tworzywa

Tworzywa to materiały o długich łańcuchach makrocząsteczek. Mogą powstać w wyniku reakcji chemicznych lub być pozyskane z surowców naturalnych. W praktyce termin ten najczęściej odnosi się do tworzyw sztucznych – polimerów syntetycznych, które od kilkudziesięciu lat odgrywają kluczową rolę w gospodarce i życiu codziennym.

Podział tworzyw obejmuje tworzywa sztuczne i tworzywa naturalne. Wśród sztucznych wyróżnia się: polimery termoplastyczne, łatwe w przetwarzaniu poprzez wielokrotne topnienie; polimery termosetowe, które sieciują się trwale; oraz elastomery, które zachowują dużą sprężystość. Do najważniejszych polimerów należą polietylen, polipropylen, polistyren, poliwęglan i PVC; termosety to m.in. melamina-formaldehyd, fenol-formaldehyd; elastomery obejmują naturalny kauczuk i silikon.

Przetwarzanie tworzyw obejmuje wtrysk, wytłaczanie, formowanie oraz inne metody. Właściwości materiałów zależą od długości łańcucha, stopnia krystalizacji, struktury i dodatków (plastyfikatorów, stabilizatorów, wypełniaczy). Wybór materiału zależy od wymagań dotyczących wytrzymałości, elastyczności, odporności chemicznej i kosztów.

Znaczące zastosowania obejmują opakowania, budownictwo, motoryzację, elektronikę i medycynę. Wyzwaniem jest gospodarowanie odpadami i recykling tworzyw, ograniczenie zużycia surowców kopalnych oraz ograniczenia środowiskowe. Współczesne kierunki rozwoju obejmują tworzywa biodegradowalne, biopolimery oraz kompozyty o zmniejszonym śladzie energetycznym.

Historia tworzyw obejmuje początki w XIX wieku i szybki rozwój w XX wieku. Wynalezienie polietylenu, PVC i poliamid zapoczątkowało erę polimerów syntetycznych, a dalsze prace nad kompozytami, nanotechnologią i materiałami funkcjonalnymi poszerzyły zakres zastosowań.