Mae dynolryw wedi defnyddio deunyddiau polymerig naturiol fel pren, lledr a gwlân ers dechrau hanes, ond dim ond ar ôl datblygu technoleg rwber yn y 1800au y daeth polymerau synthetig yn bosibl.Dyfeisiwyd y deunydd polymer synthetig Ž cyntaf, seliwloid, gan John Wesley Hyatt ym 1869, o seliwlos nitrad a chamffor.Un datblygiad mawr mewn polymerau synthetig oedd dyfeisio Bakelite gan Leo Hendrik Baekeland ym 1907. Roedd gwaith Hermann Staudinger yn y 1920au yn dangos yn glir natur macromoleciwlaidd cadwyni hir o unedau ailadroddus.1 Daw'r gair 'polymer' o'r Roeg, ac mae'n golygu 'llawer' rhannau'.Dechreuodd twf cyflym y diwydiant polymerau ychydig cyn yr Ail Ryfel Byd, gyda datblygiad polymerau acrylig, polystyren, neilon, polywrethanau a chyflwyniad dilynol polyethylen, terephthalate polyethylen, polypropylen a pholymerau eraill yn y 1940au a'r 1950au.Er mai dim ond tua 1 miliwn o dunelli a gynhyrchwyd ym 1945, roedd cynhyrchu plastigau mewn cyfaint yn fwy na dur ym 1981, ac mae'r bwlch wedi bod yn tyfu'n barhaus ers hynny.
Anaml y caiff polymerau pur eu prosesu ar eu pen eu hunain.Cânt eu cymhlethu â deunyddiau eraill, yn nodweddiadol trwy gyfuno mecanyddol neu gymysgu cyflwr toddi i gynhyrchu pelenni, powdrau neu gacennau i'w defnyddio mewn gweithrediadau prosesu dilynol.2 Cyfeirir at gynhyrchion cyfansawdd o'r fath fel 'plastigion', sy'n golygu 'hyblyg' mewn Groeg.Gall y cyfansoddion gynnwys ½ llerwyr (i leihau cost), atgyfnerthiadau, polymerau eraill, lliwiau, gwrthyddion ame, sefydlogwyr (i atal dirywiad oherwydd golau, gwres neu ffactorau amgylcheddol eraill) a chymhorthion prosesu amrywiol.
Gellir dosbarthu polymerau synthetig yn ddau gategori.Gellir toddi thermoplastig (y cyfaint mwyaf o bell ffordd) trwy wresogi, solidiŽ ed trwy oeri a'i ail-doddi dro ar ôl tro.Y prif fathau yw polyethylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), clorid polyvinyl (PVC), polycarbonad (PC), methacrylate polymethyl (PMMA), terephthalate polyethylen (PET) a polyamid (PA, neilon).Mae thermosetau'n cael eu caledu gan y defnydd o wres a phwysau, oherwydd croesgysylltu, hy creu rhwydweithiau tri dimensiwn parhaol.Ni ellir eu meddalu trwy wresogi ar gyfer ailbrosesu.Thermosetau yw bakelite, epocsis a'r rhan fwyaf o polywrethanau.
Mae'r trosolwg presennol wedi'i neilltuo'n gyfan gwbl i brosesu thermoplastigion.Mae thermoplastigion masnachol yn cael eu dosbarthu yn ôl eu perfformiad fel 'nwydd' (perfformiad isel, megis PE, PP, PS a PVC), 'Peirianneg' (fel PC, neilon a PET) neu 'uwch' (perfformiad uchaf, megis polymerau crisial hylifol (LCPs), sylffid polyphenylene (PPS) a polyetheretherketone (PEEK)).Ni wireddwyd y twf ffrwydrol a ragwelwyd mewn peirianneg a pholymerau uwch.Mae'r defnydd o blastig wedi bod yn tyfu'n barhaus yn ystod y tri degawd diwethaf, ond yn bennaf yn y categori nwyddau.Ar hyn o bryd, mae polymerau nwyddau yn cyfateb i ~88% o'r cyfaint a gynhyrchir, 3 plastig peirianneg ~12% ac uwch yn llai nag 1%.Er bod prisiau polymerau datblygedig fesul cilogram yn llawer uwch na'r rhai ar gyfer polymerau nwyddau, mae eu gwerth byd-eang i'r economi yn dal yn fach iawn.
Mae gan blastigau nwyddau gryfderau ac anystwythder isel o'u cymharu â metelau neu gerameg, ac maent yn tueddu i arddangos ymgripiad o dan rym cymhwysol.Mae ganddynt hefyd gyfyngiadau tymheredd o ran eu defnydd fel solidau (mae'r rhan fwyaf yn toddi yn yr ystod 100–250°C).Modwli tynnol plastigau nwyddau yw ~1 GPa (o gymharu â 210 GPa ar gyfer dur).Gellir cyflawni gwelliant sylweddol trwy alinio'r cadwyni polymerau.A dweud y gwir, mae'r bondiau carbon-carbon yn gryf iawn, ac mae polyethylenau un Ž lament wedi'u cynhyrchu gyda gwerthoedd modwlws yn fwy na dur.Gellir cyflawni cyfeiriadedd uchel trwy dechnegau prosesu arbennig, er enghraifft allwthio a lluniadu dilynol ar dymheredd isel.Ar dymheredd isel, mae gan y cadwyni polymer symudedd cyfyngedig, ac mae'r cyfeiriadedd yn parhau ar ôl ymestyn.Mae darganfyddiadau a datblygiadau diweddar o gatalyddion un safle, sy'n seiliedig ar metallocene, wedi arwain at raddau newydd o bolymerau nwyddau â phensaernïaeth foleciwlaidd wedi'i rheoli gyda nodweddion gwell.
Cynyddodd cynhyrchiad polymerau yn y byd3 o 27 miliwn o dunelli ym 1975 i ~200 miliwn o dunelli y flwyddyn yn 2000 ac mae'n dal i dyfu.Yn ôl adroddiad diweddar, roedd 4 llwyth o gynhyrchion plastig yn UDA yn 2000 yn $330 biliwn, ac roedd gan ddiwydiannau cyflenwi i fyny'r afon werthiant o $90 biliwn, gan ddod â'r cyfanswm blynyddol i $420 biliwn.Amcangyfrifwyd bod cyfanswm cyflogaeth yn 2 .4 miliwn – tua 2% o weithlu UDA.Mae twf y diwydiant polymerau yn ganlyniad i gyfuniad unigryw o briodweddau cynhyrchion plastig, sy'n cynnwys siapio a gwneuthuriad hawdd, dwysedd isel, ymwrthedd i gyrydiad, insiwleiddio trydanol a thermol, ac yn aml anhyblygedd a chaledwch ffafriol fesul pwysau uned.
Amser post: Chwefror-04-2018