Historia plastiku: od bakeitu do nowoczesnych termoplastów spawalnych

Plastik jest jednym z najmłodszych materiałów, z którymi pracuje rzemieślnik. O ile kamień, drewno i metal były używane od tysięcy lat, syntetyczna plastyka jest zaledwie o półtora wieku stara. Jednak w krótkim czasie stała się niezbędna w rurach, zbiornikach, kablach, izolacji i tysiącach innych rzeczy. Historia plastuku to historia tego, jak chemikami nauczyli się budować całkowicie nowe materiały z cząsteczek — i jak zawód następnie musiał nauczyć się z nimi bezpiecznie pracować.

Długo zanim plastik syntetyczny, ludzie używali naturalne materiały, które się nim wydawały. Skorupa żółwia, róg, szelak z owada lakową i naturalna guma były kształtowane pod wpływem ciepła i używane na wszystko od guzików i grzebieniami po izolację przewodów elektrycznych. Te materiały były pierwsze formowalnych substancji, ale były drogie, wrażliwe i zależne od tego, co natura mogła dostarczyć. Potrzeba na coś lepsze rosła, gdy industria — a zwłaszcza nowa branża elektryczna — wymagała materiałów, które mogły izolować i formować się w dużych ilościach.

Przełomowy przełom nadszedł na początku XX wieku. W 1907 roku belgijsko-amerykański chemik Leo Baekeland w Nowym Jorku wytworzył pierwszy w pełni syntetyczny materiał — hartowane tworzywo z fenolu i formaldehydu, które nazwał Bakelit. To właśnie Baekeland nadał klasie materiałów nazwę 'plastics'. Bakelit był prawdziwą substancją syntetyczną, nie tylko ulepszonym materiałem naturalnym, i jego doskonałe właściwości izolacyjne szybko uczyniły go materiałem standardowym w kontaktach, oprawach i częściach dla rozwijającego się przemysłu elektrycznego.

Po I Wojnie Światowej chemia eksplodowała i rodzaje plastiku, które znamy dzisiaj, zrodziły się pojedynczo. PVC (polichlorek winylu) jako cząsteczka była znana już w XIX wieku, ale została po raz pierwszy wytwarzana komercyjnie pod koniec lat 20. XX wieku. Polistyren trafiło do produkcji przemysłowej w latach 30., a polietylen - dzisiaj jeden z najczęściej używanych rodzajów plastiku w rurach i foliach - został odkryty w tym samym okresie. Były to tworzywa termoplastyczne: miękną się przy podgrzaniu i mogą być wiele razy przekształcane, co otworzyło zupełnie nowy świat możliwości do wtryskiwania, wytłaczania i późniejszego spawania.

Produkcja masowa naprawdę nabrała tempa w latach 1940. i 1950. Druga Wojna Światowa przyspieszyła rozwój, ponieważ plastik mógł zastąpić materiały, które były w niedoborze, a po wojnie nowe, tanie typy plastiku wylewały się do codziennego życia i budownictwa. Również żywica epoksydowa — plastik usieciowany z mocnymi właściwościami adhezyjnymi — został opracowany w tym okresie i znalazł zastosowanie w klajach, odlewach, pokryciach podłóg i farbach.

W drugiej połowie 20. wieku plastik stał się materiałem budowlanym równoważnym metalowi. Rury z tworzywa sztucznego PE, PP i PVC zastąpiły w wielu przypadkach rury metalowe i terakotowe, ponieważ były lekkie, odporne na rdzę, chemicznie odporne i tanie w montażu. Stworzyło to nowy rzemiosł: łączenie plastiku szczelnie i mocno. Najpierw klejono i łączono w mufetkach, ale stopniowo doskonaliły się metody spawania — spawanie gorącym powietrzem, spawanie lustrem, spawanie ekstruderem, a później spawanie elektrofuzyjne — dzięki czemu połączenia z tworzyw sztucznych mogły być równie niezawodne jak rury, które zastąpiły.

Na początku plastyk i związane z nim chemikalia były używane stosunkowo beztrosko. Ale stopniowo okazało się że kilka z reaktywnych produktów — szczególnie epoksyd i izocyniany (w tym poliuretan) — mogły dawać poważne i trwałe alergie i choroby dróg oddechowych u tych którzy pracowali z nimi codziennie. To doprowadziło do stopniowego zaostrzenia zasad bezpieczeństwa pracy: wymóg specjalnego szkolenia zanim można profesjonalnie pracować z epoksydem i izocyniami system numerów kodów na farbę i kleje i wymóg kart bezpieczeństwa i oznakowania niebezpieczeństwa. Z bycia nowym cudownym materiałem plastyk i jego chemikalia stały się również czymś przed czym należy się chronić.

Dziś plastyka to dojrzałe rzemiosło z dwoma nogami. Jedno to jakość: znanie wielu typów plastyki, wybór odpowiedniej do zadania i wykonanie szczelnych, wytrzymałych spawów, które można dokumentować i testować na szczelność. Drugą jest bezpieczeństwo: czytanie karty bezpieczeństwa materiału i numeru kodowego, wybór odpowiednich środków ochronnych, zapewnianie wyciągu powietrza i posiadanie obowiązkowego szkolenia przed dotknięciem epoksydu i izocyjanianów. Krótka historia — od laboratorium Baekelanda do dzisiejszych rur — to opowieść o materiale, który przeszedł od osobliwości do codzienności, i o zawodzie, który musiał nauczyć się zarówno wykorzystywać, jak i szanować.

“Plastik jest najmłodszym materiałem rzemiosła — i jedynym, który jest budowany od podstaw w laboratorium zamiast być pobieranym z natury.”