不同时期塑料的使用
塑料工业作为工业产品中的一种新材料,从第一个塑料制品赛璐珞诞生至今,已有120年的历史。在这120年里,塑料的功能化被发挥到了极致。它给我们带来了无数的便利,但也造成了严重的污染。21世界的塑料材料应该会有新的创新和突破!先说塑料的发展。
天然聚合物的加工阶段的特征是天然聚合物,主要是纤维素的改性和加工。1869年,美国人J.W .海埃特发现,在硝化纤维素中加入樟脑和少量酒精,可以制成一种塑料物质,在热压下可以成型为塑料制品,命名为赛璐珞。1872工厂建在美国纽瓦克。当时,它除了被用作象牙替代品,还被加工成马车和汽车的挡风玻璃和电影胶片,这创造了塑料工业,并相应地发展了成型技术。
1903德国人A. Eichengreen发明了不可燃的醋酸纤维素和注射成型法。1905德国拜耳公司进行工业化生产。在此期间,一些化学家在实验室合成了多种聚合物,如酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等。,为后来塑料工业的发展奠定了基础。1904世界塑料产量只有10kt,没有独立的工业部门。
合成树脂时代的特点是以合成树脂为基础生产塑料。65438-0909年,美国人L.H .贝克兰在苯酚和甲醛合成树脂方面取得了突破,获得了第一种热固性树脂——酚醛树脂的专利权。在酚醛树脂中,加入填料后,通过热压制成模制品、层压板、涂料和胶粘剂。这是第一种全合成塑料。1910年在柏林卢格斯工厂成立通用酚醛树脂公司进行生产。20世纪40年代以前,酚醛塑料是最重要的塑料品种,约占塑料产量的2/3。主要用于电器、仪器、机械和汽车行业。
1920之后,塑料行业发展迅速。主要原因首先是德国化学家施陶丁格提出了高分子链由* * *价键连接的结构相同的重复单元组成的理论和不溶性热固性树脂的交联网络结构理论,美国化学家W.H. carothers在1929提出了缩聚理论,为高分子化学和塑料工业的发展奠定了基础。同时,由于当时化学工业的快速发展,为塑料工业提供了多种聚合单体和其他原料。当时化学工业最发达的德国,迫切希望摆脱严重依赖天然产品满足各种需求的局面。这些因素有力地推动了合成树脂制备技术和加工工业的发展。
第一种无色树脂是脲醛树脂。1928年被英国氰胺公司投入工业化生产。1911年,英国F.E. Matthews做出了聚苯乙烯,但存在工艺复杂、树脂老化等问题。1930年,德国公司解决了上述问题,在路德维希港通过本体聚合进行了工业化生产。在聚苯乙烯改性的研究和生产过程中,逐渐形成了以苯乙烯为基础,与其他单体聚合而成的苯乙烯树脂,扩大了其应用范围。
1931年,美国Roma-Haas公司用散装法生产聚甲基丙烯酸甲酯,制成有机玻璃。
在1926中,美国的W.L. Simon在加热下将尚未发现用途的PVC粉末溶解在高沸点溶剂中,冷却后意外地获得柔软、易加工和有弹性的增塑PVC。这个偶然的发现打开了聚氯乙烯工业化生产的大门。1931年,我公司在位域生产乳液法PVC。1941年,美国开发了悬浮法生产PVC的技术。此后,PVC一直是重要的塑料品种,也是主要的耗氯产品之一,在一定程度上影响了氯碱行业的生产。
65438-0939年,美国氰胺公司开始生产三聚氰胺甲醛树脂的模塑粉、层压制品和涂料。
1933年,英国化学工业公司在进行高压下乙烯与苯甲醛反应的实验时,发现聚合釜壁上有蜡状固体,从而发明了聚乙烯。1939公司采用高压气相本体法生产低密度聚乙烯。1953年,联邦德国的K. Ziegler用烷基铝和四氯化钛作催化剂,在低压下将乙烯制成高密度聚乙烯,1955年,联邦德国的Herst公司率先工业化。不久,意大利人G. Nata发明了聚丙烯,1957年,意大利Monte Catini公司首次工业化生产。从20世纪40年代中期开始,聚酯、硅树脂、氟树脂、环氧树脂和聚氨酯被投入工业化生产。
世界塑料总产量从1904年的10kt猛增到1944年的600kt,1956年达到3.4Mt。随着聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等通用塑料的发展,原料也由煤炭变为石油,既保证了高分子化工原料的充分供应,又促进了石化工业的发展,使原料多层次可用,创造了更高的经济价值。
大发展阶段,通用塑料产量在此期间快速增长。20世纪70年代,聚烯烃塑料与聚(1-丁烯)和聚(4-甲基-1-戊烯)一起投入生产。形成了世界上最大的聚烯烃塑料生产系列。与此同时,出现了多种高性能工程塑料。1958-1973年16年期间,塑料行业处于高速发展期,1970年产量为30Mt。除了产量快速增加外,其特点有:①从单一的大品种通过* * *聚合或* * *混合改性,发展为系列品种。如PVC不仅生产各种品牌,还开发氯化PVC、氯乙烯-醋酸乙烯* * *聚合物、氯乙烯-偏氯乙烯* * *聚合物、* * *混合或接枝* *改性抗冲击PVC等。②开发了聚甲醛、聚碳酸酯、ABS树脂、聚苯醚、聚酰亚胺等高性能工程塑料系列。③广泛采用增强、复合和* * *混合等新技术,赋予塑料更加优异的综合性能,扩大应用范围。
