Fenol formaldehid
Ramai orang mengawali permulaan industri plastik moden hingga tahun 1907, ketika Leo Hendrik Baekeland, seorang ahli kimia Amerika kelahiran Belgia, memohon hak paten pada termoset fenol-formaldehid yang akhirnya dikenal dengan nama merek dagang Bakelite. Juga dikenali sebagai resin fenolik, polimer fenol-formaldehid adalah polimer sintetik sepenuhnya pertama yang dikomersialkan. Walaupun produk yang dibentuk tidak lagi mewakili aplikasi terpenting mereka, namun penggunaannya sebagai pelekat, ia tetap mewakili hampir separuh daripada jumlah pengeluaran polimer termoset.
Eksperimen dengan resin fenolik sebenarnya mendahului karya Baekeland. Pada tahun 1872 ahli kimia Jerman, Adolf von Baeyer, memampatkan fenol trifunctional dan formaldehid difungsional, dan dalam beberapa dekad berikutnya, pelajar Baeyer, Werner Kleeberg dan ahli kimia lain menyiasat produk tersebut, tetapi mereka gagal meneruskan reaksi tersebut kerana mereka tidak dapat mengkristal dan mencirikan produk resin amorf. Baekeland yang, pada tahun 1907, berjaya mengawal tindak balas pemeluwapan untuk menghasilkan resin sintetik pertama. Baekeland dapat menghentikan tindak balas ketika resin masih dalam keadaan mudah larut, larut (tahap A), di mana ia dapat dilarutkan dalam pelarut dan dicampurkan dengan pengisi dan tetulang yang akan menjadikannya menjadi plastik yang dapat digunakan. Resin, pada tahap ini disebut resol, kemudian dibawa ke tahap B, di mana, walaupun hampir tidak dapat diserap dan tidak larut, masih dapat dilembutkan oleh panas hingga bentuk akhir dalam acuan. Tahap termosetnya yang sepenuhnya sembuh adalah tahap C. Pada tahun 1911 Syarikat Bakelite Umum Baekeland mula beroperasi di Perth Amboy, NJ, AS, dan tidak lama kemudian banyak syarikat menggunakan produk plastik Bakelite. Di pasar plastik yang hampir dimonopoli oleh seluloid, bahan yang sangat mudah terbakar yang mudah larut dan dilembutkan dengan panas, Bakelite mendapat penerimaan yang siap kerana dapat dibuat tidak larut dan tidak dapat diserap. Lebih-lebih lagi, produk termoset boleh mentolerir sejumlah besar bahan lengai dan oleh itu dapat diubah melalui penggabungan pelbagai pengisi, seperti tepung kayu, kawanan kapas, asbes, dan kain cincang. Kerana sifat penebatnya yang sangat baik, resin dibuat menjadi soket, tombol, dan dial untuk radio dan digunakan dalam sistem elektrik kereta.
Dua kaedah digunakan untuk membuat polimer fenol-formaldehid. Dalam satu, kelebihan formaldehid ditindak balas dengan fenol dengan adanya pemangkin asas dalam larutan air untuk menghasilkan resol, yang merupakan prepolimer dengan berat molekul rendah dengan kumpulan CH 2 OH yang melekat pada cincin fenol. Semasa pemanasan, resol mengembun lebih jauh, dengan kehilangan air dan formaldehid, untuk menghasilkan polimer rangkaian termoset. Kaedah lain melibatkan tindak balas formaldehid dengan kelebihan fenol menggunakan pemangkin asid untuk menghasilkan prepolimer yang disebut novolac. Novolac menyerupai polimer kecuali bahawa berat molekulnya jauh lebih rendah dan masih termoplastik. Penyembuhan ke polimer rangkaian dilakukan dengan penambahan lebih banyak formaldehid atau, lebih biasa, sebatian yang terurai kepada formaldehid pada pemanasan.
