Tworzywa sztuczne a II Wojna Światowa

Pierwsze w skali przemysłowej próby chemicznego modyfikowania związków wielkocząsteczkowych rozpoczęto w latach 1850–75. W 1872 w USA otrzymano celuloid, w Niemczech w roku 1897 uruchomiono produkcję galalitu, a w 1904 acetylocelulozy. Pierwszymi syntetycznymi tworzywami sztucznymi były żywice fenolowo-formaldehydowe, które otrzymano już w 1872, jednak ich produkcję podjęto dopiero w 1909 na podstawie patentu belgijskiego chemika Leo Hendrika Baekelanda. Bakelit (od nazwiska wynalazcy) był pierwszym przemysłowym tworzywem termoutwardzalnym. Bakelit był wytwarzany ze zmieszanego kwasu karbolowego (fenolu) i formaldehydu. Po ogrzaniu albo był modelowany, albo był wytłaczany do pożądanego kształtu.

Leo Baekeland zarządzał General Company Bakelite od 1911 do 1939 roku, gdzie produkowano około 200 tysięcy ton bakelitu rocznie. Bakelit zastąpił popularny wcześniej ale bardzo łatwopalny celuloid. W latach 1928–31 rozpoczęto produkcję większości tworzyw poliwinylowych.

Odkrycia wielu polimerów dokonano przypadkowo podczas prowadzenia innych badań naukowych. Przykładem takiego wynalazku jest synteza polietylenu, który odkryto podczas badań reakcji etylenu z aldehydem benzoesowym pod wysokim ciśnieniem. W reakcji tej nieoczekiwanie otrzymano polietylen, który okazał się lekkim, elastycznym, topliwym materiałem, wykazującym cechę "ciągliwości na zimno". Przypadkowo dowiedział się o tym jeden z pracowników brytyjskiego przedsiębiorstwa telegraficznego. Postanowił on wykorzystać ten materiał jako izolator do budowy podmorskiego kabla telefonicznego między Anglią, a Francją. Na podstawie szacowanych wówczas potrzeb w zakresie kabli podmorskich uruchomiono w Wielkiej Brytanii niewielką fabrykę polietylenu, w której produkcja została uruchomiona 1 września 1939 r., a więc dokładnie w dniu napaści hitlerowskich Niemiec na Polskę.

Z chwilą wybuchu wojny zrodziła się gwałtowna potrzeba użycia lekkich giętkich izolatorów do urządzeń radarowych, które mogłyby być montowane w samolotach i samochodach. Wykorzystano do tego celu polietylen, który w ten sposób odegrał dużą rolę jako podstawowy składnik radarów w zwycięstwach powietrznych, morskich i lądowych, a tym samym wpłynął na losy wojny i świata. Zamontowanie urządzeń radarowych w samolotach umożliwiło namierzenie i zatapianie z powietrza niemieckich łodzi podwodnych, a tym samym przerwanie blokady morskiej.

Kolejnym polimerem, który wpłynął na przebieg II Wojny Światowej jest poliamid znany pod nazwą handlową Nylon, którego nazwa pochodzi od słów New York, London. Poliamid ten ma budowę podobną do jedwabiu. Otrzymane z niego włókno początkowo nie miało dobrych właściwości mechanicznych. Podczas nieobecności profesora Wallace’a H. Carothersa – wynalazcy, szefa grupy badawczej DuPont - młodzi chemicy w ramach zabawy postanowili sprawdzić, na jaką długość można rozciągnąć takie włókna. Nabierali więc pewną ilość stopionego polimeru na bagietkę i pędzili przez korytarz budynku, a włókna rozciągały się niczym guma. Wtedy właśnie zorientowali się, że podczas rozciągania włókien na zimno cząsteczki polimeru zostają uporządkowane, przez co otrzymany materiał uzyskuje bardzo dobrą wytrzymałość mechaniczną. Początkowo z nylonu produkowano cienkie włókna na pończochy, lecz po ataku Japończyków na Peari Harbor w grudniu 1941 r. i przystąpieniu Stanów Zjednoczonych do wojny stał się on dla aliantów (po odcięciu dostaw jedwabiu przez Japończyków i Niemców) jedynym, nieocenionym surowcem do produkcji spadochronów, dzięki któremu możliwe było utworzenie dywizji spadochronowych i wykorzystanie ich podczas lądowania w Normandii i bitwie pod Arnhem.

Równie pozytywnie w historii II Wojny Światowej zapisał się politetrafluoroetylen, znany pod nazwą Teflon, którego odkrycie nastąpiło przez przypadek. Dr Roy J. Plunkett, pracujący w firmie DuPont, zamierzał wykorzystać tetrafluoroetylen jako nietoksyczny środek chłodzący do wytwarzania lodówek sprężarkowych. Okazało się jednak, że w jednym z pojemników, zamiast gazowego tetrafluoroetylenu, znajdował się biały proszek o wyglądzie wosku, charakteryzujący się bardzo dobrą odpornością chemiczną i brakiem rozpuszczalności we wszystkich znanych rozpuszczalnikach. Odkrycie to zbiegło się w czasie z badaniami nad rozczepianiem uranu w Los Alamos. Generał Leslie R. Groves, wojskowy szef projektu, odpowiedzialny z ramienia armii amerykańskiej za konstrukcję bomby atomowej, poszukiwał materiału na uszczelki w aparaturze do destylacji silnie korodującego i toksycznego heksafluorku uranu (potrzebnego do otrzymania izotopu uranu o liczbie masowej 235, niezbędnego do wyprodukowani uranowej bomby atomowej). Ze względu na ważność sprawy, sfinansował on badania wdrożeniowe i uruchomienie produkcji teflonu. Dzięki temu tworzywo to mogło jako dostępny materiał znaleźć szereg innych zastosowań w elektronice, przemyśle samolotowym, a także jako materiał powłokotwórczy do produkcji powszechnie używanych garnków i patelni.