私密直播全婐app免费大渔直播,国产av成人无码免费视频,男女同房做爰全过程高潮,国产精品自产拍在线观看

當(dāng)前位置: 首頁 >> 產(chǎn)業(yè)發(fā)展 >> 正文

尼龍的發(fā)明

時(shí)間:2005-06-21
關(guān)鍵詞:尼龍 發(fā)明 來源:世界化工
  人們對尼龍并不陌生.在日常生活中尼龍制品比比皆是,但是知道它歷史的人就很少了。尼龍是世界上首先研制出的一種合成纖維。

  本世紀(jì)初,企業(yè)界搞基礎(chǔ)科學(xué)研究還被認(rèn)為是一種不可思議的事情。1926年美國最大的工業(yè)公司-杜邦公司的的董事斯蒂恩(Charles M. A. Stine,l882~1954)出于對基礎(chǔ)科學(xué)的興趣,建議該公司開展有關(guān)發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)研究。1927年該公司決定每年支付25萬美元作為研究費(fèi)用,并開始聘請化學(xué)研究人員,到1928年杜邦公司在特拉華州威爾明頓的總部所在地成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所,年僅32歲的卡羅瑟斯(Wallace H. Carothers,1896~1937)博士受聘擔(dān)任該所有機(jī)化學(xué)部的負(fù)責(zé)人。

  卡羅瑟斯1896年4月27出生于美國洛瓦的伯靈頓。他開始受教育的是在得梅因公立學(xué)校,1914年從北方中學(xué)畢業(yè)。卡羅瑟斯的父親在得梅因商學(xué)院任教,后來擔(dān)任過該院的副院長。受他父親的影響卡羅瑟斯18歲時(shí)進(jìn)入該院學(xué)習(xí)會(huì)計(jì),他對這一專業(yè)并不感興趣,倒是很喜歡化學(xué)等自然科學(xué),因此,一年以后轉(zhuǎn)入一所規(guī)模較小的學(xué)院學(xué)習(xí)化學(xué)。1920年獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。1921年在 伊利諾伊大學(xué)取得碩士學(xué)位,后來在南邊柯他大學(xué)任教,講授分析化學(xué)和物理化學(xué)。1023年又回到伊利諾伊大學(xué)攻讀有機(jī)化學(xué)專業(yè)的哲學(xué)博士學(xué)位。 在導(dǎo)師羅杰·亞當(dāng)斯(Roger Adams,1889-1971)教授的指導(dǎo)下,完成了關(guān)于鉑黑催化氫化的論文,初步顯露了他的才華,獲得博士學(xué)位后隨即留校工作。1926年到哈佛大學(xué)教授有機(jī)化學(xué)。由于卡羅瑟斯性格內(nèi)向,他認(rèn)為搞科學(xué)研究更能發(fā)揮自己的聰明才智,于是1928年受聘來到了杜邦公司。

  卡羅瑟斯來到杜邦公司的時(shí)候,正值國際上對德國有機(jī)化學(xué)家斯陶丁格(Hermann Staudinger,1881~1965) 提出的高分子理論展開了激烈的爭論,卡羅瑟斯贊揚(yáng)并支持斯陶丁格的觀點(diǎn),決心通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)這一理論的正確性,因此他把對高分子的探索作為有機(jī)化學(xué)部的主要研究方向。一開始卡羅瑟斯選擇了二元醇與二元羧酸的反應(yīng),想通過這一被人熟知的反應(yīng)來了解有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)間的關(guān)系。在進(jìn)行縮聚反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,得到了分子量約為5000的聚酯分子。為了進(jìn)一步提高聚合度,卡羅瑟斯改進(jìn)了高真空蒸餾器并嚴(yán)格控制反應(yīng)的配比,使反應(yīng)進(jìn)行得很完全,在不到兩年的時(shí)間里使聚合物的分子量達(dá)到10000~20000。

  1930年卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合制取聚酯,在實(shí)驗(yàn)中卡羅瑟斯的同事希爾在從反應(yīng)器中取出熔融的聚酯時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種有趣的現(xiàn)象:這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來,而且這種纖維狀的細(xì)絲即使冷卻后還能繼續(xù)拉伸,拉伸長度可以達(dá)到原來的幾倍,經(jīng)過冷拉伸后纖維的強(qiáng)度和彈性大大增加。這種從未有過的現(xiàn)象使他們預(yù)感到這種特性可能具有重大的應(yīng)用價(jià)值,有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。他們隨后又對一系列的聚酯化合物進(jìn)行了深入的研究。由于當(dāng)時(shí)所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物,具有易水解、熔點(diǎn)低(<100℃)、易溶解在有機(jī)溶劑中等缺點(diǎn),卡羅瑟斯因此得出了聚酯不具備制取合成纖維的錯(cuò)誤結(jié)論,最終放棄了對聚酯的研究。順便指出,就在卡羅瑟斯放棄了這一研究以后,英國的溫費(fèi)爾德T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取這些研究成果的基礎(chǔ)上,改用芳香族羧酸(對苯二甲酸)與二元醇進(jìn)行縮聚反應(yīng),1940年合成了聚酯纖維-滌綸,這對卡羅瑟斯不能不說是一件很遺憾的事情。

