塑膠的發展
塑膠時代開始
第一種完全合成的塑膠出自美籍
比利時人列奧·亨德里克·貝克蘭,102年前的1907年7月14日,他註冊了
酚醛塑膠的專利。
貝克蘭是鞋匠和女僕的兒子,1863年生於比利時
根特。1884年,21歲的貝克蘭獲得
根特大學博士學位,24歲時就成為比利時布魯日
高等師範學院的物理和化學教授。1889年,剛剛娶了大學導師的女兒,貝克蘭又獲得一筆旅行獎學金,到美國從事化學研究。
在
哥倫比亞大學的查爾斯·錢德勒教授鼓勵下,貝克蘭留在美國,為紐約一家攝影供應商工作。這使他幾年後發明了Velox照相紙,這種
相紙可以在燈光下而不是必須在陽光下才能顯影。1893年,貝克蘭辭職創辦了Nepera化學公司。
在新產品衝擊下,攝影器材商伊士曼·柯達吃不消了。1898年,經過兩次談判,柯達方以75萬美元(相當於現在1500萬美元)的價格購得Velox照相紙的專利權。不過柯達很快發現配方不靈,貝克蘭的回答是:這很正常,發明家在專利檔案里都會省略一兩步,以防被侵權使用。柯達被告知:他們買的是專利,但不是全部知識。又付了10萬美元,柯達方知秘密在一種溶液里。
掘得第一桶金,
貝克蘭買下了紐約附近
揚克斯的一座俯瞰
哈德遜河的豪宅,將一個穀倉改成設備齊全的私人實驗室,還與人合作在
布魯克林建起試驗工廠。當時剛剛萌芽的電力工業蘊藏著絕緣材料的巨大市場。貝克蘭嗅到的第一個誘惑是天然的絕緣材料蟲膠價格的飛漲,幾個世紀以來,這種材料一直依靠南亞的家庭手工業生產。經過考察,貝克蘭把尋找蟲膠的替代品作為第一個商業目標。當時,化學家已經開始認識到很多可用作塗料、黏合劑和織物的天然樹脂和纖維都是聚合物,即結構重複的大分子,開始尋找能合成聚合物的成分和方法。
早在1872年,德國化學家阿道夫·馮·拜爾就發現:苯酚和甲醛反應後,玻璃管底部有些頑固的殘留物。不過拜爾的眼光在合成染料上,而不是絕緣材料上,對他來說,這種黏糊糊的不溶解物質是條死胡同。對貝克蘭等人來說,這種東西卻是光明的路標。從1904年開始,貝克蘭開始研究這種反應。最初得到的是一種液體――苯酚-甲醛
蟲膠,稱為Novolak,但市場並不成功。3年後,他得到一種糊狀的黏性物,
模壓後成為半透明的
硬塑膠――
酚醛塑膠。
不同的是,
賽璐珞來自化學處理過的
膠棉以及其他含纖維素的植物材料,而酚醛塑膠是世界第一種完全合成的塑膠。貝克蘭將它用自己的名字命名為“貝克萊特”(Bakelite)。他很幸運,英國同行詹姆斯·斯溫伯恩爵士只比他晚一天提交專利申請,否則英文裡酚醛塑膠可能要叫“斯溫伯萊特”。1909年2月8日,
貝克蘭在美國化學協會紐約分會的一次會議上公開了這種塑膠。
酚醛塑膠絕緣、穩定、耐熱、耐腐蝕、不可燃,貝克蘭自稱為“千用材料”。特別是在迅速發展的汽車、無線電和電力工業中,它被製成插頭、插座、收音機和電話外殼、螺旋槳、閥門、齒輪、管道。在家庭中,它出現在檯球、把手、按鈕、刀柄、桌面、菸斗、保溫瓶、電熱水瓶、鋼筆和人造珠寶上。這是20世紀的鍊金術,從
煤焦油那樣的廉價產物中,得到用途如此廣泛的材料。
1924年《時代》周刊的一則封面故事稱:那些熟悉
酚醛塑膠潛力的人表示,數年後它將出現在現代文明的每一種機械設備里。1940年5月20日的《時代》周刊則將
貝克蘭稱為“塑膠之父”。當然,酚醛塑膠也有缺點,它受熱會變暗,只有深褐、黑或暗綠3種顏色,而且容易摔碎。
1910年,貝克蘭創辦了通用酚醛塑膠公司,在
新澤西的工廠開始生產。很快有了競爭對手,特別是Redmanol和Condensite兩種牢固的塑膠,
愛迪生曾試圖用它們製成
留聲機唱片控制市場,但未成功。假冒酚醛塑膠的出現還使貝克蘭很早就在產品上採用了類似今天“Intel Inside”的真品標籤。1926年專利保護到期,大批同類產品湧入市場。經過談判,貝克蘭與對手合併,擁有了一個真正的
酚醛塑膠帝國。
作為科學家,
