Fenoolformaldehüüd
Paljud inimesed dateerivad moodsa plastitööstuse alguse aastasse 1907, kui Belgias sündinud Ameerika keemik Leo Hendrik Baekeland taotles fenooli-formaldehüüdi termoreaktiivi patenti, mis sai lõpuks kaubamärgi all tuntud nimeks Bakelite. Fenoolvaikudena tuntud fenoolformaldehüüdpolümeerid olid esimesed täielikult sünteetilised polümeerid, mida turustati. Ehkki vormitud tooted ei esinda enam nende kõige olulisemat rakendust, esindavad nad liimina kasutamise kaudu peaaegu poole termoreaktiivsete polümeeride kogutoodangust.
Katsed fenoolvaikudega eelnesid tegelikult Baekelandi loomingule. 1872. aastal kondenseeris saksa keemik Adolf von Baeyer trifunktsionaalse fenooli ja difunktsionaalse formaldehüüdi ning järgnevatel aastakümnetel uurisid tooteid Baeyeri õpilane Werner Kleeberg ja teised keemikud, kuid neil ei õnnestunud reaktsiooni teostada, kuna nad ei suutnud amorfseid vaiguprodukte kristalliseerida ja iseloomustada. Baekelandil õnnestus 1907. aastal kondensatsioonireaktsiooni juhtida, saades esimese sünteetilise vaigu. Baekeland suutis reaktsiooni peatada, kui vaik oli veel sulanduvas lahustuvas olekus (A-etapp), milles selle oli võimalik lahustada lahustites ja segada täiteainete ja tugevdustega, mis muudaks selle kasutatavaks plastiks. Vaik, mida selles etapis nimetatakse resoliks, viidi seejärel B-etappi, kus see oli peaaegu ligipääsmatu ja lahustumatu, kuid siiski kuumuse abil vormi lõpliku kujuga pehmendatud. Selle täielikult kõvenenud termoreaktiivne etapp oli C-etapp. 1911. aastal alustas Baekelandi üldine Bakelite Company tegevust Perth Amboy's, New Yorgis, USA-s. Varsti pärast seda kasutasid paljud ettevõtted Bakelite plasttooteid. Plasti turul, mida praktiliselt monopoliseerib tselluloid, kergesti süttiv materjal, mis lahustub kergesti ja pehmendab kuumust, leidis Bakelite, et see on valmis aktsepteerima, kuna see võib olla lahustumatu ja segamatu. Veelgi enam, termokõvenev toode talub märkimisväärses koguses inertset koostisosa ja seetõttu saab seda modifitseerida mitmesuguste täiteainete, näiteks puidujahu, puuvillakarja, asbesti ja tükeldatud kanga lisamisega. Oma suurepäraste isoleerivate omaduste tõttu tehti vaik pistikupesadesse, nuppudesse ja raadiote valimiseks ning seda kasutati autode elektrisüsteemides.
Fenool-formaldehüüdpolümeeride valmistamiseks kasutatakse kahte meetodit. Ühes liias formaldehüüdi reageerimisel fenooliga aluse katalüsaatorina vee lahusega, saades resoolist, mis on madala molekulmassiga prepolümeeri CH 2 OH-rühmade külge fenooli rõngastega. Kuumutamisel kondenseerub resool veel vee ja formaldehüüdi kadumisega, saades termoreaktiivsed võrgu polümeerid. Teine meetod hõlmab formaldehüüdi reageerimist fenooli liiaga, kasutades happelist katalüsaatorit, et saada eelpolümeere, mida nimetatakse novolakkideks. Novolakid sarnanevad polümeeriga, välja arvatud see, et nende molekulmass on palju väiksem ja nad on endiselt termoplastsed. Võrgupolümeeril kõvenemine toimub rohkem formaldehüüdi või sagedamini ühendite lisamisega, mis lagunevad kuumutamisel formaldehüüdiks.
Fenoolformaldehüüdpolümeerid muudavad vineeri ja puitlaastplaatide jaoks suurepärased puiduliimid, kuna need moodustavad keemilisi sidemeid puidu fenoolitaolise ligniini komponendiga. Puiduliimid esindavad tegelikult nende polümeeride suurimat turgu. Polümeeride külgreaktsioonide tagajärjel on polümeerid tumedad. Kuna nende värv värvib puitu sageli, ei sobi need sisekujunduspaneelideks. Tänu oma heale niiskuskindlusele on need välisliimile valitud liim.
