Uno puede ir tan lejos como el Antiguo Testamento para encontrar referencias acerca de los materiales naturales utilizados como rellenos, adhesivos, recubrimientos, y similares. Estos materiales fueron los precursores de materiales plásticos modernos. Los historiadores difieren en cuanto a la fecha exacta del comienzo de la industria del plástico, porque la definición de "plástico" es una cuestión de interpretación.
Ciertamente, la historia de la industria del caucho tiene una incidencia en los plásticos. Esto se debe a la ebonita, o disco de caucho, descubierto en 1851, fue el primer material termoestable y el primer material que implicó una modificación química distinta de un material natural. Pero la ebonita no fue explotada comercialmente hasta muchos años después de su descubrimiento; por esa razón, su importancia histórica es dudosa.
Mientras que los procesos básicos de la tecnología del caucho se estaban desarrollando, otros descubrimientos importantes tenían lugar en Europa. Siguiendo el trabajo de Pelouze, Schonbein estableció condiciones de nitración controlada de celulosa. El producto pronto se convirtió de interés como explosivo y en la fabricación de colodión, una solución de celulosa en una mezcla de alcohol-éter. En la década de 1850, el inventor Inglés Alexander Parkes observó que el residuo sólido que queda después de la evaporación del disolvente de colodión era una "sustancia elástica y resistente al agua." En 1856, patentó el proceso de impermeabilización de telas tejidas con el uso de este material.
En 1862, en la Gran Exposición de Londres, Parkes presentó un nuevo material llamado Parkesine. El Parkesine se obtuvo por disolución de nitrato de celulosa en un poco de disolvente. La mezcla se puso en una máquina de laminación en caliente desde la cual una parte del disolvente era aliminado. Aunque todavía en estado plástico, el material se forma luego por matrices o presión. En 1866, Parkes organizó la Compañía Parkesine para fabricar productos de su nuevo material, pero la empresa fracasó en 1868. Esto parece ser debido, en parte, a la tentativa Parkes 'para reducir los costos de producción que dieron lugar a la producción de artículos de calidad inferior.
Un año después del fracaso de la Compañía Parkesine, un asociado de Parkes, Daniel Spill, formó la Compañía Xylonite para la fabricación de productos similares a Parkesine. Una vez más, el fracaso económico tuvo lugar y la compañía de Derrame fue a la bancarrota en 1874. Sin desanimarse, Derrame trasladó a un nuevo sitio, estableció la Compañía de derrames Daniel, y continuó la producción de su material, Xylonite.
Primeras Materias plásticas en los EE.UU.
En los Estados Unidos durante la década de 1860, John Wesley Hyatt experimentó con nitrato de celulosa. En 1865, Hyatt se involucró en la elaboración de un método para la producción de bolas de billar a partir de materiales que no fueran de marfil. Originalmente utilizando mezclas de tela, polvo de marfil, y goma, patentó en 1869 el uso de colodión para el recubrimiento de las bolas de billar. La patente se produjo un año después de que el colodión se introdujera comercialmente.
John W. Hyatt y su hermano Isaías sacaron la patente US 105.338 en 1870 para un proceso de producción de nitrato de celulosa y alcanfor. Aunque Parkes y Derrame habían mencionado alcanfor en su trabajo, los hermanos Hyatt reconocieron el valor de alcanfor como plastificante para el nitrato de celulosa. En 1872, el término "celuloide" fue acuñado por Isaías Hyatt para describir el Hyatts "producto comercialmente exitoso.
La validez de Hyatts 'patentes fue desafiado por Spill, y una serie de acciones judiciales tuvieron lugar entre 1877 y 1884. Al final, el juez falló en que era Parkes el verdadero inventor del proceso, ya que había mencionado el uso de alcanfor en sus patentes. Por lo tanto, no había ninguna restricción sobre el uso de estos procesos y cualquier empresa, incluyendo el Hyatt "Celluloid Manufacturing Company, era libre de usarlos. Después de esa decisión, el Celluloid Manufacturing Company prosperó, cambió su nombre a la American Chemical Corporation Celulosa, y finalmente fue absorbida por la Celanese Corporation.
Resinas de formaldehído
Al lado de nitrato de celulosa, el material más importante en la historia temprana de los plásticos fue formaldehído. Alrededor de 1897 había una demanda en las escuelas alemanas para una pizarra blanca. Los esfuerzos para obtener un producto de este tipo dieron como resultado el descubrimiento de plásticos de caseína, producidos por reacción de caseína (proteína de la leche) con formaldehído. El material pronto reconoció bajo los nombres comerciales de Galalith y Erinoid. Hoy en día, la caseína todavía es utilizado en la industria de botón.
En 1899, Arthur Smith sacó la patente británica 16275, el primer trato con resinas de fenol-formaldehído para su uso como un sustituto de ebonita en aislamiento eléctrico. Durante la próxima década, la reacción de fenol-formaldehído se investigó principalmente como interés académico. En 1907, sin embargo, Leo Hendrik Baekeland descubrió técnicas para controlar y modificar la reacción.Por lo tanto, los compuestos fenólicos fueron las primeras resinas totalmente sintéticas que se convirtieron en un éxito comercial.
Impulsado por el éxito de molduras fenólicas, se comenzó a investigar la reacción con otros materiales, tales como urea y tiourea, con formaldehído. Estos materiales se utilizaron para la fabricación de polvos de moldeo. A diferencia de los compuestos fenólicos, estos podrían ser moldeadas en artículos de colores y alcanzaron rápidamente un gran éxito comercial. Hoy en día, estas resinas a base de urea se utilizan para polvos de moldeo, adhesivos textiles y diferentes acabados de papel, mientras que las resinas de melamina-formaldehído se utilizan en laminados decorativos.
Crecimiento de Modern Plastics
El Acetato de celulosa, un termoplástico, se desarrolló al mismo tiempo que las resinas a base de urea. Similar en estructura al nitrato de celulosa, es más seguro para procesar y utilizar. El acetato de celulosa se introdujo como un compuesto de moldeo en 1927.
El período 1930-1940 vivió el desarrollo comercial inicial de los principales termoplásticos de hoy: cloruro de polivinilo, polietileno de baja densidad, poliestireno, y metacrilato de metilo. Con la llegada de la Segunda Guerra Mundial en 1939 la demanda del plástico se disparó, en gran parte como sustitutos de materiales escasos, como el caucho natural. En los Estados Unidos, el programa de choque que conduce a la producción a gran escala de cauchos sintéticos dio lugar a una extensa investigación sobre la química de la formación de polímeros y, eventualmente, al desarrollo de más materiales plásticos.
La primera década después de la Segunda Guerra Mundial vivió el desarrollo del polipropileno y el polietileno de alta densidad y el crecimiento de los nuevos plásticos en muchas aplicaciones. El Polietileno lineal de baja densidad se introdujo en 1978 e hizo posible la producción de polietilenos con densidades que van 0,90-0,96. La producción a gran escala de estos materiales reduce su costo. Los nuevos materiales comenzaron a competir con los plásticos mayores e incluso con los materiales más tradicionales, tales como madera, papel, metal, vidrio y cuero. La introducción de aleaciones y mezclas de diversos polímeros hizo posible adaptar las propiedades y encajar ciertos requisitos de rendimiento que una sola resina no podía proporcionar. La demanda de plásticos ha aumentado de manera constante; los plásticos son aceptados por los diseñadores e ingenieros como materiales básicos junto con los materiales más tradicionales. La industria del automóvil, por ejemplo, se basa en el plástico para reducir el peso y por lo tanto aumentar la eficiencia energética.