Leo Baekeland și invenția bakelitei

Până în 1899, invenția din hârtie fotografică Velox îl făcuse deja pe Leo Baekeland un om bogat. La proprietatea sa Snug Rock din Yonkers, New York, a întreținut un laborator de acasă unde el și asistentul său, Nathaniel Thurlow, s-au implicat într-o varietate de proiecte.

La fel ca și alți oameni de știință din vremea lor, Baekeland și Thurlow am înțeles potențialul rășinilor fenol-formaldehidice. Literatura chimică a inclus rapoarte scrise cu zeci de ani mai devreme de chimistul german Adolf von Baeyer și de studentul său, Werner Kleeberg. Von Baeyer a raportat că atunci când a amestecat fenolul, un dezinfectant obișnuit, cu formaldehida, acesta a format un material dur, insolubil, care i-a ruinat echipamentele de laborator, deoarece odată format nu a mai putut fi îndepărtat. Kleeburg a raportat o experiență similară, descriind substanța pe care a produs-o ca o masă amorfă dură, infuzibilă și insolubilă și, prin urmare, de puțin folos.

În 1902, chimistul german Adolf Luft a brevetat o rășină produsă prin modificarea compoziției lui Kleeburg în speranța că ar putea concura comercial cu celuloidul. Cel puțin alți șapte oameni de știință au încercat combinații de fenol și formaldehidă în încercarea lor de a crea un compus de turnare din plastic viabil din punct de vedere comercial. Dar nimeni nu a reușit să creeze un produs util.

Sperând să valorifice lipsurile de șelac natural – utilizate pentru izolarea cablurilor electrice în primii ani ai secolului XX – Baekeland și Thurlow, precum și alți câțiva anchetatori, experimentau rășini solubile (Shellac a fost fabricat dintr-o rășină secretată a fost recoltat prin procesul intensiv de muncă de răzuire a depozitelor întărite din copacii pe care aceste insecte le locuiau.) În cele din urmă, au dezvoltat un fenol-formaldehidă șelacul numit Novolak, dar nu a fost un succes comercial. La începutul verii 1907, Baekeland și-a schimbat accentul de la încercarea de a crea un strat de lemn la încercarea de a consolida lemnul impregnându-l de fapt cu o rășină sintetică.

La 18 iunie 1907, Baekeland a început un nou laborator caiet (acum în Centrul Arhivelor Muzeului Național de Istorie Americană al Smithsonianului) care documentează rezultatele testelor în care a aplicat un amestec de fenol și formaldehidă pe diferite bucăți de lemn. O intrare făcută în ziua următoare precizează:

Toate aceste teste au fost efectuate într-un digestor orizontal concentrat și aparatul a fost destul de strâns. Cu toate acestea, suprafața blocurilor de lemn nu se simte tare, deși o mică parte a gumei care a ieșit este foarte greu. Am început să cred că formaldehida se evaporă înainte de a putea acționa și că modul adecvat ar fi să se impregneze cu lichidul vâscos care se obține prin fierberea CH2O + C6H5OH împreună fără un agent catalitic. Pentru a determina în ce măsură aceasta este pos Dacă am încălzit în tuburi sigilate o porțiune din acest lichid, pentru a determina dacă există o separare suplimentară de H2O sau dacă aceasta este pur și simplu o soluție de gumă dură în exces de fenol, atunci prin simpla evaporare în aer liber, voi putea pentru a obține întărirea, în timp ce nu voi reuși să obțin tuburi sigilate închise.

De asemenea, am încălzit un tub deschis cu un amestec de fibre de azbest și lichide.

De asemenea, un tub sigilat alungit cu amestec de fibre de azbest și lichid. Totul s-a încălzit 4 ore la 140 ° C -159 ° C.

Descrierea caietului din ultimul experiment din acea zi spune:

Azbest + A în tub sigilat. Am găsit un tub rupt, probabil, în expansiune neregulată, dar reacțiile par să fi fost satisfăcătoare, deoarece bățul rezultat a fost foarte dur și sub locul unde a existat un lichid neamestecat A a existat un capăt (?) De substanță solidificată gălbuie și dur și complet similar cu produs obținut prin încălzirea pur și simplu A în tub etanș. Acest lucru pare promițător și va merita să stabilim în ce măsură această masă pe care o voi numi D este capabilă să facă materiale turnate fie singure, fie în conjuncții cu alte materiale solide, cum ar fi azbest, cazeină, oxid de zinc (sic), amidon , diferite pulberi anorganice și lampă neagră și astfel fac un substitut pentru celuloid și cauciuc dur.

O zi mai târziu, Baekeland a enumerat patru produse diferite, desemnate A, B, C și D. Substanța D a fost „ insolubil în toți solvenții, nu se înmoaie. Eu îl numesc bakalit (sic) și se obține prin încălzirea A sau B sau C în vase închise. ” Baekeland a decis ulterior că „C” și „D” erau echivalente.

Cheia pentru a ajunge la produsul final „C” din „A” sau „B” au fost mașinile care au supus etapele anterioare la căldură și presiune. Baekeland a numit aceste mașini „Bakelizers.”

Baekeland a făcut primul anunț public al invenției sale la 8 februarie 1909, într-o prelegere în fața secției din New York a American Chemical Society. Reacțiile anterioare au dus la procese lente și produse fragile, a spus el. ; apoi a continuat „… prin utilizarea unor cantități mici de baze, am reușit să pregătesc un produs solid de condensare inițial, ale cărui proprietăți simplifică enorm toate operațiile de turnare …”

Baekeland ” Primul brevet în domeniu a fost acordat în 1906; în total, a obținut peste 400 de brevete legate de fabricarea și aplicațiile de bakelită. A început producția semicomercială în laboratorul său și, în 1910, când producția zilnică ajunsese la 180 de litri (cea mai mare parte pentru izolatori electrici), a format o companie americană pentru fabricarea și comercializarea noului său material industrial. Până în 1930, Bakelite Corporation a ocupat o fabrică de 128 de acri la Bound Brook, New Jersey.

Înapoi sus