Fenoolvaigud, mis on alati tugevdatud kiudude või helvestega, vormitakse ka kuumuskindlateks esemeteks, nagu elektripistikud ja seadme käepidemed.
Karbamiid-formaldehüüdpolümeerid
Karbamiid-formaldehüüdpolümeeridest valmistatud vaigud hakkasid kaubanduslikku kasutamist liimides ja sideainetes 1920. aastatel. Neid töödeldakse sarnaselt resoolidega (st kasutatakse liigset formaldehüüdi). Sarnaselt fenoolidega kasutatakse polümeere puiduliimidena, kuid kuna need on heledama värvusega, sobivad need paremini sisevineeriks ja dekoratiivpaneelideks. Need on siiski vähem vastupidavad ja neil pole piisavalt vastupidavust ilmastiku jaoks, et neid välistingimustes kasutada.
Karbamiid-formaldehüüdpolümeere kasutatakse ka kortsude ja kokkutõmbumiskindluse parandamiseks tekstiilkiudude töötlemiseks ning need segatakse alküüdvärvidega, et parandada katte pinna kõvadust.
Melamiin-formaldehüüdpolümeerid
Need ühendid on oma töötlemisel ja kasutamisel sarnased karbamiid-formaldehüüdvaikudega. Lisaks võimaldab nende suurem kõvadus ja veekindlus neid kasutada dekoratiivsete söögiriistade valmistamiseks ning Formica Corporationi välja töötatud ja kaubamärgi all Formica müüdavate laua- ja töölauatoodete valmistamiseks.
Melamiinipõhiseid polümeere on laialdaselt kasutatud ka ristsiduvate ainetena küpsetatud pinnakattesüsteemides. Sellisena on neid olnud paljudes tööstuslikes rakendustes, näiteks autode pealislakkides ning kodumasinate ja metallmööbli viimistlusmaterjalides. Nende kasutamine kattekihtides väheneb siiski nende pindade peamise komponendi formaldehüüdi eraldumise piirangute tõttu.
Tselluloos
Tselluloos (C 6 H 7 O 2 [OH] 3) on looduslikult esinev polümeeri koosneb korrates glükoosimolekulist. Looduslikus olekus (tuntud loodusliku tselluloosi nime all) on see juba ammu koristatud kaubandusliku kiu kujul - nagu puuvill, lina, kanep, kapok, sisal, džuut ja ramjee. Puit, mis koosneb tselluloosist koos keeruka võrgu polümeeriga, mida nimetatakse ligniiniks, on tavaline ehitusmaterjal. Paberit toodetakse ka natiivsest tselluloosist. Ehkki see on lineaarne polümeer, on tselluloos termoreaktiivne; see tähendab, et see moodustab püsivaid liimitud struktuure, mida ei saa kuumuse ega lahustitega keemilist lagunemist põhjustamata lahti lasta. Selle termoreaktiivne käitumine tuleneb tselluloosimolekulide vahel esinevatest tugevatest dipolaarsetest atraktsioonidest, mis annavad sarnased omadused omavahel ühendatud võrgu polümeeridega.
19. sajandil töötati välja meetodid puidutselluloosi ligniinist keemiliseks eraldamiseks ja seejärel tselluloosi regenereerimiseks tagasi algsesse koostisse kasutamiseks nii kiu (rayon) kui ka plast (tsellofaan) kujul. Samuti töötati välja tselluloosi estri ja eetri derivaadid ning neid kasutati kiudude ja plastidena. Kõige olulisemad ühendid olid tselluloosnitraat (nitrotselluloos, valmistatud tselluloidiks) ja tselluloosatsetaat (varem tuntud kui atsetaatratoon, kuid nüüd tuntud lihtsalt kui atsetaat). Mõlemad keemilised derivaadid põhinesid tselluloosi struktuuril
X on NO 2 puhul nitraat ja COCH 3 puhul atsetaadi.
