Fenol formaldehida
Banyak orang berpacaran dengan permulaan industri plastik modern hingga 1907, ketika Leo Hendrik Baekeland, seorang ahli kimia Amerika kelahiran Belgia, mengajukan permohonan paten pada termoset fenol-formaldehida yang akhirnya dikenal dengan nama merek dagang Bakelite. Juga dikenal sebagai resin fenolik, polimer fenol-formaldehida adalah polimer sintetik pertama yang dikomersialkan. Meskipun produk cetakan tidak lagi mewakili aplikasi mereka yang paling penting, melalui penggunaannya sebagai perekat mereka masih mewakili hampir setengah dari total produksi polimer termoset.
Eksperimen dengan resin fenolik sebenarnya mendahului pekerjaan Baekeland. Pada tahun 1872 ahli kimia Jerman Adolf von Baeyer memadatkan fenol trifungsional dan formaldehida difungsional, dan pada dekade berikutnya, siswa Baeyer, Werner Kleeberg dan ahli kimia lainnya menyelidiki produk, tetapi mereka gagal mengejar reaksi karena mereka tidak dapat mengkristal dan mengkarakterisasi produk resin amorf. Itu Baekeland yang, pada tahun 1907, berhasil mengendalikan reaksi kondensasi untuk menghasilkan resin sintetis pertama. Baekeland mampu menghentikan reaksi sementara resin masih dalam kondisi larut, larut (tahap A), di mana ia bisa dilarutkan dalam pelarut dan dicampur dengan pengisi dan bala bantuan yang akan membuatnya menjadi plastik yang dapat digunakan. Resin, pada tahap ini disebut resole, kemudian dibawa ke tahap B, di mana, meskipun hampir infusible dan tidak larut, masih bisa dilunakkan oleh panas sampai bentuk akhir dalam cetakan. Tahap thermoset yang sepenuhnya sembuh adalah tahap C. Pada 1911, General Bakelite Company Baekeland mulai beroperasi di Perth Amboy, NJ, AS, dan tak lama kemudian banyak perusahaan menggunakan produk plastik Bakelite. Di pasar plastik yang secara virtual dimonopoli oleh seluloid, bahan yang sangat mudah terbakar yang larut dengan mudah dan dilunakkan dengan panas, Bakelite siap diterima karena dapat dibuat tidak dapat larut dan tidak dapat infus. Selain itu, produk termoseting akan mentolerir sejumlah besar bahan lembam dan karenanya dapat dimodifikasi melalui penggabungan berbagai pengisi, seperti tepung kayu, kawanan kapas, asbes, dan kain cincang. Karena sifat isolasi yang sangat baik, resin dibuat menjadi soket, kenop, dan tombol untuk radio dan digunakan dalam sistem kelistrikan mobil.
Dua metode digunakan untuk membuat polimer fenol-formaldehida. Dalam satu, kelebihan formaldehida direaksikan dengan fenol dengan adanya katalis basa dalam larutan air untuk menghasilkan resole, yang merupakan prapolimer dengan berat molekul rendah dengan gugus CH 2 OH yang melekat pada cincin fenol. Pada pemanasan, resole mengembun lebih lanjut, dengan kehilangan air dan formaldehida, untuk menghasilkan polimer jaringan termoseting. Metode lain melibatkan mereaksikan formaldehida dengan kelebihan fenol menggunakan katalis asam untuk menghasilkan prapolimer yang disebut novolac. Novolac menyerupai polimer kecuali bahwa mereka memiliki berat molekul jauh lebih rendah dan masih termoplastik. Pengawetan ke polimer jaringan dilakukan dengan penambahan lebih banyak formaldehida atau, lebih umum, senyawa yang terurai menjadi formaldehida pada pemanasan.
