Otaczające nas tworzywa sztuczne pełnią podstawową role w życiu każdego człowieka. Są obecne niemalże w każdej dziedzinie życia człowieka. Tworzywa sztuczne to materiały, zbudowane z polimerów syntetycznych. Tworzywa sztuczne pełnie wiele bardzo istotnych funkcji. Są na szeroką skalę wykorzystywane. Mogą zastępować takie materiały jak: drewno, metal, ceramika, kauczuk naturalny oraz gutaperka Mogą także stanowić zupełnie nowe materiały, mniemających żadnych naturalnych odpowiedników. Tworzywa sztuczne różnią się pomiędzy sobą właściwościami fizycznymi mechanicznymi oraz chemicznymi. Dziedzina naukowa zajmująca się tworzywami sztucznymi tuz po II wojnie światowej rozwijała się w zawrotnym tempie i rozwija się do dziś. Światowa produkcja tworzyw sztucznych, w czasie ostatnich 60 lat zwiększyła się niemal trzydziestokrotnie. Tworzywa sztuczne mogą być wykorzystane w procesie produkcyjnym części maszyn, osłon kabli elektrycznych, przyrządów, aparatury chemicznej oraz artykułów wykorzystywanych w gospodarstwie domowym, galanterii.

Tworzywa sztuczne charakteryzują się mała masą (gęstość ma wartość 1 g/cm3), małą przewodnością cieplną, małą wytrzymałością na rozciąganie, małym modułem elastyczności, są dielektrykami, tylko po dodaniu (ok. 50%) materiałów przewodzących (sadza, pył metaliczny) są w stanie, przewodzić prąd elektryczny. Są przezroczyste, ale także całkowicie nietransparentne. Łatwo formowalne. Tworzywa sztuczne wykazują odporność na substancje chemiczne, wilgoć. Mogą być stosowane w różnorodnej postaci, jako: tworzywa konstrukcyjne, spoiwa, materiały powłokowe, kleje oraz kity, włókna syntetyczne.

Tworzywa sztuczne, w skład których wchodzą polimery zarówno syntetyczne, jak i naturalne, są otrzymywane z polimeru (za przykład możemy wziąć poli(metakrylan metylu), ale także polistyren, oraz polietylen), kopolimerów oraz mieszanek polimerów. Czasami polimery są modyfikowane chemicznie (hydroliza), fizykochemicznie (degradacja), ewentualnie w wyniku dodawania: plastyfikatorów, wypełniaczy, stabilizatorów, barwników oraz pigmentów. Tworzywa sztuczne to plastiki lub masy plastyczne.

Dodatkowe składniki występujące w tworzywach sztucznych to:

1. Barwniki to barwne substancje pochodzenia organicznego, które są rozpuszczalne w polimerze. Są stosowane w celu otrzymania barwnych oraz przezroczystych tworzyw (tkanin, skór, papieru, drewna, żywności oraz kosmetyków). Barwniki zawierają ugrupowania chromoforowe. To dzięki nim możliwa jest selektywna absorpcja promieniowania elektromagnetycznego w widzialnym zakresie. Zawierają także auksochromy, które nadają barwnikom powinowactwo do określonych materiałów barwionych. Barwniki dzielimy na: barwniki bezpośrednie, barwniki kwasowe, barwniki zasadowe, barwniki lodowe, barwniki kadziowe, barwniki zaprawowe. Ze względu na rodzaju grupy chromoforowej barwniki dzielimy na: barwniki azowe, barwniki chinoidowe, barwniki dwufenylometanowe, barwniki iminochinoidowe, barwniki azynowe, indygoidy, barwniki nitrowe, barwniki nitrozowe, barwniki polienowe, barwniki pironowe, barwniki trójfenylometanowe.

2. Pigmenty to barwne substancje, które nie rozpuszczają się w polimerze. Nadają barwę powstałemu polimerowi oraz czynią go nietransparentnym. Pigmenty nieorganiczne (mineralne) dzielimy na: naturalne oraz sztuczne. Pigmenty organiczne dzielimy na: naturalne oraz syntetyczne. Naturalne są obecne w organizmach żywych (sepia, chlorofil, hemina, indygo. Syntetyczne pigmenty to najbardziej liczna i najważniejsza grupa pigmentów (barwniki azowe, antrachinowe, laki barwne). Najważniejsze pigmenty nieorganiczne to: pigmenty białe (biel ołowiana, biel cynkowa (ZnO), biel tytanowa), pigmenty żółte (żółcień chromowa, żółcień kadmowa, żółcień cynkowa), pigmenty czarne (sadza), pigmenty czerwone (cynober, czerwień kadmowa, glejta ołowiana, czerwień żelazowa, minia ołowiana), pigmenty zielone (zieleń szwajnfurcka, zieleń chromowa), pigmenty brunatne (umbra, ochra), pigmenty błękitne (lazur miedziowy ultramaryna). Występują także pigmenty świecące (luminofory), pigmenty termoczułe.

