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Bakelite,第一个改变世界的合成塑料

时间:2024-02-27 18:16:13 技术突破

  人类总共生产了83亿吨塑料,相当于泰坦尼克号等近16万艘船。这笔款项的只有9%是回收的,而12%的焚化量为垃圾填埋场。塑料污染已成为我们这个时代最紧迫的环境问题之一,不仅需要加强努力来回收利用,而且还需要减少其使用并用其他更可持续的材料代替它。但是,这场急需的与其缺点的斗争并不应该让我们忘记,我们归功于现代世界中的塑料。如果我们今天享受许多舒适感,那么这很大程度上要归功于1907年首个合成塑料Bakelite的历史。

  今天,我们将Bakelite与过去使用的那些旧的黑色电话相关联。然而,它变得无处不在,以至于即使是其发明家也将其描述为“一千种用途的材料”。

  在十九世纪,工业化的扩展要求新的可变材料,这些材料将允许制造各种文章。化学家已经知道聚合物,这是由重复单位的链形成的化合物,这些单元借助这种操纵,但自然界中存在的那些人并不令人满意。1870年,美国约翰·韦斯利凯悦(John Wesley Hyatt)化学修饰的纤维素,一种在植物中发现的聚合物,可产生赛裤,这是第一种塑料。凯悦(Hyatt。

Leo Hendrik Baekeland,Creador de la Baquelita。Fuente:Wikimedia

  但是,一个特别关键的应用需要更新的材料。在19世纪,电缆是使用虫胶(虫胶)绝缘的,虫胶是一种天然树脂,由lac bug bug kerria lacca分泌,这是一种在东南亚发现的小红昆虫。该虫胶用于制造其他物体,例如78 rpm搜枪盘盘。但是,很容易预见,从如此有限且难以接近的来源获得的材料最终会很少,而在20世纪初,需要寻找替代方案。

  正确的公式

  当时,各种科学家都观察到有机物质苯酚和甲醛的混合物产生了一种损坏实验室容器的硬且显然无用的材料。但是,其中一些人看到了这些酚醛树脂的前景,这是第一个合成塑料。第一位提出正确配方的科学家是总部位于纽约的比利时化学家Leo Baekeland(1863年11月14日至1944年2月23日),他已经发了一笔财富,出售了Kodak的发明,这是他的第一张商业摄影纸Velox的发明。1907年,他申请了新化合物,多氧苯甲酰甲基甘氨酸氢化盐的专利,他称之为Bakelite。

  Bakelite是第一个完全合成,可热的商业塑料,并且一旦冷却,就产生了一种对热,电和溶剂具有抗性的硬材料。它作为电绝缘体的应用是立即的,但其用途很快开始扩散。约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的科学与技术历史学家Joris Mercelis解释说:“从雨伞手柄和管道茎的生产到汽车,电气和无线电行业,都感受到了整个行业的影响。”Bey Beyond Bakelite:Leo Baekeland和科学与发明业务(麻省理工学院出版社,2020年)。

Viejos Interruptores y Enchufes de baquelita。克雷迪托:P Jeganathan

  特别相关的是将Bakelite用于特定组件,其要求与新材料的特性(例如汽车的分销商盖,无线电管的底座或安装零件的绝缘板)完美匹配的特定组件。德克萨斯大学(美国)的文化与设计和《美国塑料:文化史》的作者(罗格斯大学出版社,1995年)。他告诉OpenMind:“即使是现在,酚醛树脂还是所谓的隐身飞机的主食。”

  工业发展的驱动力

  当然,贝克利特的用途不仅限于技术组成部分:纽扣,扑克芯片和玩具,枪支,枪支,厨房用具,电吉他,甚至是珠宝是用材料制成的;新的塑料从填补了特定需求的空白,以提高工业发展。Mercelis说:“这有助于其他各种行业的扩张或转变,其中一些是所谓的第二次工业革命的核心。”Baekeland在其产品的杰出成功中刺激了他的公司的雄心勃勃的标志:无限的数学象征。

Botones de Baquelita。Fuente:科学历史研究所

  但是Baekeland的发明也为具有无数应用的新合成塑料行业铺平了道路。科学作家Susan Freinkel是《塑料:有毒的爱情故事》(Houghton Mifflin,2011年)的作者Susan Freinkel,他告诉OpenMind。这些新的塑料也遵循了Baekeland的主角:“ Bakelite指向使用化石燃料作为塑料的原始成分,” Freinkel说。“它习惯了我们用非天然材料制成的东西。”Mercelis指出,这是Bakelite的另一个成就,打破了文化障碍:“ Bakelite的促进者在挑战合成塑料不如琥珀色或木材等天然材料的看法方面相对成功,从而促进了其他新塑料的营销也是。”

  它的明显局限性

  但是,贝克莱特具有明显的局限性:它具有抵抗力,但脆弱。使其适合某些用途的硬度和缺乏灵活性是对他人的缺点。“您无法从Bakelite,Fabric或任何透明,超轻质的东西中制作包装,” Freinkel总结道。Mercelis补充说:“此外,一些最成功的Bakelite品种只能以非常有限的颜色生产,并且颜色成为1920年代开始的越来越重要的营销工具。”

Algunas变种了Baquelitasolopodían生产力,en una gama muy liminada de colores。Fuente:pxhere

  这就是为什么石化公司开始调查从化石燃料加工的副产品中衍生出的新塑料的原因。更通用的化合物(例如聚乙烯或聚氯化氯化物(PVC))开始出现,在其许多应用中取代了Bakelite,包括最初发明的一些应用。

  但是,即使在今天,Baekeland的遗产尚未完全消失:至少,应该感谢他可以在不烧手的情况下抓住热煎锅的手柄。

  哈维尔·亚纳斯(Javier Yanes)

  @yanes68