Fenol formaldehid
Številni ljudje segajo v začetek sodobne industrije plastike do leta 1907, ko je Leo Hendrik Baekeland, ameriški kemik, belgijski, prijavil patent za termoset s fenol-formaldehidom, ki je sčasoma postal znan z zaščitenim imenom Bakelite. Fenol-formaldehidni polimeri so bili tudi prvi popolnoma sintetični polimeri, ki so jih komercializirali. Čeprav oblikovani izdelki ne predstavljajo več njihove najpomembnejše uporabe, vendar z uporabo lepil še vedno predstavljajo skoraj polovico celotne proizvodnje termoreaktivnih polimerov.
Poskusi s fenolnimi smolami so dejansko pred delovanjem Baekelanda. Leta 1872 je nemški kemik Adolf von Baeyer kondenziral trifunkcionalni fenol in disfunkcionalni formaldehid, v naslednjih desetletjih pa je Baeyerjev študent Werner Kleeberg in drugi kemiki preučeval izdelke, vendar reakcije niso mogli izvesti, ker niso mogli kristalizirati in označiti amorfnih smolnih izdelkov. Leta 1907 je Baekeland uspel nadzorovati kondenzacijsko reakcijo, da je ustvaril prvo sintetično smolo. Baekeland je uspel zaustaviti reakcijo, ko je bila smola še v topljivem, topnem stanju (stopnja A), v katerem se je lahko raztopila v topilih in pomešala s polnili in ojačitvami, zaradi katerih bi postala uporabna plastika. Smolo, ki smo jo v tej fazi imenovali resola, smo nato pripeljali do faze B, kjer se je, čeprav skoraj neotopna in netopna, še vedno lahko zmehčala z vročino do končne oblike v kalupu. Njena popolnoma utrjena termoset stopnja je bila stopnja C. Leta 1911 je podjetje Baekeland General Bakelite Company začelo poslovati v Perth Amboyu v ameriški zvezni državi NJ in kmalu zatem je veliko podjetij uporabljalo izdelke iz bakelitne plastike. Na trgu plastike, ki je skoraj monopoliziran iz celuloida, zelo vnetljivega materiala, ki se je hitro raztopil in zmehčal s toploto, je Bakelit našel pripravljen sprejem, saj je lahko naredil netopno in nepropustno. Poleg tega bi termosetni izdelek prenašal velike količine inertnih sestavin, zato bi ga lahko spreminjal z vključitvijo različnih polnil, kot so lesna moka, jata bombaža, azbest in sesekljana tkanina. Smola je bila zaradi svojih odličnih izolacijskih lastnosti izdelana v vtičnice, gumbe in številčnice za radijske sprejemnike in je bila uporabljena v električnih sistemih avtomobilov.
Za izdelavo polimerov fenol-formaldehida se uporabljata dve metodi. V eni je prebitek formaldehida reagira s fenolom v prisotnosti bazičnega katalizatorja v vodni raztopini, da dobimo rezolne, ki je nizko molekulsko maso predpolimer z CH 2 OH skupin vezanih na fenolnih obročev. Pri segrevanju se resola kondenzira dalje z izgubo vode in formaldehida, da dobimo termosetne mrežne polimere. Druga metoda vključuje reakcijo formaldehida s presežkom fenola z uporabo kislinskega katalizatorja za proizvodnjo predpolimerjev, imenovanih novolaki. Novolaki spominjajo na polimer, le da imajo veliko manjšo molekulsko maso in so še vedno termoplastični. Utrjevanje v mrežni polimer se izvede z dodatkom več formaldehida ali, pogosteje, spojin, ki se pri segrevanju razgradijo na formaldehid.
Fenol-formaldehidni polimeri so odlična lepila za les in iverne plošče, ker tvorijo kemične vezi s fenolno ligninsko komponento v lesu. Lepila za les dejansko predstavljajo največji trg za te polimere. Polimeri so temne barve zaradi stranskih reakcij med polimerizacijo. Ker njihova barva pogosto obarva les, niso primerne za notranjo dekorativno oblogo. Zaradi dobre odpornosti na vlago so izbirno lepilo za zunanjo vezane plošče.
Fenolne smole, vedno ojačane z vlakni ali kosmiči, se vlivajo tudi v toplotno odporne predmete, kot so električni konektorji in ročaji naprav.
Urea-formaldehidni polimeri
Smole, izdelane iz sečnine-formaldehidnih polimerov, so v tridesetih letih 20. stoletja začele komercialno uporabljati v lepilih in vezivnih sredstvih. Obdelujejo jih skoraj enako kot resole (tj. Z uporabo presežnega formaldehida). Tako kot fenolni se polimeri uporabljajo kot lepilo za les, a ker so svetlejše barve, so bolj primerni za notranjo vezane plošče in okrasne opaže. Vendar pa so manj trpežni in nimajo zadostne vremenske odpornosti, da bi jih lahko uporabili pri zunanjih aplikacijah.
Urea-formaldehidni polimeri se uporabljajo tudi za obdelavo tekstilnih vlaken, da se izboljša odpornost na gubice in krčenje, mešajo pa jih z alkidnimi barvami, da se izboljša površinska trdota prevleke.
Melamin-formaldehidni polimeri
Te spojine so pri obdelavi in uporabi podobne urea-formaldehidnim smolam. Poleg tega je njihova večja trdota in vodoodpornost primerna za okrasno jedilno posodo in za izdelavo v namizni in namizni izdelek, ki ga je razvila korporacija Formica in se prodaja pod zaščitenim imenom Formica.
Polimeri na osnovi melamina so bili tudi široko uporabljeni kot sredstva za navzkrižno vezanje v sistemih površinskih premazov. Kot takšne so imele številne industrijske namene - na primer v avtomobilskih prevlekah in zaključnih delih naprav in kovinskega pohištva. Vendar se njihova uporaba v premazih zmanjšuje zaradi omejitev emisije formaldehida, ki je glavni sestavni del teh premazov.
Celuloza
Celuloza (C 6 H 7 O 2 [OH] 3) je naravni polimer, sestavljen iz ponavljajočih se enot glukoze. V svojem naravnem stanju (znanem kot domača celuloza) je že dolgo nabiran kot komercialno vlakno - kot iz bombaža, lana, konoplje, kapoka, sisala, jute in ramie. Les, ki je sestavljen iz celuloze v kombinaciji s kompleksnim mrežnim polimerom, imenovanim lignin, je običajen gradbeni material. Papir je izdelan tudi iz naravne celuloze. Čeprav gre za linearni polimer, je celuloza termosetljiva; to pomeni, da tvori trajne, vezane strukture, ki jih ni mogoče razrahljati s toploto ali topili, ne da bi pri tem prišlo do kemičnega razpada. Njegovo termosetno vedenje izvira iz močnih dipolarnih privlačnosti, ki obstajajo med molekulami celuloze, ki dajejo lastnosti, podobne lastnostim mrežnih polimerov.
V 19. stoletju so razvili metode za kemično ločitev lesne celuloze od lignina in nato za regeneracijo celuloze nazaj v prvotno sestavo za uporabo kot vlakna (rajona) in plastika (celofan). Razvili so tudi estrske in eterske derivate celuloze ter jih uporabljali kot vlakna in plastiko. Najpomembnejši spojini sta bili celulozni nitrat (nitroceluloza, izdelana v celuloid) in celulozni acetat (prej znan kot acetatni rajon, zdaj pa znan samo kot acetat). Obe kemični derivati so temeljili na strukturi celuloze
pri čemer je X NO 2 v primeru nitrata in COCH 3 v primeru acetata.
