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聚合泡沫的發展歷史
- 2021-09-17-

我們遇到的每種材料都有其自然來源。人類不能憑空創造出東西來,不論做什么,我們只能根據某些別的東西創造出其他東西來,而且還要遵守質量守恒定律。隨著科學成果越來越多,我們能更好地利用自然資源為自己服務。聚合物與木材和金屬-樣,都源自自然資源,用途廣泛。確實,生產和利用聚合物大大提高了人們的生活水平,改變了現代文明。

聚合物的基本成分來源于石油、植物或動物。將這些成分合成之后,聚合物就具備了耐用性,應用很多。聚合物合成這門科學在實驗室建立起來后,在19世紀引起了全球的關注,20世紀得到了迅速發展,規模隨即擴大直至商業化生產。第二次世界大戰之后極其普遍,消費量在30年之內超出了木材和金屬,是現代世界用量最多的材料.20世界30年代后期,杜邦公司開發出了尼龍,立即受到紡織和服裝業的歡迎,今天,塑料袋和泡沫塑料包裝材料已是常用的聚合物產品。


聚合物本身具有獨特的結構排列,將鍵間化學力與鍵內范德瓦耳斯力結合起來,使其形成明顯不同的熔融和結晶轉變,因而具有特殊的性能應用范圍。聚合物的單位質量加工成本低、性能優異,因此投資持續增加滿足需求;利潤再投資于深入的研究和創新開發新技術,擴犬應用范圍,形成良性投資。    然而,聚合物的生命周期,是時間的數量級問題,是生命周期評估(LCA)的基礎。很明顯,從埋葬的植物和有機物到石油的形成,這一過程數量級很大,實際上不能再生資源。這樣,資源會不斷減少。第二大數量級是聚合物產品的用后分解,難怪填埋空間對于需求來說已經不足,而且還要持續減少了。只要聚合物的降解問題或者是替代產品投有解決,這種現象就將持續下去。值得一提的是,聚合物的分解只能解決空間或“存在”問題‘43,即使分解成初始成分也未必有助于促進循環利用。例如,聚乙烯裂解為乙烯,乙烯比空氣輕,蒸發到大氣中,不參與生命周期的任何進一步循環。


聚合物工業在20世紀30年代開始發展時,泡沫塑料科學隨著其發展也建立起來了。泡沫塑料的成功應用(即第二次世界大戰期間)鼓舞技術研究開始了一個非常好的開發一應用往復循環。其質輕的性能擴大了已有的聚合物性能范圍,如特殊的緩沖、隔熱保溫和減震性能等。通過開拓新的應用領域、取代傳統業務,泡沫塑料的市場份額持續增加。


第二次世界大戰之前,人們發現在縮聚反應中需要產生氣泡的化學反應(化學變化)[5]。聚氨酯(PU)的開發首先是劍指纖維工業所用的與其競爭的聚酰胺(如尼龍)。然而,在PU泡沫開發成功之后,其性能很快就遠遠超出了纖維的研究范疇,應用迅速擴大到家具、建筑和運輸業。同一時期,冷藏業發現氯氟烴(CFC)是極好的冷卻化學品(還發現其是很好的聚合物泡沫發泡劑)。此時一個重要的推動力是出現了一種新技術,使熱塑性聚合物獲得了巨大的資金注入。聚苯乙烯(PS)用于制作泡沫塑料,而且開發出了連續擠出工藝,麗非批處理工藝,生產率大大提高了。此時,樹脂和聚合物都有了,最后一個要素是加工技術。LMP公司在20世紀30年代末對機械進行了很大的改進[7’副,而且從“面食”加工中也獲益匪淺。第二次世界大戰后,保證了民間制造業獲得更大的支持,業已證明這在提高加工技術上作用明顯。形成聚合物泡沫技術基礎的4個要素


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