塑料的早期产品是什么样的?
一些树干分泌出的黄色半透明粘性物质是树脂。印度产的一种紫胶虫分泌的紫色粘稠物质也是树脂,是一种动物源性树脂。都是天然树脂。
将树脂溶解在溶剂中形成油漆或涂层。松脂和虫胶自古以来就被用作涂料。把树脂放在滚筒里,卷成薄片。如果是透明的,那就是玻璃纸。树脂溶液或熔体通过细孔挤出,干燥并冷却形成纤维。将树脂放入模具后,加热并压制成塑料产品。天然树脂转移到地下几年,在一定条件下就变成了琥珀。这是一种天然的塑料制品,早就被中国古代的官员和商人制成装饰品和烟嘴。现在世界各个市场的琥珀主要产自欧洲波罗的海地区。但近年来,珠宝商逐渐将目光转向墨西哥。墨西哥的古玛雅人称琥珀为“太阳之石”。只是墨西哥琥珀藏在悬崖边的隧道里,挖掘者必须在黑暗的隧道里弯下腰,借着微弱的光线努力工作。其中有年仅六七岁的孩子。
从化学上讲,树脂是一种高分子化合物。硝化纤维素是一种高分子化合物。在1844中,硝化纤维素溶液被挤压成丝。1847年,某医学院学生美拉德将硝化纤维素溶解在乙醇和乙醚的混合溶液中,称之为“科罗酊”,用于涂抹伤口。溶剂蒸发后,留下一层薄膜来保护伤口。1851年,英国摄影师阿彻用它来拍电影。其他人用它来制作小衣服和发饰。这开始了塑料制造的初期。
英国伯明翰的金属艺术品经销商Pass在1855~1862做了很多实验。在科罗酊中加入樟脑和少量蓖麻油后,溶剂蒸发后形成坚硬的物质,加热时变软,加入各种颜料后,塑造成各种物体。它最初叫西龙格里特(Xilongrit),来源于希腊语“木”,后来以他的姓氏称为“帕克”。1866年组建Paxsing公司生产。由于配料不准等原因,两年后公司破产。另一位经营防水布的英国商人施佩尔接管了该公司,并更名为斯隆·里特公司继续生产,其产量在20世纪20年代达到顶峰。
与此同时,美国新泽西州的印刷商J. Hai Ete正在试用假象牙。当时,由于美国缺乏象牙和制作台球的原料,两家台球经销商开出65438美元+0,000美元的悬赏,征集制作台球的替代原料。海俄特得知后,和哥哥海俄特合作开发。起初,他们用胶水粘锯末和碎纸,但质量很差。有一次我的手指不小心割破了,伤口上涂了柯罗酊。我发现柯罗酊剂非常粘稠,而且我了解到英国人用它来制造帕罗西汀,所以我试用了一下。他们只在硝化纤维素的乙醇和乙醚溶液中加入樟脑,而不是蓖麻油,并试图防止产品在成型过程中因溶剂挥发而起皱。最后他们做出了人造台球,于1871年4月6日以商品名称“赛璐珞”获得专利,赛璐珞公司成立于1872年。他们不仅用赛璐珞制作台球,还用它制作摄影胶片、梳子、防水袖口、护腕、护胸等。,甚至卖到亚洲各地,中国,日本。1898年,英国人吉布发明了赛璐珞乒乓球。
赛璐珞取得了商业上的成功,超过了帕克森和斯隆·里特。海俄特兄弟没有拿到奖金,成了富商。然而,由于硝化纤维素的易燃性,其在工业生产中的应用受到限制。
酚醛树脂弥补了这个缺点。酚醛树脂是苯酚和甲醛反应的产物,由比利时出生的美国化学家贝克兰德创造。
贝克兰德在根特大学获得自然科学博士学位,在那里他是化学助理教授,然后移居美国。他曾经发明了一种对光敏感的印刷纸,获得了一笔垄断资金,开始经济上富裕起来,在自己家里建立了一个实验室,从事制造业研究。
他最初试图制造印度虫胶的替代品。紫胶广泛用于涂料、造纸、印刷和医药。美国每年需要从印度进口大量。他看了德国化学家拜尔在1872发表的一篇关于苯酚和甲醛反应的论文,这种反应产生了一种黑色粘稠的物体,很难从容器中除去。因为它不溶于水和其他溶剂,所以必须与容器一起丢弃。
经过两年的实验研究,贝克兰德设计并建造了一个固体反应容器,在提高压力和温度以及选择催化剂的条件下获得成功。
贝克兰德在酚醛树脂中加入锯末,加压加热制成各种产品。1909年,他创办了一家以自己姓氏命名的公司,并以自己的姓氏将产品命名为贝克里特。我们叫它胶木,很合适。由于它具有良好的电绝缘性、较高的机械强度、耐热性和耐水性,所以在电气工业的生产中被广泛用于制造电气插座和灯座。特别是第一次世界大战后,收音机、无线电和其他电器工业的迅速发展,增加了对它的需求。一直沿用至今。
然而,它是一种热固性塑料,而不是热塑性塑料。这不能说是它的缺点,只是它的性能。热固性塑料在初始加热时会软化,可以成型为一定的形状,但加热一定时间或加入添加剂后会硬化凝固,再加热后不会软化,也不溶于溶剂。它的分子大多是网状的。热塑性塑料加热时变软,可以成型为一定的形状,冷却后变硬,再加热后变软,冷却后变硬。它们的分子大部分是线性的。
与此同时,1897年,德国汉诺威的印刷工克里希和巴伐利亚的化学家斯皮勒用酪蛋白与甲醛反应生成一种树脂,制成一种类似骨硬度的塑料,以Galaritz、Elilud等商标在市场上销售,用于制作学校教室的白色黑板。拉脱维亚化学家苏特兹也在1909获得了该产品的专利,1913在英国生产。牛奶、大豆、花生都可以提取酪蛋白,所以这些物质也成为了制造塑料的原料。这种塑料仍被用于生产纽扣和一些手工艺品。
1918年,捷克斯洛伐克化学家H·约翰获得了用尿素和甲醛反应制备树脂的专利。这种尿素(脲)甲醛树脂无色,耐光,硬度高,强度大,不易燃,能透光。经过几年的研究,奥地利化学家波拉克认为这是一种很好的玻璃替代品。他制作玻璃窗,组装一所大学的门窗。但是很快玻璃就碎了。原来脲醛树脂在潮湿的情况下容易吸收空气中的水分,但干燥后容易释放水分。这样,玻璃受到内部张力而破裂。为了克服这一缺点,当时使用了赛璐珞填料,但它失去了透明性。尽管如此,这种树脂仍然被用来制作服装产品。如今,这种树脂被广泛用于胶合和浸渍木材,以及处理织物和纸张。
20世纪20年代,糠醛C4H3OCHO被用来代替甲醛制造树脂。糠醛又称糠醛,来源于米糠、棉皮、玉米芯等农副产品,降低了产品的价格。三聚氰胺甲醛树脂在20世纪30年代再次出现。三聚氰胺C3H6N6由电石制成。三聚氰胺甲醛树脂制成的塑料具有防火、防水、耐油的特性,可用于制作耐电弧材料。