Leo Baekeland ja bakeliitin keksintö

Vuoteen 1899 mennessä keksintö Velox-valokuvapaperista oli jo tehnyt Leo Baekelandista varakas mies. Snug Rock -tilallaan New Yorkin Yonkersissa hänellä oli kotilaboratorio, jossa hän ja hänen avustajansa Nathaniel Thurlow olivat mukana monissa projekteissa.

Kuten muutkin aikansa tutkijat, Baekeland ja Thurlow. ymmärsi fenoliformaldehydihartsien potentiaalin. Kemialliseen kirjallisuuteen sisältyi saksalaisen kemisti Adolf von Baeyerin ja hänen opiskelijansa Werner Kleebergin vuosikymmeniä aiemmin kirjoittamia raportteja. Von Baeyer oli kertonut, että kun hän sekoitti fenolin, yleisen desinfiointiaineen, formaldehydin kanssa, se muodosti kovan, liukenemattoman materiaalin, joka pilasi laboratorion laitteet, koska muodostuessaan sitä ei voitu poistaa. Kleeburg kertoi samanlaisen kokemuksen, joka kuvasi tuottamansa aineen kovana amorfisena massana, sulamattomana ja liukenemattomana ja siten vähäisenä.

Vuonna 1902 saksalainen kemisti Adolf Luft patentoi hartsin, joka oli valmistettu muuttamalla Kleeburgin koostumusta. siinä toivossa, että se voisi kilpailla kaupallisesti selluloidien kanssa. Ainakin seitsemän muuta tutkijaa kokeili fenoli- ja formaldehydiyhdistelmiä yrittäessään luoda kaupallisesti elinkelpoinen muovinen muovausyhdiste. Mutta kukaan ei pystynyt luomaan hyödyllistä tuotetta.

Toivoen hyötyvänsä luonnossa esiintyvän sellakin puutteesta – jota käytettiin eristämään sähkökaapeleita 1900-luvun alkuvuosina – Baekeland ja Thurlow sekä monet muut tutkijat kokeilivat liukoisia hartseja. (Shellac tehtiin eritetystä hartsista. Itä-Aasian lac-vika; se korjattiin työvoimavaltaisella prosessilla kaapimalla kovettuneet kerrostumat puista, joissa nämä hyönteiset asuivat.) Lopulta he kehittivät fenoli-formaldehydin sellakka nimeltä Novolak, mutta se ei ollut kaupallinen menestys. Alkukesään 1907 mennessä Baekeland muutti painopistettään puupäällysteen yrittämisestä lujittaa puuta kyllästämällä se synteettisellä hartsilla.

18. kesäkuuta 1907 Baekeland aloitti uuden laboratorion. muistikirja (nyt Smithsonian’s National Museum of American History -arkistokeskuksessa), joka dokumentoi testien tulokset, joissa hän levitti fenoli- ja formaldehydiseosta useisiin puupaloihin. Seuraavana päivänä tehdyssä merkinnässä todetaan:

Kaikki nämä testit tehtiin tiivistetyssä vaakasuorassa keittimessä ja laite oli kohtuullisen tiukka. Silti puulohkojen pinta ei tunnu kovalta, vaikkakin pieni osa vuotanutta kumia Aloin ajatella, että formaldehydi haihtuu ennen kuin se voi toimia, ja että oikea tapa olisi kyllästää viskoosilla nesteellä, joka saadaan keittämällä CH2O + C6H5OH yhdessä ilman katalyyttistä ainetta. tämä on poss olen kuumentanut suljetuissa putkissa osan tästä nesteestä sen selvittämiseksi, onko H2O: ta edelleen erotettu vai onko tämä yksinkertaisesti kovakumin liuos ylimäärin fenolia, sitten pystyn yksinkertaisella ulkoilman haihdutuksella kovettumisen aikaansaamiseksi, kun en onnistu suljetuissa suljetuissa putkissa.

Olen myös kuumentanut avointa putkea, joka on puristettu asbestikuidun ja nesteen seoksella.

Myös suljettu putki, joka on törmätty asbestikuidun ja nesteen seoksella. Kaikki lämmitettiin 4 tuntia 140 ° C -159 ° C: ssa.

Muistikirjan kuvauksessa kyseisen päivän viimeisestä kokeesta sanotaan:

Asbesti + A suljetussa putkessa. Löysin putken rikki ehkä epäsäännöllisessä laajenemisessa, mutta reaktiot näyttävät olleen tyydyttäviä, koska tuloksena oleva sauva oli erittäin kova ja sen alapuolella, jossa oli sekoittamatonta nestettä A, oli kiinteytyneen aineen pää (?) Kellertävä ja kova ja täysin samanlainen kuin tuote, joka saadaan yksinkertaisesti kuumentamalla A yksinomaan suljetussa putkessa. Tämä näyttää lupaavalta ja kannattaa samalla määrittää, missä määrin tämä massa, jota kutsun D: ksi, pystyy valmistamaan muovattuja materiaaleja joko yksinään tai yhdessä muiden kiinteiden materiaalien, kuten asbestin, kaseiinin, sinkkioksidin (sic), tärkkelyksen kanssa , erilaiset epäorgaaniset jauheet ja lampunmusta ja korvaavat siten selluloidia ja kovaa kumia.

Päivää myöhemmin Baekeland listasi neljä erilaista tuotetta, nimetty A, B, C ja D. Aine D oli ” liukenematon kaikkiin liuottimiin, ei pehmene. Kutsun sitä bakaliitiksi (sic) ja se saadaan kuumentamalla A, B tai C suljetussa astiassa. ” Baekeland päätti myöhemmin, että ”C” ja ”D” olivat samanarvoisia.

Avain lopputuotteen ”C” saavuttamiseen ”A”: sta tai ”B”: stä olivat koneet, jotka altistivat aikaisemmat vaiheet lämmölle ja paineelle. Baekeland kutsui näitä koneita ”Bakelizeriksi”.”

; sitten hän jatkoi ”… käyttämällä pieniä määriä emäksiä, olen onnistunut valmistamaan kiinteän alkukondensaatiotuotteen, jonka ominaisuudet yksinkertaistavat valtavasti kaikkia muovausoperaatioita …”

Baekeland ” ensimmäinen patentti alalla oli myönnetty vuonna 1906; kaikkiaan hän otti yli 400 patenttia, jotka liittyivät bakeliitin valmistukseen ja sovelluksiin. Hän aloitti puolikaupallisen tuotannon laboratoriossaan ja vuonna 1910, kun päivittäinen tuotanto oli saavuttanut 180 litraa (suurimman osan sähköeristeille), hän perusti yhdysvaltalaisen yrityksen valmistamaan ja markkinoimaan uutta teollista materiaaliaan. Vuoteen 1930 mennessä Bakelite Corporation miehitti 128 hehtaarin tehtaan Bound Brookissa New Jerseyssä.

Takaisin alkuun