Istorijat, klasifikacija i struktura makromolekula kod polimera

1. Uvod

Začeci polimernih materijala javljaju se 1843 godine, kada je malcijski hirurg doktor Montgomeri izvestio da Malajci koriste gutaperku. Gutaperka je koagulisani lateks nekih malajskih drveta koji je služio za pravljenje drški za noževe i drugih upotrebljivih predmeta. Ubrzo posle toga napravljena je kompanija pod imenom „Guetta Percha Company“ koji je proizvodio album za slike, bilijarske kugle, takođe ova kompanija je bila i mastionica. Otprilike u to vreme Alfred Kričlou razvija novi proizvod, smešu slamene pulpe i gutaperke, presovanom sa šelakom, od koje su u ograničenom obimu pravljenja dugmad, predmeti za ličnu upotrebu kao i kockarski rekviziti. Njegova firma zvala se „Pro – phy – lac – tic Brush Company“ koja se i dalje nalazi u mesto Florens u Italiji gde su napravljene prese i kalupi za presovanje smeše šelaka i gutaperke.
Nastanak hemijskih vlakana vezuje se za period stare Kine gde se svila dobijala na veštački način, odnosno ceđenjem sekreta iz svilenih buba, koji je u svom sastavu imao dve vrste proteina, fibroina i sericina.
Na spravama dosta sličnim današnjim, prva veštačka vlakna koja nisu identična vlaknima u prirodi dobio je Šardone. Razvoj mašinske tehnologije polimernih vlakana u pravom smislu započet je tek pre 100 godina. Termin „polimer“ prvi je uveo Bercelijus.

2. Istorijat polimera

Za vreme građanskog rata u SAD (1861 – 1865) nedostatak slonovače za proizvodnju bilijarskih kugli naveo je firmu „Phelan & Collander“ da ponudi 10.000 dolara onome ko nađe odgovarajuću zamenu za slonovaču. Džon Vesli Hajat Inženjer koji je radio kao štampar u Albaniju (glavni grad države Njujork). Nakon nekoliko godina eksperementisanja, podneo je zahtev za patentiranje, u kome daje opis o delovanju kamfora na piroksilin, koji je napravljen od pamuka i azotne kiseline. Materijal ove vrste se nije mogao presovati, ali se mogao seći i oblikovati na isti način kao i slonovača. Na osnovu ovog patenta, Hajat je formirao kompaniju po imenu „ Albany Billiard Ball Company“. Kompanija kasnije biva preseljena iz Albanija u Njujork, ime joj je promenio u „Celluloid Manifacturing Company“. Ime „celuloid“ skovao je njegov brat Isaja Smit Hajat, koji je sarađivao na mnogim eksperimentima svog brata. Četiri decenija kasnije industrija polimernih materijala načinila je značajan korak napred. Godine 1909. Doktor Leo Hendrik Bekeland posle mnogih eksperimenata, uspeo je da dobije kontrolabilnu reakciju između fenola i formaldehida. Mnogi drugi proizvođači kombinovali su ove materije ali nisu mogli da dobiju upotrebljiv proizvod. Dobijeni materijal nazvan „bakelit“, po svom pronalazaču, bio je prva sintetička smola i predstavljao je začetak industrije sintetičkih plastičnih materijala.
Drugi polimerni materijali dobijeni veštačkim putem usledili su vrlo brzo sa bakelitom: kazein 1919. godine; alkid i anilinformaldehid 1926, celulozni acetat i polivinil hlorid 1927. I ureaform – aldehid. Tokom decembra 1935 godine hemičari koji su radili u „Imperial Chemical Industries“, izazvali su reakciju etilena pod visokim pritiskom sa slučajno dodatom malom količinom kiseonika, što se ispostavilo da je dobijeni materijal ima dobra elektroizolacona svojstva pa su tokom Drugog svetskog rata korišćene velike količine tog materijala za izolaciju provodnika električne struje. Posle rata potražnja je naglo opala pa su proizvođači počeli da tragaju za drugim vidovima upotrebe. Enoh T. Ferengren i Vilijam Kopitke su razvili metod za proizvodnju duvane plastike, tj. Plastičnih predmeta dobijenih duvanjem plastike u kalupu, što je bila kombinacija izvlačenja i duvanja u kalupu. Polietilen se pokazao kao idealan materijal za ovakvu vrstu tehnologije, dok su se duvane boce pojavile tokom 1947. godine.
Godine 1953. dr Karl Cigler je otkrio proces za proizvodnju polietilena korišćenjem titanijumtetrahlorida i trietil – aluminijuma kao katalizatora, rezultat bio je dobijeni materijal veće gustine. Godine 1959 već pet fabrika je počelo da proizvodi boce za deterdžent. Ovakva iskustva su privlačila pažnju fizičara i hemičara koji su izvršili opširnija istraživanja polimernih materijala. Posebno je interesantan pristup De Žena u proučavanju fizike polimernih materijala.