科学百科:BIG IDEAS 轻松读系列

如题所述

第1个回答  2022-11-11

发明塑胶并非我的本意
利奥・贝克兰(1863—1944年)

我正试着做一种硬质材料,但随后我便想还是应该做一种软质材料,一种可以塑造成各种形状的材料,于是我就想到了第一种塑胶。
──利奥.贝克兰

19世纪合成塑胶的发明为新材料打开了大门。各种各样的固体材料纷纷涌现,它们与以往的材料迥然不同:质轻、耐腐蚀、几乎可以做成想要的任何形状。虽然自然界中存在着天然塑胶,但是我们现在广泛使用的塑胶完全是合成的。1907年,美籍比利时人利奥.贝克兰(Leo Baekeland)制造出第一种获得商业成功的塑胶,也就是电木(酚醛塑料)。

塑胶的特殊性能得益于分子的形状。除了极少数情况以外,塑胶都是由高分子化合物即聚合物组成的,聚合物又由很多小分子即单体组成。自然界中只有几种天然聚合物,比如植物中主要的木质成分纤维素。

虽然在1800年代,过于复杂的天然聚合物分子还无人参透,但有些科学家已经开始探索如何通过化学反应合成聚合物。1862年,英国化学家亚历山大.帕克斯(Alexander Parkes)合成了一种纤维素,他将其命名为「派克辛」。几年后,美国人约翰.海厄特(John Hyatt)制出了另一种,后来被称为赛璐珞。

模仿大自然

1890年代,贝克兰发明了世界上第一种相纸后,将其卖给了柯达,然后购买了一座带有实验室的房子。贝克兰在这个实验室中开始合成虫胶。虫胶是由雌性甲虫分泌的一种树脂。它是一种天然聚合物,家俱等物体涂上它后表面会变得坚固光亮。贝克兰发现,用煤焦油制得的酚树脂和甲醛混合可以制出一种虫胶。1907年,贝克兰在树脂中加入了各种粉末,结果制成了一种非同寻常的可塑性硬质塑胶。

这种材料的化学结构十分复杂,贝克兰简单地称其为电木。电木是一种热固性塑胶,即受热条件下能固化的塑胶。因为它具有绝缘耐热的特性,所以很快便用于制作收音机、电话以及电绝缘体,其他更多的用途也随之发现。

我们现在拥有数千种合成塑胶,比如普列克斯玻璃、聚乙烯、低密度聚乙烯、赛璐玢等,每种塑胶都有其各自的性能和用途。绝大多数塑胶的主要成分是石油或天然气中提炼出的碳氢化合物(由碳和氢两种元素组成的有机化合物)。近几十年来,塑胶中加入了碳纤维、奈米管以及其他物质,形成了超轻、超高强度的塑胶,比如凯夫拉尔纤维。

科学家简介

利奥・贝克兰出生于比利时根特市,在当地完成了大学学业。1889年,受聘为化学副教授,娶席琳.斯瓦茨为妻。当这对新婚夫妇在纽约度蜜月时,贝克兰见到了当时一家著名摄影公司的老板理查.安东尼。贝克兰对照相法的研究深深吸引了安东尼,于是安东尼请他做化学顾问。于是贝克兰搬到美国,很快也做起了生意。

贝克兰发明了第一种相纸,名为维洛克斯(Velox),之后又发明了酚醛塑料,后者给他带来了巨额财富。除了塑胶以外,贝克兰还拥有多项发明,总共注册了50多项专利。晚年的时候,贝克兰过著奇怪的隐居生活,只吃罐装食品。1944年,贝克兰去世,葬于纽约的沉睡
谷公墓。

背景介绍

科学分支:化学

此前
1839年 柏林药剂师爱德华・西蒙从土耳其的枫香树中提取出苯乙烯树脂。百年之后,德国法本公司将其制成聚苯乙烯。
1862年 亚历山大・帕克斯第一次合成塑胶,命名为「派克辛」。
1869年 美国的约翰・海厄特制出了赛璐珞,很快便取代象牙制作撞球。

此后
1933年 英国帝国化学工业公司的化学家艾瑞克・福西特与雷金纳德.吉布森首次制作出实用的聚乙烯。
1954年 义大利人居奥・纳塔和德国人卡尔・雷恩分别发明了聚丙烯,也就是我们现在广泛使用的塑胶。

相似回答