Leo Baekeland and the Invention of Bakelite
I 1899 opfandt opfindelsen af Velox fotopapir havde allerede gjort Leo Baekeland til en velhavende mand. På sin Snug Rock-ejendom i Yonkers, New York, opretholdte han et hjemmelaboratorium, hvor han og hans assistent, Nathaniel Thurlow, involverede sig i en række projekter.
Som andre forskere i deres tid, Baekeland og Thurlow forstået potentialet i phenol-formaldehydharpikser. Den kemiske litteratur omfattede rapporter skrevet årtier tidligere af den tyske kemiker Adolf von Baeyer og af hans studerende, Werner Kleeberg. Von Baeyer havde rapporteret, at da han blandede phenol, et almindeligt desinfektionsmiddel, med formaldehyd, dannede det et hårdt, uopløseligt materiale, der ødelagde hans laboratorieudstyr, for når det først var dannet, kunne det ikke fjernes. Kleeburg rapporterede om en lignende oplevelse og beskrev det stof, han producerede, som en hård amorf masse, infusibel og uopløselig og dermed af ringe brug.
I 1902 patenterede den tyske kemiker Adolf Luft en harpiks fremstillet ved at ændre Kleeburgs sammensætning i håb om, at det kunne konkurrere kommercielt med celluloid. Mindst syv andre forskere prøvede phenol- og formaldehydkombinationer i deres forsøg på at skabe en kommercielt levedygtig plaststøbeforbindelse. Men ingen var i stand til at skabe et nyttigt produkt.
I håb om at udnytte manglen på naturligt forekommende shellak – der blev brugt til at isolere elektriske kabler i de tidlige år af det 20. århundrede – eksperimenterede Baekeland og Thurlow såvel som adskillige andre efterforskere med opløselige harpikser. (Shellac var lavet af en harpiks udskilt af den østasiatiske lac-bug; den blev høstet af den arbejdskrævende proces med at skrabe de hærdede aflejringer fra de træer, som disse insekter beboede.) Til sidst udviklede de et phenolformaldehyd shellac kaldet Novolak, men det var ikke en kommerciel succes. I forsommeren 1907 ændrede Baekeland sit fokus fra at prøve at skabe en træbelægning til at forsøge at styrke træ ved faktisk at imprægnere det med en syntetisk harpiks.
Den 18. juni 1907 startede Baekeland et nyt laboratorium notesbog (nu i Archives Center of the Smithsonian’s National Museum of American History), der dokumenterer resultaterne af forsøg, hvor han påførte en phenol- og formaldehydblanding på forskellige træstykker. I et indlæg, der blev foretaget den følgende dag, hedder det:
Alle disse tests blev udført i koncentreret vandret fordøjelsesapparat, og apparatet var rimeligt stramt. Alligevel føles overfladen af træblokkene ikke hårdt, selvom en lille del af tyggegummi, der har strømmet ud Jeg er begyndt at tænke, at formaldehydet fordamper, inden det kan virke, og at den rigtige måde ville være at imprægnere den viskose væske, der opnås ved at koge CH2O + C6H5OH sammen uden et katalytisk middel. For at bestemme, hvor langt dette er poss Jeg har opvarmet en del af denne væske i forseglede rør for at bestemme, om der er en yderligere adskillelse af H2O, eller om dette simpelthen er en opløsning af den hårde tyggegummi, der overstiger phenol, så ved simpel fordampning i fri luft kan jeg være i stand til for at udføre hærdning, mens jeg ikke lykkes med lukkede forseglede rør.
Jeg har også opvarmet et åbent rør, der er rammet med en blanding af asbestfiber og væske.
Også et forseglet rør ramt med blanding af asbestfiber og væske. Alt opvarmes 4 timer ved 140 ° C -159 ° C.
Notebook-beskrivelsen af den sidste eksperiment den dag siger:
Asbest + A i forseglet rør. Jeg fandt rør ødelagt måske i uregelmæssig ekspansion, men reaktionerne ser ud til at have været tilfredsstillende, fordi den resulterende pind var meget hård og under hvor der var noget ublandet væske A, var der en ende (?) Af størknet materiale gullig og hård og helt lig den produkt opnået ved simpelthen at opvarme A alene i forseglet rør. Dette ser lovende ud, og det vil være værd at bestemme, hvor langt denne masse, som jeg vil kalde D, er i stand til at fremstille støbte materialer enten alene eller sammen med andre faste materialer som f.eks. Asbest, kasein, zinkoxid (sic), stivelse , forskellige uorganiske pulvere og lampesort og udgør således en erstatning for celluloid og hård gummi.
En dag senere opførte Baekeland fire forskellige produkter, betegnet A, B, C og D. Stof D var ” uopløseligt i alle opløsningsmidler, blødgør ikke. Jeg kalder det Bakalite (sic), og det opnås ved opvarmning A eller B eller C i lukkede beholdere. ” Baekeland besluttede senere, at “C” og “D” var ækvivalente.
Nøglen til at nå slutproduktet “C” fra “A” eller “B” var maskiner, der udsatte tidligere stadier for varme og tryk. Baekeland kaldte disse maskiner “Bakelizers.”
Baekeland offentliggjorde den første offentlige meddelelse om sin opfindelse den 8. februar 1909 i et foredrag for New York-sektionen i American Chemical Society. Tidligere reaktioner havde resulteret i langsomme processer og skøre produkter, sagde han ; så fortsatte han “… ved brug af små mængder baser har jeg formået at fremstille et solidt indledende kondensprodukt, hvis egenskaber forenkler enormt alle støbeprocesser …”
Baekeland ” s første patent på området blev tildelt i 1906; alt i alt tog han ud mere end 400 patenter relateret til fremstilling og anvendelse af bakelit. Han startede semikommerciel produktion i sit laboratorium, og i 1910, da den daglige produktion var nået op på 180 liter (det meste til elektriske isolatorer), dannede han et amerikansk firma til at fremstille og markedsføre sit nye industrielle materiale. I 1930 besatte Bakelite Corporation et 128 hektar stort anlæg i Bound Brook, New Jersey.
Tilbage til toppen