在1973之后的10年期间,能源危机影响了塑料工业的发展速度。70年代末,世界主要塑料品种年产量合计:聚烯烃19Mt,PVC超过100kt,聚苯乙烯接近80kt,塑料总产量63.6Mt,1982年开始恢复。从1983开始,塑料行业超过历史最高水平,产量72Mt。目前,以塑料为主体的合成材料的世界产量已经超过了所有金属的产量。
中国塑料工业的发展1921年,上海盛德赛振厂(现盛德塑料厂)开始生产赛璐珞产品,后来又建立了建华、永和、国光、中兴工厂。1926年,上海盛德赛振厂开始生产酚醛树脂和模塑粉(酚醛模塑料)。从65438年到0949年,中国的塑料产量约为400吨。建国后,酚醛塑料等热固性塑料有所发展。1958年第一套年产3kt聚氯乙烯生产装置在锦西化工厂建成投产,标志着我国塑料工业进入了一个新时代。1960年在上海建成年产500t聚苯乙烯生产装置。1965高桥化工厂生产千吨级高密度聚乙烯;1970年兰州化工公司年产3.5kt高压聚乙烯装置和年产5kt聚丙烯装置开始投产。1965的塑料总产量为97kt。1970增加到176kt。70年代后,北京燕山石化公司、辽阳石化纤维公司、上海石化总厂等几家大型石化企业的合成树脂生产装置相继投产。1982年合成树脂年产量突破百万吨。
现在塑料在不断的发展进步。塑料被用于无数领域。主要说几个新拓展的应用领域。从现在到2015,我国塑料原料树脂将快速增长,将扩建几个世界级大型乙烯项目。“十一五”乙烯总量将达到850万吨左右,合成树脂将大幅增长,为塑料制品行业发展提供原料基础。从人均消费来看,中国人均消费只有12kg左右,而发达国家是30k g ~ 100kg,世界平均消费也达到18kg。因此,中国塑料行业的发展前景非常广阔。10年来,世界塑料制品的应用领域不断扩大。未来10年,世界塑料制品将以每年3%的速度增长,到2010年,世界塑料制品总产量将达到65438+8600万吨。
中国塑料工业的未来发展将主要在农用塑料制品、农用塑料节水设备、包装塑料制品、建筑塑料制品、工业运输和工程塑料制品方面。农用节水节能剂包装塑料制品如下:
农业塑料产品
据中国塑料协会农膜专业委员会不完全统计,全行业不同规模的农膜生产企业近千家,生产能力超过200万吨/年,实际产量超过654.38+0万吨/年,其中年生产能力超过1万吨的企业约60家。大型骨干企业约30家,产能和年产量占全国的60%。中国已成为世界上农膜产量和使用量最大的国家。据农业部统计,2005年,我国园艺设施栽培面积达到2300万亩左右,全国地膜覆盖面积达到654.38+0.7亿亩。加上氨化膜、青贮饲料膜和饲料包装膜、塑料育苗容器、遮阳网、防虫田、渔网、农产品贮藏保鲜材料、农药设备和泡沫塑料板,每年需要约300万吨塑料制品。
农用塑料节水设备
根据水利部门的初步规划,节水灌溉工程面积要在目前2.5亿亩的基础上达到654.38+0.4亿亩,总计达到4亿亩。其中喷灌7900万亩,滴灌654.38+00万亩,管道输水654.38+04万亩,渠道防渗5000万亩,需要各种管件、灌水器、喷头、防渗膜、土工布等各类塑料节水装置654.38+0.7万吨/年。
塑料制品的节能效益
塑料建材不仅可以大量替代钢材和木材,而且具有节能节材、保护生态、改善人居环境、提高建筑功能和质量、减轻建筑自重、施工方便等优点。
塑料的节能效益非常突出,其节能效益表现在节约生产能耗和使用能耗两个方面。在生产能耗方面,塑料制品的生产能耗仅为钢和铝的1/4和1/8,硬质PVC塑料的生产能耗仅为铸铁管和钢管的30%~50%,塑料给水管的生产能耗比金属管可降低50%左右。
包装塑料制品
包装仍是塑料应用最大的领域,其发展仍大大超过其他传统包装材料。中国水泥和化肥产量居世界第一。目前50%以上的水泥包装使用复合编织袋,还有矿产品、化工产品合成树脂、原盐、糖、棉、毛。由于我国纸张和黄麻资源的缺乏,以塑料包装为主要包装材料是必然趋势。
我国是粮食生产大国,年产量近5亿吨,需要大量的包装材料。中国粮食小包装已经在一些大城市起步并取得进展。如果我国小包装销售粮食比例达到发达国家水平,至少需要165438+万吨/年的各种塑料基质。
食品、饮料、药品、洗涤用品、化妆品和化工产品在中国发展迅速。他们对复合膜、包装膜、容器、周转箱、塑料托盘等包装产品的需求很大。比如饮料,五年内产量基本翻番,预计到2010年达到3000万吨左右,其中50%使用聚酯瓶,即65438。还有方便食品、乳制品、罐头、食品、味精、糖果、饼干等需要上百万吨的包装材料。药品包装也有很大的市场。综上所述,包装材料产品总需求量约为550万吨/年。