Wyroby z gumy i tworzyw sztucznych są materiałami niezbędnymi we współczesnym przemyśle i życiu codziennym. Metody ich syntezy bezpośrednio wpływają na ich wydajność i zakres zastosowań. Wyroby z gumy i tworzyw sztucznych dzieli się głównie na dwie główne kategorie: gumę i tworzywa sztuczne. Chociaż ich procesy syntezy są różne, oba obejmują syntezę chemiczną i fizyczne przetwarzanie materiałów polimerowych.
W syntezie gumy zazwyczaj wykorzystuje się surowce petrochemiczne, wytwarzając surową gumę w reakcjach polimeryzacji. Kauczuk naturalny otrzymuje się z lateksu drzew kauczukowych, natomiast kauczuki syntetyczne, takie jak kauczuk-styrenowo-butadienowy (SBR) i kauczuk butadienowy (BBR), produkowane są w drodze polimeryzacji emulsyjnej lub polimeryzacji w roztworze. Na przykład polimeryzacja emulsyjna butadienu i styrenu w obecności emulgatora daje SBR, kauczuk o doskonałej elastyczności. Zsyntetyzowany surowy kauczuk poddawany jest wulkanizacji – procesowi, podczas którego podczas ogrzewania reaguje ze środkiem sieciującym, takim jak siarka, tworząc trójwymiarową-strukturę sieciową, zwiększając w ten sposób wytrzymałość i trwałość kauczuku.
Synteza tworzyw sztucznych opiera się głównie na reakcjach poliaddycji lub polikondensacji. Tworzywa termoplastyczne, takie jak polietylen (PE) i polipropylen (PP), powstają w wyniku polimeryzacji monomerów etylenu i propylenu. Ich łańcuchy molekularne są wolne od chemicznych wiązań poprzecznych, co pozwala na ich wielokrotne podgrzewanie i przekształcanie. Termoutwardzalne tworzywa sztuczne, takie jak żywice fenolowe i żywice epoksydowe, ulegają polikondensacji w warunkach ogrzewania lub katalitycznych, tworząc nieodwracalne usieciowane struktury, które zapewniają większą odporność cieplną i wytrzymałość mechaniczną. W ostatnich latach pojawiły się technologie zielonej syntezy, takie jak bio-polimeryzacja monomerów i polimeryzacja-bezrozpuszczalnikowa, które pozwalają zmniejszyć wpływ produktów z gumy i tworzyw sztucznych na środowisko.
Kluczowe znaczenie ma także-końcowa obróbka wyrobów z gumy i tworzyw sztucznych, obejmująca techniki przetwarzania, takie jak mieszanie, wytłaczanie i formowanie wtryskowe w celu optymalizacji właściwości materiału przy formowaniu i jego końcowego zastosowania. Wraz z postępem w nauce o polimerach metody syntezy wyrobów z gumy i tworzyw sztucznych ewoluują w kierunku wysokiej wydajności, przyjazności dla środowiska i wysokiej wydajności, aby sprostać wymaganiom wschodzących gałęzi przemysłu.