Leo Baekeland and the Invention of Bakelite
År 1899 uppfann uppfinningen av Velox fotopapper hade redan gjort Leo Baekeland till en rik man. På sin Snug Rock-egendom i Yonkers, New York, höll han ett hemlaboratorium där han och hans assistent, Nathaniel Thurlow, engagerade sig i en mängd olika projekt.
Liksom andra forskare på vår tid, Baekeland och Thurlow förstått potentialen hos fenol-formaldehydhartser. Den kemiska litteraturen innehöll rapporter skrivna årtionden tidigare av den tyska kemisten Adolf von Baeyer och av hans student, Werner Kleeberg. Von Baeyer hade rapporterat att när han blandade fenol, ett vanligt desinfektionsmedel, med formaldehyd, bildade det ett hårt, olösligt material som förstörde hans laboratorieutrustning, för när den väl hade bildats kunde den inte tas bort. Kleeburg rapporterade en liknande upplevelse och beskrev ämnet som han producerade som en hård amorf massa, smältbar och olöslig och därmed till liten nytta.
1902 patenterade den tyska kemisten Adolf Luft ett harts framställt genom att modifiera Kleeburgs komposition. i hopp om att det skulle kunna konkurrera kommersiellt med celluloid. Åtminstone sju andra forskare försökte fenol- och formaldehydkombinationer i deras försök att skapa en kommersiellt livskraftig plastgjutförening. Men ingen kunde skapa en användbar produkt.
I hopp om att dra nytta av brist på naturligt förekommande shellack – som används för att isolera elkablar under 1900-talets början – experimenterade Baekeland och Thurlow, liksom flera andra utredare, med lösliga hartser. av den östasiatiska lakbuggen; den skördades av den arbetsintensiva processen att skrapa de härdade avsättningarna från träden som dessa insekter bebodde.) Så småningom utvecklade de en fenol-formaldehyd shellac som heter Novolak, men det var ingen kommersiell framgång. På försommaren 1907 ändrade Baekeland sitt fokus från att försöka skapa en träbeläggning till att försöka stärka trä genom att faktiskt impregnera det med ett syntetiskt harts.
Den 18 juni 1907 inledde Baekeland ett nytt laboratorium anteckningsbok (nu i Archives Center of the Smithsonian’s National Museum of American History) som dokumenterar resultaten av tester där han applicerade en fenol- och formaldehydblandning på olika träbitar. En post som gjordes följande dag säger:
Alla dessa tester utfördes i koncentrerad horisontell kokare och apparaten var ganska tät. Ändå känns inte träblocken hårt, även om en liten del av tuggummi som har sipprat ut Jag började tänka att formaldehyden avdunstar innan den kan verka och att det rätta sättet skulle vara att impregnera med den viskösa vätskan som erhålls genom att koka CH2O + C6H5OH tillsammans utan ett katalytiskt medel. detta är möjligt Jag har uppvärmt en del av denna vätska i förseglade rör för att avgöra om det finns en ytterligare separation av H2O eller om detta helt enkelt är en lösning av det hårda tuggummi som överstiger fenol, genom enkel avdunstning utomhus kan jag kunna för att åstadkomma härdning medan jag inte kommer att lyckas med slutna förseglade rör.
Jag har också värmt ett öppet rör inramat med en blandning av asbestfiber och vätska.
Även ett förseglat rör inramat med blandning av asbestfiber och vätska. Allt värms upp 4 timmar vid 140 ° C -159 ° C.
I anteckningsbokens beskrivning av det senaste experimentet för den dagen anges:
Asbest + A i förseglat rör. Jag hittade röret trasigt kanske i oregelbunden expansion men reaktionerna verkar ha varit tillfredsställande eftersom den resulterande pinnen var väldigt hård och under där det fanns någon oblandad vätska A var det ett slut (?) Av stelnat material gulaktigt och hårt och helt lik det produkt erhållen genom att helt enkelt värma A ensam i förseglat rör. Detta ser lovande ut och det kommer att vara värt att bestämma i vilken utsträckning denna massa som jag kommer att kalla D kan göra gjutna material antingen ensamma eller i kombination med andra fasta material som t.ex. asbest, kasein, zinkoxid (sic), stärkelse , olika oorganiska pulver och lampsvart och därmed ersätta celluloid och hårt gummi.
En dag senare listade Baekeland fyra olika produkter, betecknade A, B, C och D. Ämne D var ” olösligt i alla lösningsmedel, mjuknar inte upp. Jag kallar det Bakalite (sic) och det erhålls genom att värma A eller B eller C i slutna kärl. ” Baekeland bestämde sig senare för att ”C” och ”D” var ekvivalenta.
Nyckeln till att nå slutprodukten ”C” från ”A” eller ”B” var maskiner som utsattes för tidigare steg för värme och tryck. Baekeland kallade dessa maskiner för ”bakverk”.”
Baekeland gjorde sitt första offentliga tillkännagivande av sin uppfinning den 8 februari 1909 i en föreläsning inför New York-delen av American Chemical Society. Tidigare reaktioner hade resulterat i långsamma processer och spröda produkter, sade han ; sedan fortsatte han ”… med hjälp av små mängder baser har jag lyckats bereda en solid initial kondensprodukt vars egenskaper förenklar enormt alla formningsoperationer …”
Baekeland ” s första patent inom området beviljades 1906; totalt tog han ut mer än 400 patent relaterade till tillverkning och tillämpning av bakelit. Han började semikommerciell produktion i sitt laboratorium och 1910, när den dagliga produktionen hade nått 180 liter (det mesta för elektriska isolatorer) bildade han ett amerikanskt företag för att tillverka och marknadsföra sitt nya industriella material. År 1930 ockuperade Bakelite Corporation en anläggning på 128 hektar i Bound Brook, New Jersey.
Tillbaka till början
