciej na temp. do 250C, a następnie inne tworzywa, np. 1965 polisulfony, odporne na temp. do 200C, 1969 poli(siarczek fenylu), odporny na temp. do 170C. W wyniku dalszych prac otrzymano polimery aromatyczne i metaloorg., odporne na temp. powyżej 400C. Zmniejszenie palnoci tworzyw sztucznych uzyskuje się w wyniku wprowadzenia do tworzyw tzw. antypirenów. Większoć tworzyw sztucznych jest łatwa do formowania i barwienia. Najczęciej stosowanymi metodami formowania tworzyw sztucznych s: wtrysk (formowanie wtryskowe), wytłaczanie, prasowanie tworzyw sztucznych, odlewanie tworzyw sztucznych oraz kalandrowanie. Ponadto w przetwórstwie tworzyw sztucznych stosuje się np. spiekanie, obróbkę plast., laminowanie, zgrzewanie.
Tworzywa sztuczne s używane m.in. do wyrobu częci maszyn, przyrzdów, osłon kabli elektr., elementów aparatury chem. i artykułów gospodarstwa domowego, galanterii, opakowań; stosowane w przemysłach: samochodowym, lotn., elektrotechn., elektron., włók., oraz w budownictwie; także wykorzystywane do wyrobu aparatury, narzędzi i sprzętu med. (np. sprzęt do pobierania i przetaczania krwi, dreny i cewniki, nici chirurg.), protez (stomatologiczne, stawów, tętnic i żył, zastawki serca, gałki oczne), szkieł kontaktowych i in.
Pierwsze w skali przem. próby chem. modyfikowania zwizków wielkoczsteczkowych rozpoczęto 185075. W 1872 w USA otrzymano celuloid, w Niemczech 1897 uruchomiono produkcję galalitu, a 1904 acetylocelulozy. Pierwszymi syntetycznymi tworzywami sztucznymi były żywice fenolowo-formaldehydowe otrzymane 1872 (A. Baeyer), jednak produkcję ich podjęto dopiero 1909 na podstawie patentu belg. chemika H. Baekelanda. W 192831 rozpoczęto produkcję większoci tworzyw poliwinylowych. Pierwsze tworzywa poliamidowe wyprodukowano 1937 w USA, polietylen wysokocinieniowy 1939 w W. Brytanii, w USA rozpoczęto produkcję tworzyw poliestrowych 1942, poli(chlorku winylidenu) 1942, silikonów 1943. Dalszy rozwój tworzyw sztucznych był zwizany z wyprodukowaniem żywic epoksydowych w Szwajcarii, poliformaldehydu 1946 w USA, w RFN polietylenu niskocinieniowego 1956 i poliwęglanów 1957, polipropylenu 1957 we Włoszech.
W Polsce pocztek przetwórstwa tworzyw sztucznych nastpił w latach 20. XX w. W 1931 rozpoczęto produkcję folii na opakowania tomofanu z regenerowanej celulozy, 1934 tworzyw fenolowo-formaldehydowych, galalitu; podjęto próby syntezy styrenu na podstawie opracowania K. Smoleńskiego. Szybki rozwój produkcji tworzyw sztucznych w Polsce nastpił po II wojnie wiatowej. S produkowane m.in. tworzywa fenolowo-formaldehydowe, tłoczywa mocznikowe i melaminowe, poli(metakrylan metylu), poli(chlorek winylu), polistyren, polikaprolaktam, poliakrylonitryl, poliuretany, żywice poliestrowe, epoksydowe, silikonowe, polietylen, polipropylen, i na mał skalę, politetrafluoroetylen.