Leo Baekeland and the Invention of Bakelite
Innen 1899 ble oppfinnelsen av Velox fotopapir hadde allerede gjort Leo Baekeland til en velstående mann. På Snug Rock-eiendommen i Yonkers, New York, opprettholdte han et hjemmelaboratorium der han og hans assistent, Nathaniel Thurlow, involverte seg i en rekke prosjekter.
Som andre forskere i vår tid, Baekeland og Thurlow forstått potensialet i fenol-formaldehydharpikser. Den kjemiske litteraturen inkluderte rapporter skrevet flere tiår tidligere av den tyske kjemikeren Adolf von Baeyer og av studenten hans, Werner Kleeberg. Von Baeyer hadde rapportert at når han blandet fenol, et vanlig desinfeksjonsmiddel, med formaldehyd, dannet det et hardt, uoppløselig materiale som ødela laboratorieutstyret hans, for når det først ble dannet, kunne det ikke fjernes. Kleeburg rapporterte om en lignende opplevelse, og beskrev stoffet han produserte som en hard amorf masse, infusibel og uoppløselig og dermed lite brukt.
I 1902 patenterte den tyske kjemikeren Adolf Luft en harpiks laget ved å modifisere Kleeburgs sammensetning. i håp om at det kunne konkurrere kommersielt med celluloid. Minst syv andre forskere prøvde fenol- og formaldehydkombinasjoner i deres forsøk på å lage en kommersielt levedyktig plaststøpeforbindelse. Men ingen var i stand til å lage et nyttig produkt.
Håpet på å utnytte mangel på naturlig forekomst av skjellakk – brukt til å isolere elektriske kabler i de tidlige årene av det 20. århundre – eksperimenterte Baekeland og Thurlow, samt flere andre etterforskere, med løselige harpikser. (Shellac ble laget av en harpiks utskilt. av den østasiatiske lakebuggen; den ble høstet av den arbeidskrevende prosessen med å skrape de herdede avleirene fra trærne som disse insektene bebodde.) Til slutt utviklet de et fenol-formaldehyd shellac kalt Novolak, men det var ikke en kommersiell suksess. På forsommeren 1907 endret Baekeland fokus fra å prøve å lage et trebelegg til å prøve å styrke tre ved å faktisk impregnere det med en syntetisk harpiks.
18. juni 1907 startet Baekeland et nytt laboratorium notisbok (nå i Archives Center of the Smithsonian’s National Museum of American History) som dokumenterer resultatene av tester der han påførte en fenol- og formaldehydblanding på forskjellige trebiter. En oppføring laget dagen etter sier:
Alle disse testene ble utført i konsentrert horisontal kokemaskin og apparatet var rimelig tett. Likevel føles overflaten på treklossene ikke hard, selv om en liten del av tyggegummi som har sippret ut Jeg begynte å tenke at formaldehydet fordamper før det kan virke, og at den riktige måten ville være å impregnere den viskøse væsken som oppnås ved å koke CH2O + C6H5OH sammen uten et katalytisk middel. For å bestemme hvor langt dette er mulig Jeg har oppvarmet en del av denne væsken i forseglede rør for å avgjøre om det er en ytterligere separasjon av H2O eller om dette bare er en løsning av hard tyggegummi i overskudd fenol, og ved enkel fordampning i friluft skal jeg kunne for å oppnå herding mens jeg ikke skal lykkes med lukkede forseglede rør.
Jeg har også oppvarmet et åpent rør som er rammet med en blanding av asbestfiber og væske.
Også et forseglet rør rammet med blanding av asbestfiber og væske. Alt varmet opp 4 timer ved 140 ° C -159 ° C.
Den bærbare beskrivelsen av det siste eksperimentet den dagen sier:
Asbest + A i forseglet rør. Jeg fant røret ødelagt kanskje i uregelmessig ekspansjon, men reaksjonene ser ut til å ha vært tilfredsstillende fordi den resulterende pinnen var veldig hard og under der det var litt ublandet væske A, var det en ende (?) Av størknet materie gulaktig og hard og helt lik den produkt oppnådd ved å bare varme opp A alene i forseglet rør. Dette ser lovende ut, og det vil være verdt å bestemme hvor langt denne massen som jeg vil kalle D er i stand til å lage støpte materialer enten alene eller i forbindelse med andre faste materialer som for eksempel asbest, kasein, sinkoksid (sic), stivelse , forskjellige uorganiske pulver og lampesvart og dermed erstatte celluloid og hard gummi.
En dag senere oppførte Baekeland fire forskjellige produkter, betegnet A, B, C og D. Stoff D var » uoppløselig i alle løsningsmidler, mykner ikke. Jeg kaller det Bakalite (sic), og det oppnås ved oppvarming av A eller B eller C i lukkede beholdere. » Baekeland bestemte seg senere for at «C» og «D» var ekvivalente.
Nøkkelen til å nå sluttproduktet «C» fra «A» eller «B» var maskiner som utsatte tidligere trinn for varme og trykk. Baekeland kalte disse maskinene «Bakelizers.»
Baekeland offentliggjorde den første offentlige oppfinnelsen 8. februar 1909 i et foredrag før New York-delen av American Chemical Society. Tidligere reaksjoner hadde resultert i langsomme prosesser og sprø produkter, sa han ; så fortsatte han «… ved bruk av små mengder baser, har jeg lykkes med å fremstille et solid innledende kondensprodukt, hvis egenskaper forenkler enormt alle støpefunksjoner …»
Baekeland » s første patent i feltet ble gitt i 1906; i alt tok han ut mer enn 400 patenter relatert til produksjon og anvendelse av bakelitt. Han startet semi-kommersiell produksjon i laboratoriet sitt, og i 1910, da den daglige produksjonen hadde nådd 180 liter, (det meste for elektriske isolatorer), dannet han et amerikansk selskap for å produsere og markedsføre sitt nye industrielle materiale. I 1930 okkuperte Bakelite Corporation et 128 hektar stort anlegg i Bound Brook, New Jersey.
Tilbake til toppen
