Phenolformaldehyd
Mange mennesker daterer begyndelsen af den moderne plastindustri til 1907, da Leo Hendrik Baekeland, en belgisk-født amerikansk kemiker, ansøgte om et patent på en fenol-formaldehyd-termohærd, der til sidst blev kendt under det varemærke, der hedder Bakelite. Også kendt som phenolharpikser var phenol-formaldehydpolymerer de første fuldstændigt syntetiske polymerer, der blev kommercialiseret. Selv om støbte produkter ikke længere repræsenterer deres vigtigste anvendelse, repræsenterer de stadig gennem næsten halvdelen af den samlede produktion af termohærdende polymerer gennem deres anvendelse som klæbemidler.
Eksperimenter med phenolharpikser foregik faktisk Baekelands arbejde. I 1872 kondenserede den tyske kemiker Adolf von Baeyer trifunktionel phenol og difunktionel formaldehyd, og i de efterfølgende årtier undersøgte Baeyers studerende Werner Kleeberg og andre kemikere produkterne, men de lykkedes ikke at forfølge reaktionen, fordi de ikke var i stand til at krystallisere og karakterisere de amorfe harpiksprodukter. Det var Baekeland, der i 1907 lykkedes at kontrollere kondensationsreaktionen for at fremstille den første syntetiske harpiks. Baekeland var i stand til at stoppe reaktionen, mens harpiksen stadig var i en smeltelig, opløselig tilstand (A-trinet), hvor den kunne opløses i opløsningsmidler og blandes med fyldstoffer og forstærkninger, der ville gøre det til en anvendelig plast. Harpiksen, der på dette stadium kaldes en resole, blev derefter bragt til B-trinnet, hvor den, selv om den næsten var uopløselig og uopløselig, stadig kunne blødgøres ved hjælp af varme til endelig form i formen. Dets fuldstændigt hærdede, termohærdede fase var C-scenen. I 1911 begyndte Baekelands General Bakelite Company at operere i Perth Amboy, NJ, USA, og kort efterpå brugte mange virksomheder Bakelite-plastprodukter. På et plastmarked, der praktisk talt var monopoliseret med celluloid, et meget brandfarligt materiale, der let blev opløst og blødgjort med varme, fandt Bakelite klar accept, fordi det kunne gøres uopløseligt og umuligt. Desuden vil det termohærdende produkt tåle betydelige mængder af inerte ingredienser og kunne derfor modificeres ved inkorporering af forskellige fyldstoffer, såsom træmel, bomuldsflok, asbest og hakket stof. På grund af dens fremragende isolerende egenskaber blev harpiksen lavet til stikkontakter, drejeknapper og drejeknapper til radioer og blev brugt i de elektriske systemer i biler.
To metoder anvendes til at fremstille phenol-formaldehydpolymerer. I én et overskud af formaldehyd omsættes med phenol i nærvær af en basekatalysator i vandopløsning til opnåelse af resolen, hvilket er en lav-molekylvægt præpolymer med CH 2 OH-grupper knyttet til phenol ringe. Ved opvarmning kondenserer resolen yderligere med tab af vand og formaldehyd til dannelse af termohærdende netværkspolymerer. Den anden metode involverer omsætning af formaldehyd med et overskud af phenol under anvendelse af en syrekatalysator til fremstilling af præpolymerer kaldet novolakker. Novolacs ligner polymeren bortset fra at de har meget lavere molekylvægt og stadig er termoplastiske. Hærdning til netværkspolymer opnås ved tilsætning af mere formaldehyd eller, mere almindeligt, af forbindelser, der nedbrydes til formaldehyd ved opvarmning.
Phenol-formaldehydpolymerer fremstiller fremragende træklæbemidler til krydsfiner og spånplader, fordi de danner kemiske bindinger med phenollike ligninkomponenten i træ. Træklæbemidler er faktisk det største marked for disse polymerer. Polymererne har mørk farve som et resultat af bivirkninger under polymerisation. Fordi deres farve ofte pletter træet, er de ikke egnede til interiør dekorative paneler. De er det klæbemiddel, du vælger til udvendig krydsfinér, på grund af deres gode fugtbestandighed.
Fenolharpikser, der altid er forstærket med fibre eller flager, støbes også til varmebestandige genstande, såsom elektriske stik og apparathåndtag.
Urea-formaldehydpolymerer
Harpikser fremstillet af urinstofformaldehydpolymerer begyndte kommerciel anvendelse i klæbemidler og bindemidler i 1920'erne. De behandles på samme måde som resoles (dvs. ved hjælp af overskydende formaldehyd). Ligesom fenolmaterialer bruges polymererne som træklæbemidler, men fordi de er lysere i farve, er de mere egnede til indvendig krydsfinér og dekorativ paneler. De er dog mindre holdbare og har ikke tilstrækkelig vejrbestandighed til at blive brugt i udvendige applikationer.
Urea-formaldehydpolymerer bruges også til at behandle tekstilfibre for at forbedre rynke- og krympemodstand, og de blandes med alkydmaling for at forbedre overfladehårdheden på overtrækket.
Melamin-formaldehydpolymerer
Disse forbindelser ligner urinstofformaldehydharpikser i deres behandling og anvendelse. Derudover gør deres større hårdhed og vandbestandighed dem velegnede til dekorativt servise og til fabrikation i bordpladen og bordpladen, der er udviklet af Formica Corporation og solgt under det varemærke, der hedder Formica.
Melaminbaserede polymerer er også blevet udbredt anvendt som tværbindingsmidler i bagt overfladebelægningssystemer. Som sådan har de haft mange industrielle applikationer - for eksempel i topcoatser i biler og i finish til apparater og metalmøbler. Imidlertid aftager deres anvendelse i overtræk på grund af begrænsninger i emissionen af formaldehyd, en væsentlig komponent af disse overtræk.
cellulosematerialer
Cellulose (C 6 H 7 O 2 [OH] 3) er en naturligt forekommende polymer består af gentagne glucoseenheder. I sin naturlige tilstand (kendt som indbygget cellulose) er det længe høstet som en kommerciel fiber - som i bomuld, hør, hamp, kapok, sisal, jute og ramie. Træ, der består af cellulose i kombination med en kompleks netværkspolymer kaldet lignin, er et almindeligt byggemateriale. Papir fremstilles også af naturlig cellulose. Selvom det er en lineær polymer, er cellulose termohærdende; det vil sige, det danner permanente, bundne strukturer, der ikke kan løsnes af varme eller opløsningsmidler uden at forårsage kemisk nedbrydning. Dets termohærdende opførsel stammer fra stærke dipolære attraktioner, der findes mellem cellulosemolekyler, hvilket bibringer egenskaber, der ligner dem for sammenkoblede netværkspolymerer.
I det 19. århundrede blev der udviklet metoder til at adskille træcellulose fra lignin kemisk og derefter for at regenerere cellulosen tilbage til dens oprindelige sammensætning til brug som både en fiber (rayon) og en plastik (cellofan). Ester- og etherderivater af cellulose blev også udviklet og anvendt som fibre og plast. De vigtigste forbindelser var cellulosennitrat (nitrocellulose, fremstillet til celluloid) og celluloseacetat (tidligere kendt som acetat-rayon, men nu kun kendt som acetat). Begge disse kemiske derivater var baseret på cellulosestrukturen
med X er NO 2 i tilfælde af nitrat og COCH 3 i tilfælde af acetatet.
