No período entre as Guerras houve um enorme incremento na indústria de polímeros (moléculas de grandes dimensões, e que chamamos plásticos), estando o seu desenvolvimento posterior muito interligado com o da petroquímica. O homem sempre utilizou polímeros naturais (seda, lã, celulose…), no entanto o interesse químico pelos polímeros data do início do século 19. Nesta altura foram feitas tentativas para modificar quimicamente polímeros naturais para lhes dar outros usos e propriedades, e alguns exemplos foram já referidos em posts anteriores. O primeiro polímero não natural foi a nitrato de celulose, fabricado em 1862, pela nitração do polímero natural celulose. O celuloide , que era nitrato de celulose misturado com cânfora para o tornar mais maleável, foi usado para substituir o marfim das bolas de bilhar e teclas de piano, depois foi usado para produzir películas de cinema. No entanto é altamente inflamável e teve que ser substituído. Outros exemplos de polímeros sintéticos modificados são o acetato de celulose usado para impermeabilizar tecidos usados no fabrico de aeroplanos na 1ª guerra, como fibra semissintética e como filme na indústria fotográfica. E ainda a borracha vulcanizada. O primeiro polímero 100% sintético, ou seja fabricado pelo homem a partir de pequenas moléculas, foi a baquelite introduzida em 1909. Desenvolvida para substituir um produto natural em falta e que ainda hoje é usada. Embora a reacção fosse descoberta alguns 20 anos antes foi necessário um estudo muito sistemático e cuidado para controlar convenientemente a sua manufactura. O desenvolvimento da tecnologia de alta pressão e das teorias químicas da polimerização levaram a que nos anos 30 e 40 surgissem no mercado alguns outros polímeros como, por exemplo, o nylon e o polietileno. O polietileno é provavelmente o plástico produzido em maior quantidade. Este polímero foi preparado pela primeira vez na Grã-Bretanha em 1934 nos laboratórios da ICI. A produção industrial começou 5 anos mais tarde, quase no início da II Guerra. A sua primeira aplicação foi como isolante nos fios eléctricos dos radares militares. Dada importância destes na Guerra e a dificuldade de funcionarem eficientemente caso o polietileno não estivesse disponível, diz-se muitas vezes que o polietileno foi o plástico que ganhou a guerra. Este foi apenas início de uma indústria que nos permitiu ter acesso a uma grande variedade de novos materiais com características únicas, e a que muito devemos no que diz respeito à forma como vivemos e ainda à sua contribuição para o desenvolvimento da ciência e tecnologia.
As primeiras tentativas com sucesso para produção de um plástico sintético devem-se a Leo Baekeland, um químico belga, que em 1909 patenteou a preparação do primeiro polímero completamente sintético a que chamou baquelite. Este polímero, que é uma resina de fenol-formaldeído, foi desenvolvido para substituir um produto natural, a resina Shellac, em falta. Depois da reacção ter sido descoberta foram necessários cerca de 20 anos de um estudo muito sistemático e cuidado para controlar convenientemente a sua manufactura. Devido às suas propriedades isolantes, a baquelite foi extensivamente usada na indústria eléctrica, mas também para objectos de uso corrente e para joalharia. Muitos destes objectos são hoje procurados por coleccionadores e estão expostos em museus. Mais uma curiosidade, Andy Warhol adorava objectos de baquelite, quando morreu em 1987 a sua colecção atingiu preços recorde na Sotherby’s.
Os primeiros plásticos fabricados pelo homem foram obtidos pela modificação de polímeros naturais como a celulose ou proteínas – é o caso do celuloide. Um outro exemplo é a borracha natural. Esta para poder ser utilizada tem que sofrer transformações. De facto, a borracha natural se é aquecida perde a sua elasticidade e fica peganhenta. Isto acontece porque a altas temperaturas as cadeias de poli-isopreno que a constituem e estão entrelaçadas, deslizam umas sobre as outras e não voltam à posição original. Charles Goodyear resolveu este problema um pouco por acaso. Ele era um inventor e durante muitos anos investigou a forma manter a borracha elástica a temperaturas altas. Durante 10 anos trabalhou sem qualquer sucesso pois as investigações eram feitas um pouco ao acaso porque pouco se conhecia sobre a estrutura molecular. Até que um dia, em 1839, por acidente deixou cair uma mistura de borracha natural e enxofre num forno quente. Quando a mistura arrefeceu um pouco ele verificou que apesar de quente a borracha apresentava elasticidade. Hoje sabemos que o enxofre se vai ligar às cadeias de poli-isopreno interligando-as e formando estas uma rede tridimensional. As pontes de enxofre entre cadeias impedem as moléculas de deslizar tanto a altas temperaturas e, portanto, mantém a elasticidade da borracha. Este processo denomina-se vulcanização da borracha. Ainda hoje é usado, sendo a borracha vulcanizada principalmente utilizada no fabrico de pneus.
A investigação que levou à descoberta do nylon foi levada a cabo por W. Carothers e seus colaboradores nos laboratórios da DuPont. Na altura já se sabia que a lã e a seda eram proteínas e conhecia-se a estrutura molecular destas. Como pretendiam produzir fibras, tentaram sintetizar novos polímeros com certas semelhanças com as proteínas da seda e lã. Carothers e o seu grupo produziram vários nylons usando diferentes aminas e derivados de ácidos orgânicos (as moléculas que usaram como blocos construtores e que se ligaram umas às outras para dar das longas moléculas da fibra). O nylon que foi pela primeira vez usado em escovas de dentes em 1938. Mas não despertou grande interesse. No entanto, quando foi usado para substituir a seda (muito cara) em meias para senhora, em 1939, foi um enorme sucesso. Foi depois usado também para fabricar roupa. Quando começou 2ª Guerra Mundial a quantidade limitada de nylon fez com que este fosse usado de preferência para para-quedas, cordas e outro material necessário aos militares… as meias de nylon não eram prioridade. Dada a sua escassez, eram muito procuradas, de alto valor e usadas como moeda de troca. Só nos anos 50 a produção de nylon voltou a ser suficiente para se produzirem meias em quantidade que satisfizesse a procura. Na figura seguinte pode ver-se publicidade para promoção de meias depois da guerra. No entanto, apesar de ser muito usado como fibra pode ser moldado de outras formas e é usado para substituir peças de metal em algumas máquinas. Este tipo de aplicações resulta do facto de ser forte, rígido, resistente à abrasão e pouco reactivo. A utilização de nylon em roupas cedo deixou de interessar os consumidores. Como este é hidrofóbico (não “gosta” de água) os tecidos de nylon não absorviam humidade nem eram permeáveis a ela. Assim estes tecidos tornavam-se desconfortáveis. Pensou-se em produzir uma nova fibra, mas tal saía caro e havia máquinas que tinham sido desenvolvidas para fibras de nylon e não eram adaptáveis a outras fibras. A resolução do problema não veio com o desenvolvimento de uma nova fibra, mas com uma nova tecnologia para tratar o nylon. Desenvolveu-se um processo para produzir fibras mais finas e para lhes tirar o brilho e ficarem com um aspecto mais agradável e mais semelhante ao das fibras naturais. Mudaram-se também as características do fio através da introdução de um grande número de loops. Estes permitem que a fibra continue a ser à prova de água, pois os loops são suficientemente finos para não deixar passar a água líquida, mas permitem que a fibra deixe “respirar” pois os loops permitem a passagem do vapor de água. À nova fibra, mais suave e com textura semelhante à do algodão, foi chamado Tactel.