  為了合成出高熔點(diǎn)口高性能的聚合物,卡羅瑟斯和他的同事們將注意力轉(zhuǎn)到二元胺與二元羧酸的縮聚反應(yīng)上,幾年的時(shí)間里卡羅瑟斯和他的同事們從二元胺和二元酸的不同聚合反應(yīng)中制備出了多種聚酰胺,然而這此物質(zhì)的性能并不太理想。1935年初卡羅瑟斯決定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺(即聚酰胺510),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這種聚酰胺拉制的纖維其強(qiáng)度和彈性超過了蠶絲,而且不易吸水,很難溶,不足之處是熔點(diǎn)較低,所用原料價(jià)格很高,還不適宜于商品生產(chǎn)。緊接著卡羅瑟斯又選擇了己二胺和己二酸進(jìn)行縮聚反應(yīng),終于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。這種聚合物不溶于普通溶劑,具有263℃的高熔點(diǎn),由于在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上更接近天然絲,拉制的纖維具有絲的外觀和光澤,其耐磨性和強(qiáng)度超過當(dāng)時(shí)任何一種纖維,而且原料價(jià)格也比較便宜,杜邦公司決定進(jìn)行商品生產(chǎn)開發(fā)。

  要將實(shí)驗(yàn)室的成果變成商品、一是要解決原料的工業(yè)來源;二是要進(jìn)行熔體絲紡過程中的輸送、計(jì)量、卷繞等生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)。生產(chǎn)聚酰胺66所需的原料-己二酸和己二胺當(dāng)時(shí)僅供實(shí)驗(yàn)室作試劑用,必須開發(fā)生產(chǎn)大批量、價(jià)格適宜的己二酸和己二胺,杜邦公司選擇豐富的苯酚進(jìn)行開發(fā)實(shí)驗(yàn),到1936年在西弗吉尼亞的一家所屬化工廠采用新催化技術(shù),用廉價(jià)的苯酚大量生產(chǎn)出己二酸,隨后又發(fā)明了用己二酸生產(chǎn)己二胺的新工藝.杜邦公司首創(chuàng)了熔體絲紡新技術(shù),將聚酚胺66加熱融化,經(jīng)過濾后再吸入泵中,通過關(guān)鍵部件(噴絲頭)噴成細(xì)絲,噴出的絲絲經(jīng)空氣冷卻后牽伸、定型。1938年7月完成中試,首次生產(chǎn)出聚酰胺纖維.同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷開始投放市場。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維正式誕生了,并將聚酚胺66這種合成纖維命名為尼龍(nylon),這個(gè)詞后來在英語中變成了聚酰胺類合成纖維的統(tǒng)用商品名稱。杜邦公司從高聚物的基礎(chǔ)研究開始?xì)v時(shí)11年,耗投2200萬美元,有230名專家參加了有關(guān)的工作,終于在1939年底實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。遺憾的是尼尤的發(fā)明人卡羅瑟斯沒能看到尼龍的實(shí)際應(yīng)用。由于卡羅瑟斯一向精神抑郁,有一個(gè)念頭使他無法擺脫,總認(rèn)為作為一個(gè)科學(xué)家自己是一個(gè)失敗者,加之1936年他喜愛的孿生姐姐去世,使他的心情更加沉重,這位在聚合物化學(xué)領(lǐng)域作出了杰出貢獻(xiàn)的化學(xué)家,于1937年4月29日在美國費(fèi)城一家飯店的房間里飲用了摻有氰化鉀的檸檬汁而自殺身亡。為了紀(jì)念卡羅瑟斯的功績,1946年杜邦公司將烏米爾特工廠的尼龍研究室改名為卡羅瑟斯研究室。

