Leo Baekeland en de uitvinding van bakeliet
In 1899 werd de uitvinding van Velox fotopapier had Leo Baekeland al een rijk man gemaakt. Op zijn landgoed Snug Rock in Yonkers, New York, onderhield hij een thuislaboratorium waar hij en zijn assistent, Nathaniel Thurlow, betrokken waren bij een verscheidenheid aan projecten.
Net als andere wetenschappers van hun tijd, Baekeland en Thurlow begreep het potentieel van fenol-formaldehydeharsen. De chemische literatuur bevatte rapporten die decennia eerder waren geschreven door de Duitse chemicus Adolf von Baeyer en door zijn leerling Werner Kleeberg. Von Baeyer had gemeld dat wanneer hij fenol, een algemeen ontsmettingsmiddel, met formaldehyde mengde, het een hard, onoplosbaar materiaal vormde dat zijn laboratoriumapparatuur vernielde, want eenmaal gevormd, kon het niet worden verwijderd. Kleeburg rapporteerde een soortgelijke ervaring en beschreef de substantie die hij produceerde als een harde amorfe massa, onsmeltbaar en onoplosbaar en dus van weinig nut.
In 1902 patenteerde de Duitse chemicus Adolf Luft een hars dat was gemaakt door de samenstelling van Kleeburg te modificeren. in de hoop dat het commercieel zou kunnen concurreren met celluloid. Minstens zeven andere wetenschappers probeerden fenol en formaldehyde-combinaties uit in hun poging om een commercieel levensvatbare kunststof vormmassa te creëren. Maar niemand was in staat om een bruikbaar product te maken.
In de hoop te profiteren van tekorten aan natuurlijk voorkomende schellak – gebruikt om elektrische kabels te isoleren in de vroege jaren van de 20e eeuw – experimenteerden Baekeland en Thurlow, evenals verschillende andere onderzoekers, met oplosbare harsen. (Schellak werd gemaakt van een afgescheiden hars door de Oost-Aziatische lac-bug; het werd geoogst door het arbeidsintensieve proces van het schrapen van de verharde afzettingen van de bomen die deze insecten bewoonden.) Uiteindelijk ontwikkelden ze een fenol-formaldehyde schellak genaamd Novolak, maar het was geen commercieel succes. Tegen het begin van de zomer van 1907 veranderde Baekeland zijn focus van het proberen om een houtcoating te maken in het proberen om hout te versterken door het daadwerkelijk te impregneren met een kunsthars.
Op 18 juni 1907 begon Baekeland een nieuw laboratorium. notitieboekje (nu in het Archiefcentrum van het Smithsonian ’s National Museum of American History) met de resultaten van tests waarin hij een mengsel van fenol en formaldehyde op verschillende stukken hout aanbracht. Een notitie die de volgende dag werd gemaakt, vermeldt:
Al deze tests werden uitgevoerd in een geconcentreerde horizontale vergister en het apparaat was redelijk krap. Toch voelt het oppervlak van de blokken hout niet hard aan, hoewel een klein deel van de gom eruit is gelopen is erg moeilijk. Ik begon te denken dat formaldehyde verdampt voordat het kan werken en dat de juiste manier zou zijn om te impregneren met de stroperige vloeistof die wordt verkregen door CH2O + C6H5OH samen te koken zonder een katalysator. Om te bepalen in hoeverre dit is mogelijk mogelijk heb ik in afgesloten buizen een deel van deze vloeistof verwarmd om te bepalen of er een verdere afscheiding van H2O is of dat dit gewoon een oplossing is van de harde gom boven fenol, dan kan ik door eenvoudige verdamping in de open lucht om verharding tot stand te brengen terwijl het me niet zal lukken in gesloten verzegelde buizen.
Ik heb ook een open buis verwarmd die is aangestampt met een mengsel van asbestvezel en vloeistof.
Ook een afgesloten buis geramd met een mengsel van asbestvezel en vloeistof. Alles 4 uur verwarmd op 140 ° C -159 ° C.
De notitieboekbeschrijving van het laatste experiment van die dag vermeldt:
Asbest + A in verzegelde buis. Ik ontdekte dat de buis misschien gebroken was door onregelmatige uitzetting, maar de reacties schijnen bevredigend te zijn geweest omdat de resulterende stick erg hard was en beneden waar er wat niet-gemengde vloeistof A was, was er een uiteinde (?) Van gestolde materie geelachtig en hard en volledig vergelijkbaar met de product dat wordt verkregen door A alleen in een afgesloten buis te verwarmen. Dit ziet er veelbelovend uit en het zal de moeite waard zijn om te bepalen in hoeverre deze massa, die ik D zal noemen, in staat is om gegoten materialen te maken, alleen of in combinatie met andere vaste materialen zoals bijvoorbeeld asbest, caseïne, zinkoxid (sic), zetmeel , verschillende anorganische poeders en lampzwart en vormen zo een substituut voor celluloid en voor hard rubber.
Een dag later somde Baekeland vier verschillende producten op, genaamd A, B, C en D. Substance D was ” onoplosbaar in alle oplosmiddelen, wordt niet zacht. Ik noem het bakaliet (sic) en het wordt verkregen door A of B of C in gesloten vaten te verwarmen. ” Baekeland besloot later dat “C” en “D” equivalent waren.
De sleutel tot het bereiken van het eindproduct “C” van “A” of “B” waren machines die eerdere stadia aan hitte en druk onderwierpen. Baekeland noemde deze machines “Bakelizers.”
Baekeland maakte de eerste openbare aankondiging van zijn uitvinding op 8 februari 1909 tijdens een lezing voor de New Yorkse sectie van de American Chemical Society. Eerdere reacties hadden geresulteerd in trage processen en broze producten, zei hij. ; daarna vervolgde hij: “… door het gebruik van kleine hoeveelheden basen, ben ik erin geslaagd een vast eerste condensatieproduct te bereiden, waarvan de eigenschappen alle vormbewerkingen enorm vereenvoudigen …”
Baekeland ” het eerste octrooi op dit gebied was verleend in 1906; In totaal haalde hij meer dan 400 patenten binnen met betrekking tot de fabricage en toepassingen van bakeliet. Hij begon met semi-commerciële productie in zijn laboratorium en in 1910, toen de dagelijkse output 180 liter had bereikt (het meeste daarvan voor elektrische isolatoren), richtte hij een Amerikaans bedrijf op om zijn nieuwe industriële materiaal te vervaardigen en op de markt te brengen. In 1930 bezette de Bakelite Corporation een fabriek van 128 acre in Bound Brook, New Jersey.
Terug naar boven
