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工程塑料--尼龍材料誕生記

工程塑料--尼龍材料誕生記

發(fā)布日期:2020-12-30 00:00:00 瀏覽次數(shù):

尼龍是世界上首先研制出的一種合成纖維, 也是目前工程塑料中產(chǎn)量最大的品種。 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。作為塑料圈的一員,不懂尼龍的歷史怎么說得過去呢?
    尼龍的發(fā)展簡史:
    1931年:杜邦公司的卡羅澤斯開發(fā)尼龍-66,成為最先開工業(yè)化的工程塑料,并于1939年杜邦公司組織生產(chǎn)。
    1942年:德國人開發(fā)了尼龍-6的工業(yè)技術(shù),并作為纖維開發(fā)應(yīng)用。
    1961年:中國開發(fā)PA1010。
    1972年:杜邦公司開發(fā)芳香族尼龍工業(yè)化技術(shù)。

    尼龍的誕生記
    1927 年杜邦決定每年支付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。
   卡羅瑟斯的想法是做一個高聚物纖維,它的面料熔點(diǎn)必須高到足以經(jīng)受住正常使用,同時還需低到足以進(jìn)行處理和批量紡織。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)的實驗中,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,羅瑟斯的同事希爾在從反應(yīng)器中取出熔融的聚酯時發(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。這種奇特現(xiàn)象使他們預(yù)感到這種特性可能具有重大應(yīng)用價值,有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。
     然而,繼續(xù)研究表明,從聚酯得到纖維只具有理論上的意義。因為高聚酯在100 ℃以下即熔化,特別易溶于各種有機(jī)溶劑,只是在水中還稍穩(wěn)定些,因此不適合用于紡織。隨后,卡羅瑟斯和他的助手專注于尋找新的材料,酰胺由酸及氨的衍生物制成的材料。1934年5月,化學(xué)家唐·科夫曼取得了第一個超聚酰胺。兩個月后,化學(xué)家韋斯利彼得森做出了以蓖麻油作原料的聚酰胺,但蓖麻油并沒有足夠大的量能被用做原料。
    卡羅瑟斯又對這一系列的聚酯和聚酰胺類化合物進(jìn)行深入的研究。經(jīng)過多方對比, 1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺6/6。這種聚酰胺不溶于普通溶劑,熔點(diǎn)為263 ℃,高于通常使用的熨燙溫度,拉制的纖維具有絲的外觀和光澤,在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上也接近天然絲,其耐磨性和強(qiáng)度超過當(dāng)時任何一種纖維。
    接著,杜邦公司又解決了生產(chǎn)聚酰胺6/6原料的工業(yè)來源問題,于 1939年12月12日重新定名為耐綸(Nylon)開始工業(yè)化生產(chǎn),這也是最早實現(xiàn)工業(yè)化的合成纖維品種。
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