Trước khi phát minh ra nhựa, những chất duy nhất có thể làm khuôn là đất sét (gốm) và thủy tinh. Đất sét cứng và thủy tinh được sử dụng để lưu trữ, nhưng chúng nặng và giòn. Một số chất tự nhiên, như gôm cây và cao su, dính và có thể bị mốc. Cao su không hữu ích cho việc cất giữ vì nó cuối cùng mất khả năng đàn hồi trở lại hình dạng và trở nên dính khi đun nóng.
Năm 1839, Charles Goodyear tình cờ phát hiện ra một quá trình trong đó lưu huỳnh phản ứng với cao su thô khi đun nóng và sau đó làm lạnh. Cao su trở nên đàn hồi khi làm mát - nó có thể giãn ra, nhưng nó sẽ trở lại hình dạng ban đầu. Nó cũng giữ được khả năng phục hồi khi bị nung nóng. Bây giờ chúng ta biết rằng lưu huỳnh tạo thành liên kết hóa học giữa các sợi polyme cao su liền kề. Các liên kết liên kết chéo các sợi polyme, cho phép chúng "chụp lại" khi bị kéo căng. Charles Goodyear đã phát hiện ra quy trình ngày nay được gọi là lưu hóa , giúp cao su bền hơn.
Năm 1846, Charles Schonbein, một nhà hóa học người Thụy Sĩ, tình cờ phát hiện ra một loại polymer khác khi ông làm đổ hỗn hợp axit nitric-axit sulfuric lên một số bông. Một phản ứng hóa học xảy ra trong đó các nhóm hydroxyl của sợi xenluloza trong bông được chuyển thành nhóm nitrat do lưu huỳnh xúc tác. Kết quả là polyme nitrocellulose có thể bùng phát thành ngọn lửa không khói và được quân đội sử dụng thay thế cho thuốc súng. Năm 1870, nhà hóa học John Hyatt đã phản ứng nitrocellulose với long não để tạo ra celluloid , một loại polymer dẻo được sử dụng trong phim ảnh, bóng bi-a, đĩa nha khoa và bóng Ping-Pong.
Năm 1909, một nhà hóa học tên là Leo Baekeland đã tổng hợp Bakelite , một loại polymer tổng hợp thực sự đầu tiên, từ hỗn hợp phenol và formaldehyde. Phản ứng trùng ngưng giữa các monome này cho phép fomanđehit liên kết các vòng phenol thành các polyme ba chiều cứng. Vì vậy, Bakelite có thể được đúc khi nóng và đông đặc thành một loại nhựa cứng có thể được sử dụng cho tay cầm, điện thoại , phụ tùng ô tô, đồ nội thất và thậm chí cả đồ trang sức. Bakelite cứng, chịu được nhiệt và điện , và không thể dễ dàng bị nóng chảy hoặc cháy xém sau khi nguội. Việc phát minh ra Bakelite đã dẫn đến toàn bộ một loại nhựa có các đặc tính tương tự, được gọi là nhựa phenolic .
Vào những năm 1930, một nhà hóa học của Dupont tên là Wallace Carruthers đã phát minh ra một loại polyme nhựa được tạo ra từ sự ngưng tụ của axit adipic và một loại monome diaminohexan nhất định có thể kéo thành sợi chắc, giống như tơ. Loại nhựa này được gọi là nylon . Nylon nhẹ, chắc và bền và đã trở thành cơ sở của nhiều loại quần áo, tấm phủ (lều), hành lý, túi xách và dây thừng.
Việc sử dụng các polyme ban đầu này đã trở nên phổ biến sau Thế chiến thứ hai và tiếp tục cho đến ngày nay. Chúng dẫn đến việc tạo ra nhiều loại nhựa khác, như Dacron, Styrofoam, polystyrene, polyethylene và vinyl.
Trong hai phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu về hóa học của nhựa.
Sơn lót bằng nhựa
Chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về tất cả những điểm này ở phần sau, nhưng hiện tại, đây là một vài mẩu tin hữu ích về cấu trúc của chất dẻo.
- Chất dẻo là các polyme, các phân tử lớn được tạo thành từ các đơn vị lặp lại của các phân tử nhỏ hơn (monome) liên kết hóa học với nhau. Polyme giống như một chuỗi trong đó mỗi mắt xích là một đơn phân.
- Tất cả nhựa được làm bằng carbon. Nhựa nhân tạo sử dụng carbon có nguồn gốc từ dầu mỏ, trong khi chất tạo màng sinh học hoặc nhựa sinh học sử dụng carbon có nguồn gốc từ vật liệu tự nhiên.
- Có một số cách mà monome kết hợp để tạo thành polyme của chất dẻo. Một là phản ứng ngưng tụ, trong đó hai phân tử kết hợp với nhau và một phân tử nhỏ hơn - thường là nước , rượu hoặc axit - bị mất.