3. Stabilizatory to substancje, które po wprowadzeniu do tworzywa powodują zwiększenie jego odporności na temperaturę, promienie ultrafioletowe. Tworzywa takie cechuje zwiększona odporność na starzenie.

4. Napełniacze to związki chemiczne pochodzenia nieorganicznego (ziemia okrzemkowa, talk, kreda, proszki metali), ale także pochodzenia organicznego (mączka drzewna, celuloza, tkaniny). Gdy związki te zmieszamy z polimerem poprawie ulegają jego właściwości użytkowe.

5. Zmiękczacze (plastyfikatory) to substancje, które rozpuszczają się w pewnym stopniu i polimer i tworzą roztwór koloidalny. Roztwór ten przechodzi następnie w stan żelu i charakteryzuje się właściwościami elastoplastycznymi. Dodatek zmiękczaczy powoduje mięknienia, obniżenie kruchości oraz zwiększenie sprężystości. Zmiękczacze dzielimy na: zmiękczacze pierwszorzędowe, zmiękczacze drugorzędowe. Biorąc pod uwagę pochodzenie zmiękczacze możemy podzielić na: pochodzenia naturalnego (olej słonecznikowy) oraz pochodzenia syntetycznego (estry, ketony). Najczęściej stosowanymi zmiękczaczami są: estry kwasu ftalowego, zmiękczacze fosforanowe (fosforan trikretylowy), stearyniany epoksydowe roślinne oleje, zmiękczacze pochodzące z estrów kalafonii.

Polimer to związek składający się z mniejszych elementów, które powtarzają się, co pewien czas (grupy atomów, mery). Reakcja polimeryzacji to reakcja cząstek zwanych monomerami. Monomer to związek chemiczny o prostej budowie, w skład którego wchodzi grupę funkcyjna, która może reagować. Posiadają wiązanie podwójne CH2=CH2. W wyniku tej reakcji chemicznej powstają związki zwane polimerami. Już w pierwszej połowie XX wieku proces polimeryzacji był wykorzystywany w przemyśle. Proces polimeryzacji uzależniony jest od panującego ciśnienia, temperatury, ilości oraz rodzaju stosowanego inicjatora i katalizatora. Tworzywa sztuczne to polimery zawierające substancje dodatkowe, które modyfikują właściwości użytkowe oraz przetwórcze. Są to: środki spieniające, zmiękczacze, stabilizatory UV oraz antyutleniacze, napełniacze w formie proszkowej lub włóknistej, utwardzacze, substancje smarujące, barwniki oraz pigmenty. Reakcja polimeryzacji między monomerami dwufunkcyjnymi powoduje powstanie tworzywa charakteryzującego się strukturą liniową (łańcuchową), zaś między monomerami więcej niż dwufunkcyjnymi powoduje powstanie tworzywa charakteryzującego się strukturą rozgałęzioną lub usieciowaną. Reakcja polimeryzacji polega na wielokrotnych prostych reakcjach chemicznych.

Do przetwarzania dostarcza się tworzywa sztuczne pod postacią żywic, tłoczyw lub półfabrykatów. Sztuczne żywice występują jako żywice techniczne. Stanowią surowiec wyjściowy do uzyskiwania tłoczyw, laminatów, lakierów, farb, klejów, kitów, past.

Żywice techniczne mogą być dostarczane użytkownikom jako w ciecze o różnorodnej konsystencji. W ich skład wchodzą: napełniacze, pigmenty, zmiękczacze, barwniki. Biorąc pod uwagę przeznaczenie rozróżniamy następujące typy żywic technicznych:

- żywice wykorzystywane w produkcji gotowych już wyrobów ze wzmocnionych tworzyw;

- żywice lane, wykorzystywane do uzyskiwania odlewów;

- żywice wykorzystywane do wytwarzania powłok na metalach;

- żywice wykorzystywane do klejenia materiałów;

- żywice wykorzystywane do wykonawstwa rdzeni w odlewnictwie;

- żywice wykorzystywane do impregnacji materiałów.

Tłoczywa to półprodukty wykorzystywane do formowania produktów pod ciśnieniem oraz w podwyższonej temperaturze. SA otrzymywane ze sztucznych żywic z niewielkim dodatkiem napełniaczy. Mają postać proszku, krajanki, granulek. Wyroby uzyskiwane z tłoczywo wypraski.