塑膠發展的歷史

所謂「塑膠」,最通俗的定義是工業合成的高分子物質。人類所創造的「第一種塑膠」應該就是賽璐珞。 早在1863年,美國的凱悅兄弟便發明了高分子物質的合成方法,也就是利用天然高分子纖維素做成硝化棉, 然後搭配樟腦與少量酒精進一步做成具有可塑性的人工賽璐珞。 雖然早期的人工賽璐珞容易著火,被紫外線曬到會加速劣化,但還是被廣泛用來製作玩具、文具及攝影底片等等。

人造賽璐珞出現之後,1884年,法國科學家夏爾東尼同樣以纖維素為原料,成功地做出人造絲。 不過,到此階段為止,科學界完成的賽璐珞與人造絲仍使用天然高分子纖維素作原料,嚴格講還稱不上是「人工合成高分子」。 一直到1906年,才有美國人雷奧.貝克藍德以苯酚和甲醛做成「酚醛樹脂」,完全符合人工合成高分子的定義。 酚醛樹脂俗稱電木粉,至今仍是許多電器製品不可或缺的材料。

到了1930年,有人利用醋酸纖維素做成可加熱成型的物品,也有人研發出工業製造聚苯乙烯的方法。 聚苯乙烯(俗稱硬膠)在低溫下具有非常高的物理強度與耐藥性,到現在仍常用於玩具、文具、餐具以及電器外殼。 在1938年,聚四氟乙烯正式問世,這就是後來應用非常廣泛的「鐵氟龍」, 我們日常使用的易潔鑊之所以不會黏著食材,就是因為鑊的表面塗了一層鐵氟龍。

接下來第二次世界大戰(1939~45),由於戰爭導致全球資材不足,西方國家只好卯足全力研發塑膠,希望能代替橡膠等天然材料。 其中以美國投入最深,原因是日軍佔領中南半島,截斷馬來西亞天然橡膠輸出管道,美國被迫加緊開發合成橡膠。 沒想到研發結果豐碩,不只合成橡膠,連尼龍纖維及聚丙烯(俗稱百折膠)等新型態塑膠產品,都很快進入實用化階段。

戰後石油化學疾速發展,陸續出現許多大量生產、價格低廉的塑膠製品,人們的生活也和塑膠關係愈來愈密切。 1952年,德國化學家卡爾.齊格勒發明齊格勒觸媒,塑膠合成技術得到突破性發展, 使用這種觸媒可以讓傳統上即使高溫高壓也無法鍵結的低密度聚氯乙烯在常溫環境下合成,聚氯乙烯就是現在常用於管子和電纜的PVC。

到了60年代,各種高耐撞性、高耐熱性與高耐藥性的塑膠產品陸續開發成功, 例如俗稱防彈膠的聚碳酸脂,就常用於工場護目鏡及家庭電器外殼。 然後,玻璃纖維、碳纖維等做成的纖維強化塑膠(FRP)陸續登場,比如,碳纖維與環氧樹脂的複合劑,具有不下於鐵或鋁的強硬度, 後來,這種材料被大量應用於飛機尾翼、整流器、汽車保險桿、高爾夫球桿與網球拍框等地方。


參 考 資 料 :
杉本賢司,《圖解塑膠新世界》。