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塑料百年發展史
伦敦科学博物馆5月22日开始的纪念合成塑料问世百年的展览取名为“可塑性”。早在1926年3月,美国《塑料》杂志对塑料也这样定义:“一种物质的性质,使它可以形成任何想要的形状,而不像非塑性物质那样需要切凿。”
其实伦敦科学博物馆早在1934年就举办过盛况空前的塑料展,展品中甚至有一个完全用塑料建成,并摆满了塑料用品的房间。
2007年的展览呈现了400件经典塑料制品,既有1938年用酚醛塑料制成的棺材、塑料外壳的Ekco收音机、装饰艺术风格的壁钟、精致的烟盒,也有60年代的聚***乙烯雨衣和靴子、1968年荷兰建筑师马蒂?祖诺伦设计的太空风格“未来住房”,还有聚亚安酯制成的2006年世界杯足球、极轻的高弹性滑雪服、可生物降解的汽车,以及能制作三维塑料模型的打印机。
科学博物馆馆长苏珊?莫斯曼说:“塑料的故事是过去百年材料世界的核心线索之一。有了塑料,才有消费革命,收音机、电视、计算机、合成纤维、一次性用具才得以大量生产。”
塑料时代的开始
第一种完全合成的塑料出自美籍比利时人列奥?亨德里克?贝克兰,100年前的1907年7月14日,他注册了酚醛塑料的专利。
贝克兰是鞋匠和女仆的儿子,1863年生于比利时根特。1884年,21岁的贝克兰获得根特大学博士学位,24岁时就成为比利时布鲁日高等师范学院的物理和化学教授。1889年,刚刚娶了大学导师的女儿,贝克兰又获得一笔旅行奖学金,到美国从事化学研究。
在哥伦比亚大学的查尔斯?钱德勒教授鼓励下,贝克兰留在美国,为纽约一家摄影供应商工作。这使他几年后发明了Velox照相纸,这种相纸可以在灯光下而不是必须在阳光下才能显影。1893年,贝克兰辞职创办了Nepera化学公司。
在新产品冲击下,摄影器材商伊士曼?柯达吃不消了。1898年,经过两次谈判,柯达方以75万美元(相当于现在1500万美元)的价格购得Velox照相纸的专利权。不过柯达很快发现配方不灵,贝克兰的回答是:这很正常,发明家在专利文件里都会省略一两步,以防被侵权使用。柯达被告知:他们买的是专利,但不是全部知识。又付了10万美元,柯达方知秘密在一种溶液里。
掘得第一桶金,贝克兰买下了纽约附近扬克斯的一座俯瞰哈德逊河的豪宅,将一个谷仓改成设备齐全的私人实验室,还与人合作在布鲁克林建起试验工厂。当时刚刚萌芽的电力工业蕴藏着绝缘材料的巨大市场。贝克兰嗅到的第一个诱惑是天然的绝缘材料虫胶价格的飞涨,几个世纪以来,这种材料一直依靠南亚的家庭手工业生产。经过考察,贝克兰把寻找虫胶的替代品作为第一个商业目标。当时,化学家已经开始认识到很多可用作涂料、黏合剂和织物的天然树脂和纤维都是聚合物,即结构重复的大分子,开始寻找能合成聚合物的成分和方法。
早在1872年,德国化学家阿道夫?冯?拜尔就发现:苯酚和甲醛反应后,玻璃管底部有些顽固的残留物。不过拜尔的眼光在合成染料上,而不是绝缘材料上,对他来说,这种黏糊糊的不溶解物质是条死胡同。对贝克兰等人来说,这种东西却是光明的路标。从1904年开始,贝克兰开始研究这种反应。最初得到的是一种液体――苯酚-甲醛虫胶,称为Novolak,但市场并不成功。3年后,他得到一种糊状的黏性物,模压后成为半透明的硬塑料――酚醛塑料。
图1,酚醛塑料外壳的收音机
不同的是,赛璐珞来自化学处理过的绵以及其他含纤维素的植