Polimer fenol-formaldehid membuat pelekat kayu yang sangat baik untuk papan lapis dan papan partikel kerana ia membentuk ikatan kimia dengan komponen fenolik lignin kayu. Perekat kayu sebenarnya mewakili pasaran terbesar bagi polimer ini. Polimer berwarna gelap akibat tindak balas sampingan semasa pempolimeran. Kerana warnanya sering mengotorkan kayu, mereka tidak sesuai untuk panel hiasan dalaman. Mereka adalah pelekat pilihan untuk papan lapis luaran, kerana ketahanan kelembapannya yang baik.
Resin fenolik, selalu diperkuat dengan serat atau serpihan, juga dibentuk menjadi objek tahan panas seperti penyambung elektrik dan pemegang alat.
Polimer Urea-formaldehid
Resin yang diperbuat daripada polimer urea-formaldehid mula digunakan secara komersial dalam pelekat dan pengikat pada tahun 1920-an. Mereka diproses dengan cara yang sama seperti resol (iaitu, dengan menggunakan formaldehid berlebihan). Seperti fenolik, polimer digunakan sebagai pelekat kayu, tetapi, kerana warnanya lebih ringan, ia lebih sesuai untuk papan lapis dalaman dan panel hiasan. Mereka tidak tahan lama, bagaimanapun, dan tidak memiliki ketahanan cuaca yang mencukupi untuk digunakan dalam aplikasi luar.
Polimer Urea-formaldehid juga digunakan untuk merawat serat tekstil untuk meningkatkan ketahanan kedutan dan pengecutan, dan mereka diadun dengan cat alkyd untuk meningkatkan kekerasan permukaan lapisan.
Polimer melamin-formaldehid
Sebatian ini serupa dengan resin urea-formaldehid dalam pemprosesan dan penggunaannya. Di samping itu, kekerasan dan ketahanan air yang lebih besar menjadikannya sesuai untuk peralatan makan hiasan dan untuk fabrikasi ke atas meja dan produk meja yang dikembangkan oleh Formica Corporation dan dijual dengan nama jenama dagang Formica.
Polimer berasaskan melamin juga digunakan secara meluas sebagai agen penghubung silang dalam sistem lapisan permukaan yang dipanggang. Oleh karena itu, mereka memiliki banyak aplikasi industri — misalnya, dalam topcoats mobil dan kemasan untuk peralatan dan perabot logam. Walau bagaimanapun, penggunaannya dalam pelapis menurun kerana sekatan pengeluaran emisi formaldehid, komponen utama pelapis ini.
Selulosik
Selulosa (C 6 H 7 O 2 [OH] 3) adalah polimer yang berlaku secara semula jadi yang terdiri daripada unit glukosa berulang. Dalam keadaan semula jadi (dikenal sebagai selulosa asli), telah lama dituai sebagai serat komersial — seperti pada kapas, rami, rami, kapok, sisal, rami, dan ramie. Kayu, yang terdiri daripada selulosa dalam kombinasi dengan polimer rangkaian kompleks yang disebut lignin, adalah bahan bangunan yang biasa. Kertas juga dihasilkan dari selulosa asli. Walaupun ia adalah polimer linear, selulosa termoset; iaitu, ia membentuk struktur ikatan kekal yang tidak dapat dilonggarkan oleh haba atau pelarut tanpa menyebabkan penguraian kimia. Tingkah laku termosetnya timbul dari tarikan dipolar yang kuat yang terdapat di antara molekul selulosa, memberikan sifat yang serupa dengan polimer rangkaian yang saling berkaitan.
Pada abad ke-19, kaedah dikembangkan untuk memisahkan selulosa kayu dari lignin secara kimia dan kemudian untuk menjana semula selulosa kembali ke komposisi asalnya untuk digunakan sebagai serat (rayon) dan plastik (selofan). Turunan ester dan eter selulosa juga dikembangkan dan digunakan sebagai gentian dan plastik. Sebatian yang paling penting adalah selulosa nitrat (nitroselulosa, dibuat menjadi seluloid) dan selulosa asetat (dulu dikenali sebagai aseton rayon tetapi sekarang hanya dikenali sebagai asetat). Kedua-dua derivatif kimia ini berdasarkan struktur selulosa
dengan X menjadi NO 2 dalam kes nitrat dan COCH 3 dalam kes asetat.
