Leo Baekeland e l’invenzione della bachelite
Entro il 1899, l’invenzione della carta fotografica Velox aveva già reso Leo Baekeland un uomo ricco. Nella sua tenuta Snug Rock a Yonkers, New York, gestiva un laboratorio domestico in cui lui e il suo assistente, Nathaniel Thurlow, si erano coinvolti in una serie di progetti.
Come altri scienziati dei loro tempi, Baekeland e Thurlow compreso il potenziale delle resine fenolo-formaldeide. La letteratura chimica includeva rapporti scritti decenni prima dal chimico tedesco Adolf von Baeyer e dal suo allievo, Werner Kleeberg. Von Baeyer aveva riferito che quando mescolava il fenolo, un comune disinfettante, con la formaldeide, si formava un materiale duro e insolubile che rovinava le sue attrezzature di laboratorio, perché una volta formato, non poteva essere rimosso. Kleeburg riferì un’esperienza simile, descrivendo la sostanza da lui prodotta come una massa amorfa dura, infusibile e insolubile e quindi di scarsa utilità.
Nel 1902, il chimico tedesco Adolf Luft brevettò una resina ottenuta modificando la composizione di Kleeburg nella speranza che potesse competere commercialmente con la celluloide. Almeno altri sette scienziati hanno provato combinazioni di fenolo e formaldeide nel loro tentativo di creare un composto per stampaggio di plastica commercialmente valido. Ma nessuno è stato in grado di creare un prodotto utile.
Sperando di trarre vantaggio dalla carenza di gommalacca presente in natura, utilizzata per isolare i cavi elettrici nei primi anni del XX secolo, Baekeland e Thurlow, così come molti altri ricercatori, stavano sperimentando resine solubili (la gommalacca era prodotta da una resina secreta dall’insetto lac dell’Asia orientale; è stato raccolto mediante il processo ad alta intensità di manodopera di raschiare i depositi induriti dagli alberi abitati da questi insetti.) Alla fine, hanno sviluppato un fenolo-formaldeide la gommalacca si chiamava Novolak, ma non fu un successo commerciale. All’inizio dell’estate del 1907, Baekeland spostò la sua attenzione dal tentativo di creare un rivestimento in legno al tentativo di rafforzare il legno impregnandolo effettivamente con una resina sintetica.
Il 18 giugno 1907, Baekeland aprì un nuovo laboratorio taccuino (ora all’Archives Center del Museo Nazionale di Storia Americana dello Smithsonian) che documenta i risultati dei test in cui ha applicato una miscela di fenolo e formaldeide a vari pezzi di legno. Una voce fatta il giorno seguente afferma:
Tutti questi test sono stati condotti in un digestore orizzontale concentrato e l’apparato era ragionevolmente stretto. Tuttavia la superficie dei blocchi di legno non è dura, sebbene una piccola parte di gomma sia fuoriuscita è molto duro. Ho iniziato a pensare che la formaldeide evapora prima che possa agire e che il modo corretto sarebbe quello di impregnare con il liquido viscoso che si ottiene facendo bollire CH2O + C6H5OH insieme senza un agente catalitico. Per determinare fino a che punto questo è poss ible Ho riscaldato in tubi sigillati una porzione di questo liquido in modo da determinare se c’è un’ulteriore separazione di H2O o se questa è semplicemente una soluzione della gomma dura in eccesso di fenolo, quindi per semplice evaporazione all’aria aperta sarò in grado per ottenere l’indurimento mentre non riuscirò a tubi sigillati chiusi.
Ho anche riscaldato un tubo aperto speronato con una miscela di fibra di amianto e liquido.
Anche un tubo sigillato speronato con una miscela di fibra di amianto e liquido. Il tutto è stato riscaldato per 4 ore a 140 ° C -159 ° C.
La descrizione del taccuino dell’ultimo esperimento di quel giorno recita:
Amianto + A in tubo sigillato. Ho trovato il tubo rotto forse in espansione irregolare ma le reazioni sembrano essere state soddisfacenti perché il bastoncino risultante era molto duro e sotto dove c’era del liquido non miscelato c’era un’estremità (?) Di materia solidificata giallastra e dura e del tutto simile al prodotto ottenuto riscaldando semplicemente A in tubo sigillato. Questo sembra promettente e varrà la pena determinare in che misura questa massa che chiamerò D è in grado di produrre materiali stampati sia da sola che in combinazione con altri materiali solidi come ad esempio amianto, caseina, zinco ossid (sic), amido , diverse polveri inorganiche e il nero della lampada e quindi sostituiscono la celluloide e la gomma dura.
Il giorno dopo, Baekeland ha elencato quattro diversi prodotti, designati A, B, C e D. La sostanza D era ” insolubile in tutti i solventi, non ammorbidisce. La chiamo Bakalite (sic) e si ottiene riscaldando A o B o C in recipienti chiusi. In seguito Baekeland decise che “C” e “D” erano equivalenti.
La chiave per ottenere il prodotto finale “C” da “A” o “B” erano macchine che sottoponevano le fasi precedenti a calore e pressione. Baekeland chiamava queste macchine “Bakelizers”.”
Baekeland fece il primo annuncio pubblico della sua invenzione l’8 febbraio 1909, in una conferenza davanti alla sezione di New York dell’American Chemical Society. Le reazioni precedenti avevano portato a processi lenti e prodotti fragili, ha detto ; poi ha continuato “… utilizzando piccole quantità di basi, sono riuscito a preparare un solido prodotto di condensazione iniziale, le cui proprietà semplificano enormemente tutte le operazioni di stampaggio …”
Baekeland ” il primo brevetto nel settore era stato concesso nel 1906; in tutto, ha ottenuto più di 400 brevetti relativi alla produzione e alle applicazioni della bachelite. Iniziò la produzione semicommerciale nel suo laboratorio e, nel 1910, quando la produzione giornaliera aveva raggiunto i 180 litri, (la maggior parte per isolanti elettrici), formò una società americana per produrre e commercializzare il suo nuovo materiale industriale. Nel 1930, la Bakelite Corporation occupava uno stabilimento di 128 acri a Bound Brook, New Jersey.
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