Fenol formaldehyd
Mnoho lidí datuje začátek moderního plastikářského průmyslu do roku 1907, kdy Leo Hendrik Baekeland, belgický americký chemik, požádal o patent na fenolformaldehydový termoset, který se nakonec stal známým pod obchodním názvem Bakelite. Fenolformaldehydové polymery, známé také jako fenolové pryskyřice, byly prvními zcela syntetickými polymery, které byly komercializovány. Tvarované výrobky sice již nepředstavují jejich nejdůležitější aplikaci, ale díky použití jako lepidla stále představují téměř polovinu celkové produkce termosetových polymerů.
Experimenty s fenolickými pryskyřicemi vlastně předcházely Baekelandovu práci. V roce 1872 německý chemik Adolf von Baeyer kondenzoval trifunkční fenol a difunkční formaldehyd a v následujících desetiletích Baeyerův student Werner Kleeberg a další chemici produkty zkoumali, ale nedokázali pokračovat v reakci, protože nebyli schopni krystalizovat a charakterizovat amorfní pryskyřičné produkty. Byl to Baekeland, který v roce 1907 uspěl v řízení kondenzační reakce za vzniku první syntetické pryskyřice. Baekeland byl schopen zastavit reakci, zatímco pryskyřice byla stále ve tavitelném, rozpustném stavu (stadium A), ve kterém mohla být rozpuštěna v rozpouštědlech a smíchána s plnivy a výztužemi, které by ji učinily použitelným plastem. Pryskyřice, v této fázi zvaná resol, byla poté přivedena do fáze B, kde, i když je téměř infuzní a nerozpustná, může být stále změkčena teplem do konečného tvaru ve formě. Její zcela vytvrzená termosetová fáze byla fáze C. V roce 1911 začala společnost Baekeland General Bakelite Company působit v Perth Amboy, NJ, USA, a brzy poté mnoho společností používalo plastové výrobky Bakelite. Na trhu s plasty prakticky monopolizovaným celuloidem, vysoce hořlavým materiálem, který se snadno rozpustil a změkčil teplem, našel Bakelite okamžité přijetí, protože by se mohl stát nerozpustným a infuzním. Kromě toho by termosetový produkt toleroval značné množství inertních složek, a proto by mohl být modifikován začleněním různých plniv, jako je dřevěná mouka, bavlněná hejna, azbest a sekaná textilie. Díky svým vynikajícím izolačním vlastnostem byla pryskyřice vyrobena do zásuvek, knoflíků a číselníků pro rádia a byla použita v elektrických systémech automobilů.
K výrobě fenolformaldehydových polymerů se používají dvě metody. V jednom, přebytek formaldehydu se nechá reagovat s fenolem v přítomnosti bazického katalyzátoru, ve vodném roztoku, čímž se získá rezolu, který je s nízkou molekulovou hmotností prepolymer s CH, 2 OH-skupiny vázané na fenolových kruhů. Při zahřívání rezol dále kondenzuje se ztrátou vody a formaldehydu za vzniku termosetových síťových polymerů. Druhá metoda zahrnuje reakci formaldehydu s přebytkem fenolu za použití kyselého katalyzátoru za vzniku prepolymerů zvaných novolaky. Novolaky se podobají polymeru s tou výjimkou, že mají mnohem nižší molekulovou hmotnost a jsou stále termoplastické. Vytvrzování na síťový polymer se provádí přidáním více formaldehydu nebo, běžněji, sloučenin, které se za zahřívání rozkládají na formaldehyd.
Fenol-formaldehydové polymery dělají vynikající lepidla na dřevo pro překližku a dřevotřískové desky, protože vytvářejí chemické vazby s fenolickou ligninovou složkou dřeva. Lepidla na dřevo ve skutečnosti představují největší trh pro tyto polymery. Polymery jsou tmavé barvy v důsledku vedlejších reakcí během polymerace. Vzhledem k tomu, že jejich barva často špiní dřevo, nejsou vhodné pro ozdobné obložení interiéru. Jsou lepidlem pro venkovní překližku, avšak díky dobré odolnosti vůči vlhkosti.
Fenolické pryskyřice, vždy vyztužené vlákny nebo vločkami, se také formují do tepelně odolných předmětů, jako jsou elektrické konektory a držadla zařízení.
Močovinoformaldehydové polymery
Pryskyřice vyrobené z močovino-formaldehydových polymerů začaly komerční použití v lepidlech a pojivech ve 20. letech 20. století. Zpracovávají se stejným způsobem jako rezoly (tj. Používají se přebytek formaldehydu). Podobně jako fenolika se polymery používají jako lepidla na dřevo, ale protože jsou světlejší, jsou vhodnější pro vnitřní překližku a dekorativní obložení. Jsou však méně trvanlivé a nemají dostatečnou odolnost proti povětrnostním vlivům pro použití v exteriérech.
Močovinoformaldehydové polymery se také používají k ošetření textilních vláken za účelem zlepšení odolnosti proti pomačkání a smrštění a jsou smíchány s alkydovými barvami, aby se zlepšila povrchová tvrdost povlaku.
Melamin-formaldehydové polymery
Tyto sloučeniny jsou při zpracování a aplikacích podobné močovino-formaldehydovým pryskyřicím. Navíc díky jejich vyšší tvrdosti a odolnosti vůči vodě jsou vhodné pro dekorativní nádobí a pro výrobu do stolních a stolních produktů vyvinutých společností Formica Corporation a prodávaných pod obchodním názvem Formica.
Polymery na bázi melaminu se také hojně používají jako zesíťovací činidla v pečených systémech povrchového potahování. Jako takové měli mnoho průmyslových aplikací - například v automobilových vrchních nátěrech a v povrchových úpravách pro spotřebiče a kovový nábytek. Jejich použití v povlacích však klesá kvůli omezením emisí formaldehydu, hlavní složky těchto povlaků.
Cellulosics
Celulóza (C 6 H 7 O 2 [OH] 3) je přirozeně se vyskytující polymer skládá z opakujících se jednotek glukózy. Ve svém přirozeném stavu (známé jako přírodní celulóza) se dlouho sklízí jako komerční vlákno - jako je bavlna, len, konopí, kapok, sisal, juta a ramie. Dřevo, které se skládá z celulózy v kombinaci s komplexním síťovým polymerem zvaným lignin, je běžným stavebním materiálem. Papír je také vyráběn z nativní celulózy. Ačkoli se jedná o lineární polymer, celulóza je tepelně tvrditelná; to znamená, že tvoří trvalé, pojené struktury, které nemohou být uvolněny teplem nebo rozpouštědly, aniž by způsobily chemický rozklad. Její termosetové chování vychází ze silných dipolárních přitažlivostí, které existují mezi molekulami celulózy, a udělují vlastnosti podobné vlastnostem propojených síťových polymerů.
V 19. století byly vyvinuty metody pro chemickou separaci dřevěné celulózy od ligninu a poté pro regeneraci celulózy zpět do původního složení pro použití jako vlákno (umělé hedvábí) a umělé hmoty (celofán). Esterové a etherové deriváty celulózy byly také vyvinuty a použity jako vlákna a plasty. Nejdůležitějšími sloučeninami byly dusičnan celulózy (nitrocelulóza, vyrobený na celuloid) a acetát celulózy (dříve známý jako acetátový hedváb, nyní však jednoduše známý jako acetát). Oba tyto chemické deriváty byly založeny na struktuře celulózy
kde X je NO 2 v případě dusičnanu a COCH 3, v případě acetátu.
