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尼龙和尼龙地毯的发明及历史及应用

发布时间:2015-10-26   点击次数:

      在我们的身边,用尼龙材料加工制做的各种物品随处可见。尼龙袋、尼龙布、尼龙袜、尼龙蚊帐、尼龙窗帘等等,应有尽有。然而尼龙的发明,完全算得上是一项偶然的发明。尼龙的发明者:华莱士•卡罗瑟斯,1896年4月27日出生于美国艾奥瓦州伯灵顿,1937年4月29日卒于美国费城。
      华莱士•卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校,1914年从北方中学毕业。1920年获理学学士学位。1921年在 伊利诺伊大学取得硕士学位,后来在南边柯他大学任教,讲授分析化学和物理化学。1023年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的哲学博士学位。获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学教授有机化学。由于华莱士•卡罗瑟斯性格内向,他认为搞科学研究更能发挥自己的聪明才智,于是1928年受聘来到了杜邦公司。
      华莱士•卡罗瑟斯来到杜邦公司的时候,正值国际上对德国有机化学家施陶丁格(Hermann Staudinger,1881~1965) 提出的高分子理论展开了激烈的争论,华莱士•卡罗瑟斯赞扬并支持施陶丁格的观点,决心通过实验来证实这一理论的正确性,因此他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。
      为了合成出高熔点和高性能的聚合物,华莱士•卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上,几年的时间里华莱士•卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺,然而这此物质的性能并不太理想。1935年初华莱士•卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺(即聚酰胺510),实验结果表明,这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝,而且不易吸水,很难溶,不足之处是熔点较低,所用原料价格很高,还不适宜于商品生产。紧接着华莱士•卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应,终于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。这种聚合物不溶于普通溶剂,具有263摄氏度的高熔点,由于在结构和性质上更接近天然丝,拉制的纤维具有丝的外观和光泽,其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维,而且原料价格也比较便宜,杜邦公司决定进行商品生产开发。华莱士•卡罗瑟斯
      要将实验室的成果变成商品、一是要解决原料的工业来源;二是要进行熔体丝纺过程中的输送、计量、卷绕等生产技术及设备的开发。生产聚酰胺66所需的原料-己二酸和己二胺当时仅供实验室作试剂用,必须开发生产大批量、价格适宜的己二酸和己二胺,杜邦公司选择丰富的苯酚进行开发实验,到1936年在西弗吉尼亚的一家所属化工厂采用新催化技术,用廉价的苯酚大量生产出己二酸,随后又发明了用己二酸生产己二胺的新工艺.杜邦公司首创了熔体丝纺新技术,将聚酚胺66加热融化,经过滤后再吸入泵中,通过关键部件(喷丝头)喷成细丝,喷出的丝丝经空气冷却后牵伸、定型。1938年7月完成中试,首次生产出聚酰胺纤维.同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放市场。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了,并将聚酚胺66这种合成纤维命名为尼龙(nylon),这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时11年,耗投2200万美元,有230名专家参加了有关的工作,终于在1939年底实现了工业化生产。遗憾的是尼尤的发明人华莱士•卡罗瑟斯没能看到尼龙的实际应用。由于华莱士•卡罗瑟斯一向精神抑郁,有一个念头使他无法摆脱,总认为作为一个科学家自己是一个失败者,加之1936年他喜爱的孪生姐姐去世,使他的心情更加沉重,这位在聚合物化学领域作出了杰出贡献的化学家,于1937年4月29日在美国费城一家饭店的房间里饮用了掺有氰化钾的柠檬汁而自杀身亡。为了纪念华莱士•卡罗瑟斯的功绩,1946年杜邦公司将乌米尔特工厂的尼龙研究室改名为华莱士•卡罗瑟斯研究室。
      尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础,尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的尼龙丝袜既透明又比丝袜耐穿,1939年10目24日杜邦公在总部所在地公开销售尼龙丝长袜时引起轰动,被视为珍奇之物争相抢购,混乱的局面迫使治安机关出动警察来维持秩序。人们曾用“象蛛丝一样细,象钢丝一样强,象绢丝一样美”的词句来赞誉这种纤维.到1940年5月尼龙纤维织品的销售遍及美国各地。从第二次世界大战爆发直到1945年,尼龙工业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于尼龙的特性和广泛的用途,第二次世界大战后发展非常迅速,尼龙的各种产品从丝袜、衣着到地毯,渔网等,以难以计数的方式出现.最初十年间产量增加25倍,1964年占合成纤维的一半以上,至今聚酰胺纤维仍是三大合成纤维之一。