  尼龍的合成奠定了合成纖維工業(yè)的基礎(chǔ),尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿,1939年10目24日杜邦在總部所在地公開銷售尼龍絲長襪時(shí)引起轟動(dòng),被視為珍奇之物爭相搶購,混亂的局面迫使治安機(jī)關(guān)出動(dòng)警察來維持秩序。人們曾用"象蛛絲一樣細(xì),象鋼絲一樣強(qiáng),象絹絲一樣美"的詞句來贊譽(yù)這種纖維。到1940年5月尼龍纖維織品的銷售遍及美國各地。從第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)直到1945年,尼龍工業(yè)被轉(zhuǎn)向制降落傘、飛機(jī)輪胎簾子布、軍服等軍工產(chǎn)品。由于尼龍的特性和廣泛的用途,第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展非常迅速,尼龍的各種產(chǎn)品從絲襪、衣著到地毯,漁網(wǎng)等,以難以計(jì)數(shù)的方式出現(xiàn)。最初十年間產(chǎn)量增加25倍,1964年占合成纖維的一半以上,至今聚酰胺纖維的產(chǎn)量雖說總產(chǎn)量已不如聚酯纖維多,但仍是三大合成纖維之一。

  尼龍的發(fā)明從沒有明確的應(yīng)用目的的基礎(chǔ)研究開始,最終卻導(dǎo)致產(chǎn)生了改變?nèi)藗兩蠲婷驳哪嵊犬a(chǎn)品,成為企業(yè)辦基礎(chǔ)科學(xué)研憲非常成功的典型。它使人們認(rèn)識(shí)到與技術(shù)相比科學(xué)要走在前頭,與生產(chǎn)相比技術(shù)要走在前頭;沒有科學(xué)研究,沒有技術(shù)成果,新產(chǎn)品的開發(fā)是不可能的。此后,企業(yè)從事或資助的基礎(chǔ)科研在世界范圍內(nèi)如雨后春筍般地出現(xiàn),使基礎(chǔ)科研的成果得以更迅速地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。  

  尼龍的合成是高分子化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。杜邦公司開展這項(xiàng)研究以前,國際上對高分子鏈狀結(jié)構(gòu)理論的激烈爭論主要是缺乏明晰的毫無疑義的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的支持。當(dāng)時(shí)對縮聚反應(yīng)研究得還很少,得到的縮聚物并不完滿。卡羅瑟斯采用了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過進(jìn)行有機(jī)合成一般規(guī)程的方法,他在進(jìn)行高分子縮聚反應(yīng)時(shí),對反應(yīng)物的配比要求很嚴(yán)格,相差不超過1%.縮聚反應(yīng)的程度相當(dāng)徹底,超過99.5%,從而合成出分子量高達(dá)兩萬左右的聚合物。卡羅瑟斯的研究表明,聚合物是一種真正的大分子,可以通過已知的有機(jī)反應(yīng)獲得,其縮聚反應(yīng)的每個(gè)分子都含有個(gè)或兩個(gè)以上以上的活性基團(tuán),這些基團(tuán)通過共價(jià)鍵互相連接,而不是靠一種不確定的力將小分子簡單聚集到一起,從而揭示了縮聚反應(yīng)的規(guī)律。卡羅瑟斯通過對聚合反應(yīng)的研究把高分子化合物大體上分為兩類:一類是由縮聚反應(yīng)得到的縮合高分子;另一類是由加聚反應(yīng)得到的加成高分子。卡羅瑟斯的助手弗洛里(Paul J. Flory, 1910~1986)總結(jié)了聚酰胺等一系列縮聚反應(yīng),1939年提出了縮聚反應(yīng)中所有功能團(tuán)都具有相同的活性的基本原理,并提出縮聚反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和分子量與縮聚反應(yīng)程度之間的定量關(guān)系。后來又研究了高分子溶液的統(tǒng)計(jì)力學(xué)和高分子模型、構(gòu)象的統(tǒng)計(jì)力學(xué),1974獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。尼龍的合成有力地證明了高分子的存在,使人們對斯陶丁格的理論深信不移,從此高分子化學(xué)才真正建立起來。

主站蜘蛛池模板: 晋城| 乐至县| 营口市| 楚雄市| 遂昌县| 聂拉木县| 阜新市| 淳安县| 革吉县| 鄂伦春自治旗| 开远市| 社会| 大同县| 阿鲁科尔沁旗| 临夏县| 定远县| 泗水县| 龙海市| 珠海市| 邵阳市| 玉门市| 红河县| 绥宁县| 铅山县| 天长市| 炉霍县| 巴青县| 渭南市| 普兰县| 英山县| 张家界市| 辉县市| 缙云县| 铜陵市| 汤原县| 藁城市| 格尔木市| 栾城县| 田东县| 西充县| 云浮市|