Leo Baekeland und die Erfindung von Bakelit
Bis 1899 wurde die Erfindung von Velox Fotopapier hatte Leo Baekeland bereits zu einem reichen Mann gemacht. Auf seinem Snug Rock-Anwesen in Yonkers, New York, unterhielt er ein Heimlabor, in dem er und sein Assistent Nathaniel Thurlow an verschiedenen Projekten beteiligt waren.
Wie andere Wissenschaftler ihrer Zeit, Baekeland und Thurlow verstand das Potenzial von Phenol-Formaldehyd-Harzen. Die chemische Literatur enthielt Berichte, die Jahrzehnte zuvor vom deutschen Chemiker Adolf von Baeyer und seinem Schüler Werner Kleeberg verfasst worden waren. Von Baeyer hatte berichtet, dass beim Mischen von Phenol, einem üblichen Desinfektionsmittel, mit Formaldehyd ein hartes, unlösliches Material gebildet wurde, das seine Laborausrüstung ruinierte, da es nach seiner Bildung nicht mehr entfernt werden konnte. Kleeburg berichtete über eine ähnliche Erfahrung und beschrieb die von ihm hergestellte Substanz als harte amorphe Masse, unschmelzbar und unlöslich und daher von geringem Nutzen.
1902 patentierte der deutsche Chemiker Adolf Luft ein Harz, das durch Modifizieren der Kleeburger Zusammensetzung hergestellt wurde in der Hoffnung, dass es kommerziell mit Celluloid konkurrieren könnte. Mindestens sieben andere Wissenschaftler versuchten Phenol- und Formaldehydkombinationen, um eine kommerziell brauchbare Kunststoffformmasse herzustellen. Aber niemand konnte ein nützliches Produkt herstellen.
In der Hoffnung, aus dem Mangel an natürlich vorkommendem Schellack, der in den frühen Jahren des 20. Jahrhunderts zur Isolierung elektrischer Kabel verwendet wurde, Kapital zu schlagen, experimentierten Baekeland und Thurlow sowie mehrere andere Forscher mit löslichen Harzen. (Schellack wurde aus einem abgesonderten Harz hergestellt Es wurde durch den arbeitsintensiven Prozess des Abkratzens der gehärteten Ablagerungen von den Bäumen, in denen diese Insekten lebten, geerntet.) Schließlich entwickelten sie einen Phenol-Formaldehyd Schellack namens Novolak, aber es war kein kommerzieller Erfolg. Im Frühsommer 1907 wechselte Baekeland seinen Fokus von dem Versuch, eine Holzbeschichtung herzustellen, zu dem Versuch, Holz durch tatsächliche Imprägnierung mit einem Kunstharz zu verstärken.
Am 18. Juni 1907 begann Baekeland ein neues Labor Notizbuch (jetzt im Archivzentrum des Smithsonian National Museum of American History), das die Ergebnisse von Tests dokumentiert, bei denen er eine Phenol-Formaldehyd-Mischung auf verschiedene Holzstücke auftrug. Ein Eintrag am folgenden Tag besagt:
Alle diese Tests wurden in einem konzentrierten horizontalen Fermenter durchgeführt, und die Vorrichtung war ziemlich dicht. Die Oberfläche der Holzblöcke fühlt sich jedoch nicht hart an, obwohl ein kleiner Teil des Gummis herausgesickert ist ist sehr schwer. Ich begann zu denken, dass der Formaldehyd verdampft, bevor er wirken kann, und dass der richtige Weg darin besteht, mit der viskosen Flüssigkeit zu imprägnieren, die durch gemeinsames Kochen von CH2O + C6H5OH ohne Katalysator erhalten wird. Um festzustellen, inwieweit das ist möglich Wenn ich einen Teil dieser Flüssigkeit in verschlossenen Röhrchen erhitzt habe, um festzustellen, ob es zu einer weiteren Abscheidung von H2O kommt oder ob es sich lediglich um eine Lösung des Hartgummis handelt, der über Phenol hinausgeht, kann ich dies durch einfaches Verdampfen unter freiem Himmel tun Ich habe auch ein offenes Rohr erhitzt, das mit einer Mischung aus Asbestfaser und Flüssigkeit gerammt ist.
Auch ein verschlossenes Rohr, das mit einer Mischung aus Asbestfaser und Flüssigkeit gerammt ist. Alles wurde 4 Stunden auf 140 ° C bis 159 ° C erhitzt.
In der Notizbuchbeschreibung des letzten Experiments dieses Tages heißt es:
Asbest + A in verschlossenem Rohr. Ich fand das Rohr vielleicht in unregelmäßiger Ausdehnung gebrochen, aber die Reaktionen scheinen zufriedenstellend gewesen zu sein, da der resultierende Stift sehr hart war und unterhalb, wo sich etwas ungemischte Flüssigkeit A befand, ein Ende (?) Der verfestigten Substanz gelblich und hart war und dem völlig ähnlich war Produkt erhalten durch einfaches Erhitzen von A allein in einem verschlossenen Rohr. Dies sieht vielversprechend aus und es wird sich lohnen zu bestimmen, inwieweit diese Masse, die ich D nennen werde, geformte Materialien entweder allein oder in Verbindung mit anderen festen Materialien wie Asbest, Kasein, Zinkoxid (sic), Stärke herstellen kann Verschiedene anorganische Pulver und Lampenschwarz stellen somit einen Ersatz für Zelluloid und Hartgummi dar.
Einen Tag später listete Baekeland vier verschiedene Produkte mit den Bezeichnungen A, B, C und D auf. unlöslich in allen Lösungsmitteln, erweicht nicht. Ich nenne es Bakalit (sic) und es wird durch Erhitzen von A oder B oder C in geschlossenen Gefäßen erhalten. “ Baekeland entschied später, dass „C“ und „D“ äquivalent waren.
Der Schlüssel zum Erreichen des Endprodukts „C“ von „A“ oder „B“ waren Maschinen, die frühere Stufen Hitze und Druck ausgesetzt hatten. Baekeland nannte diese Maschinen „Bakelizer“.“
Baekeland machte die erste öffentliche Bekanntgabe seiner Erfindung am 8. Februar 1909 in einem Vortrag vor der New Yorker Sektion der American Chemical Society. Frühere Reaktionen hätten zu langsamen Prozessen und spröden Produkten geführt, sagte er ; dann fuhr er fort: „… durch die Verwendung kleiner Mengen von Basen ist es mir gelungen, ein festes anfängliches Kondensationsprodukt herzustellen, dessen Eigenschaften alle Formvorgänge enorm vereinfachen …“
Baekeland “ Das erste Patent auf diesem Gebiet wurde 1906 erteilt. Insgesamt hat er mehr als 400 Patente für die Herstellung und Anwendung von Bakelit angemeldet. Er begann in seinem Labor mit der halbkommerziellen Produktion und gründete 1910, als die tägliche Produktion 180 Liter erreicht hatte (das meiste davon für elektrische Isolatoren), eine US-amerikanische Firma, um sein neues Industriematerial herzustellen und zu vermarkten. Bis 1930 besetzte die Bakelite Corporation ein 128 Hektar großes Werk in Bound Brook, New Jersey.
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