貝克蘭可謂名利雙收,他擁有超過100項專利,榮譽職位數不勝數,死後也位居科學和商界兩類名人堂。他身上既有科學家少有的商業精明,又有科學家太多的生活遲鈍。除了電影和汽車,他最大的愛好是穿著襯衫、短褲流連於遊艇“離子號”上。不過據說他只有一套正裝,而且總是穿一雙舊運動鞋。為了讓他換套行頭,身為藝術家的妻子在服裝店挑了一件125美元的英國藍斜紋嗶嘰套裝,預付了店主100美元,要他把這套衣服陳列在櫥窗里,掛上一個25美元的標籤。當晚,貝克蘭從妻子口中獲悉這等價廉物美的好事,第二天就買了下來。回家路上碰到鄰居、律師薩繆爾·昂特邁耶,貝克蘭的新衣服立刻被對方以75美元買走,成為他向妻子顯示精明的得意事例。
1939年,
貝克蘭退休時,兒子喬治·華盛頓·貝克蘭無意從商,公司以1650萬美元(相當於今天2億美元)出售給
聯合碳化物公司。1945年,貝克蘭死後一年,美國的塑膠年產量就超過40萬噸,1979年又超過了工業時代的代表――鋼。在今年倫敦科學博物館的展覽上,貝克蘭的曾孫休·卡拉克一手執一個30年代的尿素甲醛塑膠電話,一手展示著一個用生物可降解塑膠製成的手機。
塑膠文化
在英語裡,塑膠同時也是個有感情色彩的形容詞,不幸的是往往也是指易變化、不真實和不自然,暗指某種虛偽或欺騙。作為現代生活無處不在的一部分,塑膠的用處早已視而不見。相反,作為複雜的化學處理的產物,它被視為不如木材和金屬等傳統材料真實,難以處理更加惡化了它的形象。
塑膠遭受指責的根源在於它總是使奢侈品變成大眾消費品。任何產品一旦人人擁有,廉價和普通的感覺也隨之而來。19世紀下半葉,穿帶賽璐珞領口的廉價套裝似乎為英國貧民窟的窮人提供了裝扮成中產階級的機遇,有人評論:“但他最好的套裝的工藝看著還是像個打扮入時的工匠,沒人會把他認成中產階級。”時間一長,賽璐珞領會捲曲、發黃,發出異味,仍然活脫脫一個階級差別的標誌。
美國作家J.B.普列斯特利在1937年的小說《沙漠午夜》中說:“在一個酚醛塑膠的屋子裡,盤子倒是打不碎,但心會碎。”1957年英國大眾文化學者理察·霍格特這樣描寫工薪階層家庭的變化:“連鎖店的現代主義,全是劣質的
膠合板噴上著色漆,正在代替
桃花心木老家具,多彩的塑膠和鍍鉻餅乾桶正悄然潛入。”
還是設計史學家彼得·多默說的好:“如果你日常生活中接觸的就是塑膠板、仿木材、印花棉布帘子、工業印染的織物、旅館大堂式的假豪華,你怎么會想像或關心別人所說的好品位――
包浩斯的現代主義的自然秩序、德國彼德邁式的裝飾、英格蘭喬治王時代的古典主義。如果你沒有意識到這些,就不要想了,不管怎樣,對你現在擁有的感到快樂,就是完美。”
貴賤塑膠
塑膠與低級、廉價有關的名聲好像由來已久,
羅蘭·巴特說:“塑膠顯露最多的是空洞平板的聲響,它的噪音就是它的毀滅,它的色彩也一樣,它只能保留最平庸無奇的化學外貌。”
塑膠是一種人工合成物,因為本身的可熱熔性能夠
注塑成型,也就擅長模仿原先木頭、鋼鐵或者其他什麼昂貴材料。1866年,美國人海亞特使用
賽璐珞的初衷據說是為了替代幾乎讓大象毀滅的象牙桌球,當時一顆象牙只能製造5個桌球。當然,塑膠的模仿僅僅是出於實用,使用價值淹沒了美學價值,所以,它無法贏得高貴的身份。
60年代以後,飛利浦、索尼、布勞恩這些大公司經常把一些“優良設計”的典範放置在黑色的塑膠方盒子之中,外觀細節減少到最低限度,在這之前像電視音響等電器一直是沿襲木製家具的風格,這種“無名性”的理性設計從那時起改變了許多家用電器產品的形式,它的影響一直延續到現在。
中國塑膠行業
產業現狀
中國塑膠工業經過長期的奮鬥和面向全球的開放,已形成門類較齊全的工業體系,成為與鋼材、水泥、木材並駕齊驅的基礎材料產業,作為一種新型材料,其使用領域已遠遠超越上述三種材料。進入21世紀以來,中國塑膠工業取得了令世人矚目的成就,實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑膠行業,近幾年
增長速度一直保持在10%以上,在保持較快
發展速度的同時,經濟效益也有新的提高。塑膠製品行業
規模以上企業產值總額在輕工19個主要行業中位居第三,實現
產品銷售率97.8%,高於輕工行業平均水平。從
合成樹脂、塑膠機械和塑膠製品生產來看,都顯示了中國塑膠工業強勁的發展勢頭。
2007年1-12月,中國塑膠製品企業實現累計