Polimer fenol-formaldehida membuat perekat kayu yang sangat baik untuk kayu lapis dan papan partikel karena mereka membentuk ikatan kimia dengan komponen kayu lignin seperti fenol. Perekat kayu, pada kenyataannya, mewakili pasar terbesar untuk polimer ini. Polimer berwarna gelap akibat reaksi samping selama polimerisasi. Karena warnanya sering menodai kayu, mereka tidak cocok untuk panel dekoratif interior. Mereka adalah perekat pilihan untuk kayu lapis eksterior, namun, karena tahan kelembaban yang baik.
Resin fenolik, selalu diperkuat dengan serat atau serpih, juga dicetak menjadi benda tahan panas seperti konektor listrik dan gagang alat.
Polimer urea-formaldehida
Resin yang terbuat dari polimer urea-formaldehyde mulai digunakan secara komersial dalam perekat dan bahan pengikat pada tahun 1920-an. Mereka diproses dengan cara yang sama seperti resoles (yaitu, menggunakan formaldehida berlebih). Seperti fenolik, polimer digunakan sebagai perekat kayu, tetapi, karena warnanya lebih ringan, mereka lebih cocok untuk kayu lapis interior dan panel dekoratif. Mereka kurang tahan lama, bagaimanapun, dan tidak memiliki cukup tahan cuaca untuk digunakan dalam aplikasi eksterior.
Polimer urea-formaldehida juga digunakan untuk mengolah serat tekstil untuk meningkatkan kerutan dan menyusut, dan mereka dicampur dengan cat alkid untuk meningkatkan kekerasan permukaan lapisan.
Polimer melamin-formaldehida
Senyawa ini mirip dengan resin urea-formaldehyde dalam pemrosesan dan aplikasinya. Selain itu, kekerasan dan ketahanan air yang lebih besar membuat mereka cocok untuk peralatan makan dekoratif dan untuk pembuatan produk meja dan meja yang dikembangkan oleh Formica Corporation dan dijual dengan nama dagang Formica.
Polimer berbasis melamin juga telah banyak digunakan sebagai zat pengikat silang dalam sistem pelapisan permukaan yang dipanggang. Karena itu, mereka memiliki banyak aplikasi industri — misalnya, dalam topcoat mobil dan pada finishing untuk peralatan dan perabot logam. Namun, penggunaannya dalam pelapisan menurun karena pembatasan emisi formaldehida, komponen utama pelapis ini.
Selulosa
Selulosa (C 6 H 7 O 2 [OH] 3) adalah polimer alami yang terdiri dari unit glukosa berulang. Dalam keadaan alami (dikenal sebagai selulosa asli), telah lama dipanen sebagai serat komersial — seperti dalam kapas, rami, rami, kapuk, sisal, rami, dan rami. Kayu, yang terdiri dari selulosa dalam kombinasi dengan polimer jaringan kompleks yang disebut lignin, adalah bahan bangunan yang umum. Kertas juga dibuat dari selulosa asli. Meskipun merupakan polimer linier, selulosa bersifat thermosetting; yaitu, ia membentuk struktur permanen dan terikat yang tidak dapat dilonggarkan oleh panas atau pelarut tanpa menyebabkan penguraian kimia. Perilaku termosetingnya muncul dari daya tarik dipolar kuat yang ada di antara molekul selulosa, memberikan sifat yang mirip dengan polimer jaringan yang saling terkait.
Pada abad ke-19, metode dikembangkan untuk memisahkan selulosa kayu dari lignin secara kimia dan kemudian meregenerasi selulosa kembali ke komposisi aslinya untuk digunakan baik sebagai serat (rayon) dan plastik (selofan). Turunan aster dan eter selulosa juga dikembangkan dan digunakan sebagai serat dan plastik. Senyawa yang paling penting adalah selulosa nitrat (nitroselulosa, dibuat menjadi seluloid) dan selulosa asetat (sebelumnya dikenal sebagai asetat rayon tetapi sekarang dikenal hanya sebagai asetat). Kedua turunan kimia ini didasarkan pada struktur selulosa
dengan X menjadi NO 2 dalam kasus nitrat dan COCH 3 dalam kasus asetat.
