De ontwikkeling van moderne kunststoffen

Tijdens de late 19 ^de natuurlijke hulpbronnen zoals hout, ivoor en schildpad raakten in hoog tempo uitgeput. Ivoor en schildpad waren zeer gewilde materialen voor luxe artikelen, waaronder met de hand gesneden kammen, handspiegels, juwelendoosjes en veel hoogwaardige persoonlijke spullen die destijds werden genoten door de welgestelden. Deze materialen werden ook veelvuldig gebruikt voor medische en tandheelkundige instrumenten en meer utilitaire toepassingen zoals pistoolgrepen.

Met de enorme technologische vooruitgang in de chemie en de noodzaak om een ​​vervanging te vinden voor de afnemende natuurlijke hulpbronnen, begonnen wetenschappers te zoeken naar door de mens gemaakte materialen die de stijgende vraag naar consumentenproducten konden ondersteunen. In de late jaren 1800 ontwikkelde een jonge Belgische student scheikunde genaamd Leo Hendrick Baekeland een interesse in fenolharsen. Baekeland verdiende een klein fortuin in Amerika met zijn uitvinding van een nieuw fotopapier. In 1905 was hij een rijke New Yorker en hoewel hij zijn fortuin had verdiend, waren er vorderingen gemaakt in de ontwikkeling van kunststoffen. Tussen 1899 en 1900 werd het eerste semi-synthetische thermohardende materiaal geproduceerd dat op industriële schaal kon worden vervaardigd. Tot die tijd was er echter geen manier om de reactie tussen fenol en formaldehyde te beheersen om consistente resultaten te behalen die nodig zijn voor commerciële productie.

Baekeland zag het potentieel in deze materialen en investeerde zijn kennis en geld in het ontwikkelen van een proces waarmee deze reactie kon worden gecontroleerd, waardoor commerciële productie mogelijk werd. Baekeland patenteerde zijn proces, dat nog steeds wordt gebruikt in consumentenproducten, elektrische toepassingen en militaire uitrusting, onder de naam bakeliet.

Tegen het midden van de 20 ^de eeuw groeide de interesse in commerciële kunststoffen, vooral in thermoplasten die kunnen worden gesmolten, omgevormd en gerecycled, snel. In de jaren dertig ontwikkelde een chemisch ingenieur voor DuPont genaamd Wallace Hume Carothers Nylon 6/6 en Nylon 6, die de eerste commercieel succesvolle synthetische thermoplastische polymeren werden. Nylon werd voor het eerst commercieel gebruikt in 1938 in de tandenborstel met nylon haren en later in dameskousen of "nylons" die werden geïntroduceerd op de Wereldtentoonstelling van 1939 en commercieel werden verkocht in 1940. Tijdens de jaren van WO II werd bijna alle nylonproductie omgeleid naar de oorlog inspanning voor parachutes en parachutekoord. Nylon wordt nu in elke branche en in allerlei soorten producten gebruikt.

Tijdens de jaren 1940 en '50 werden versterkte polymeren snel ontwikkeld, waardoor materialen de sterkte van sommige staalsoorten kregen, maar toch licht in gewicht, niet-corrosief en niet-geleidend. Tijdens de oorlog werden deze materialen ontwikkeld om metalen onderdelen in militaire voertuigen, vliegtuigen en helikopters te vervangen. Glasvezel werd al snel een favoriet additief om kunststofharsen te versterken en eind jaren dertig begon Owens Corning met de productie van glasvezels voor de industrie. Naast gegoten kunststoffen werden in de handel verkrijgbare glasvezellaminaten ontwikkeld voor de zware industrie. Tegen 1958 produceerde het Franse bedrijf Saint-Gobain, dat in 1939 de rechten had verkregen om glasvezels te produceren van Owens Corning, helikopterbladen en carrosserieën van glasvezel voor de Corvette-sportwagen.

In de daaropvolgende jaren hebben we voortdurende verbetering en ontwikkeling gezien van nieuwe vulstoffen, processen en additieven die kunststoffen in elke industrie en consumentenproductlijn in de 21 ^st hebben gebracht. eeuw en verder. Koolstofvezelcomposieten, omdat ze zowel licht als sterk zijn als de meeste staalsoorten, worden gebruikt in vliegtuigontwerp, militaire toepassingen, consumentenproducten en structurele engineering. De elektronica-industrie is vrijwel volledig afhankelijk van plastic voor alles, van gegoten kasten tot printplaten.

Autofabrikanten kennen al lang de voordelen van lichtgewicht plastic componenten om het gewicht te verminderen, het benzineverbruik te verbeteren en de kosten te verlagen. De meeste grote autofabrikanten hebben ter plaatse plastic spuitgietfaciliteiten om carrosseriepanelen te vormen die op hun auto's worden gebruikt.

Terwijl onze wereld verandert en we op zoek zijn naar nieuwe materialen en hernieuwbare bronnen, zal de kunststofindustrie zich blijven ontwikkelen. Op dit moment, terwijl onze aardoliereserves slinken, zijn er grote ontwikkelingen in de kunststofindustrie in de ontwikkeling van plantaardige kunststoffen. Naarmate onze cultuur en technologieën veranderen, staat de kunststofindustrie klaar om mee te veranderen.

Bij Craftech zullen we het aanbod van kunststofhars bijhouden om klanten te begeleiden naar de beste keuze voor hun toepassingen. Bel ons als u vragen heeft over plastic materialen.

Preston Muller

Craftech Matrijzenbouw/Engineering