工業總產值801815657千元,比上年同期增長27.06%;2008年1-10月,中國塑膠製品企業實現累計工業總產值788006448千元,比上年同期增長22.16%。
農業:塑膠消費突飛猛進
中國是一個農業大國,13億人口中7.685億分布在廣大的農村鄉下,這種國情決定了農業是國民經濟的基礎。農用塑膠製品已成為現代農業發展不可缺少的生產資料,是抗禦自然災害,實現農作物穩產、高產、優質、高效的一項不可替代的技術措施,已經廣泛地套用於我國農、林、牧、漁各業,農業已成為僅次於包裝行業的第二大塑膠製品消費領域。
包裝:塑膠消費之首
塑膠包裝材料主要包括塑膠軟包裝、編織袋、中空容器、周轉箱等,是塑膠製品套用中的最大領域之一。2005年塑膠包裝超過700萬噸,約占包裝材料總產量的1/3,居各種包裝材料之首。各種礦產品、化工產品、合成樹脂、原鹽、糧食、糖、棉花和羊毛等包裝已大量採用塑膠編織袋和重包裝袋;還有飲料、洗滌用品、化妝品、化工產品等等在中國迅速發展,必不可少的複合膜、包裝膜、容器、周轉箱等塑膠包裝材料有很大的需求。而食品和藥品是國計民生大宗重要物資,相應的包裝需求十分旺盛。中國藥用包裝的增長速度位居世界八大藥物生產國榜首。
進入21世紀,中國加入WTO和全球經濟發展,進一步促進了中國內需和對外貿易的發展,將拉動BOPP(雙向拉伸聚丙烯膜)及塑膠軟包裝製品進入新一輪市場需求的高增長期。據業內人士估計,2005年中國BOPP薄膜市場達到100萬噸,年均增長在20%以上。軟包裝行業的發展為BOPP行業發展提供了良好的市場機遇。
塑膠建材:新經濟成長點
今後5-15年,
塑膠建材將成為新的消費熱點和經濟成長點。隨著塑膠建築製品的品種逐步系列化、配套化和標準化,環保節能的要求和推廣套用的力度加大,各種塑膠管、門窗、高分子防水材料、裝飾裝修材料、保溫材料及其他建築用塑膠製品的需求將有較大幅度增加。
按照建設部“十一五”規劃,5年內建築節能要達到1.01億噸標準煤,節能建築總面積要超過21.6億平方米,其中新建築16億平方米,改造現有建築 5.6億平方米。中國有400億平方米既有建築,目前約有三分之一需進行節能改造,按照每平方米200元的改造標準,這部分建築節能材料和技術在未來的
市場容量可達2.6萬億元。
由於塑膠管道具有節能、節材、節水、節地的特點,到2010年建築給水和排水管道80%將採用塑膠管,建築雨水排水管道70%採用塑膠管。“十一五”期間,塑膠管道工程用量平均每年將達200萬噸。 最主要的是建築節能門窗,我國建築門窗
塑鋼型材的使用量已經超過
塑膠管道,目前已經達到400萬噸/年的使用量,有一批以此為主業的公司已經發展成為上市公司,如
蕪湖海螺,大連實德等. 而綜合成本較低、性能優越、一次性投入稍高的塑膠
新型材料如PU、EPS、XPS、 PP、PVC等發泡材料的套用前景潛力巨大,拓展領域十分廣闊。
加強合作引進
我國
塑膠製品工業發展總趨勢是:農用塑膠(包括農
地膜、
節水農業器械和
土工合成材料)仍占著重要的地位,將得到更進一步發展;
包裝材料和
塑膠建材將是塑膠工業快速增長的主要領域;高科技、
高附加值的工程塑膠製品及複合材料,生產與套用領域將隨著市場經濟的發展,不斷擴展;管材、異型材、壓延製品、雙向拉伸材料、薄膜等的生產將逐步向
經濟規模方向發展;為保護臭氧層,
泡沫塑膠生產將進行無氟技術改造;為減少環境污染,將加強廢棄塑膠回收利用及
降解塑膠的研製開發;為發展塑膠製品的品種和提高檔次,
塑膠機械和模具的開發和生產將得到重視。
中國塑膠
工業從無到有、從小到大、從弱到強的50年發展歷程,已取得了輝煌的成就,跨進了世界塑膠先進大國的行列。為適應加入WTO後,參與國際競爭,我們要走新型工業的道路,加快產業結構調整,加快現代企業
制度建設;要加倍重視人力資源開發,提高全行業整體素質;要依靠科技進步,加快
產業升級和技術創新;要不斷調整
產品結構,提高裝備技術水平;要大力爭創名牌產品,認真實施
可持續發展戰略;要同心同德,與時俱進,在激烈的國內外市場競爭中得到持續快速穩定健康發展。