산업 제조
산업용 사물 인터넷 | 산업자재 | 장비 유지 보수 및 수리 | 산업 프로그래밍 |
home  MfgRobots >> 산업 제조 >  >> Industrial materials >> 수지

고분자 재료의 역사 추적, 4부

1863년, 니트로셀룰로오스 기반의 플라스틱 파케신이 런던 대국제박람회에서 동메달을 수상한 이듬해인 1863년, 벨기에에서 Leo Beckeland가 태어났습니다. 문맹인 부모의 아들인 백란트는 독일 본 대학교에서 프리드리히 아우구스트 케쿨레의 수석 조교인 테오도르 스와츠에게 사사하면서 21세에 박사 학위를 받았습니다. Kekulé는 많은 고분자 화학의 핵심이며 최초의 진정한 합성 고분자 이야기의 핵심이 되는 화학 물질 중 하나인 페놀과 밀접한 관련이 있는 화학 물질인 벤젠의 구조를 알아낸 것으로 알려져 있습니다. 백랜드는 또한 사진 애호가였으며 고등학교와 대학 시절에 유럽에서 만든 최초의 사진 건판을 생산하기 위해 공장을 설립한 지역 화학자와 함께 일했습니다.

초기 건판은 불쾌한 냄새가 나고 다루기 까다로울 수 있는 화학 현상제를 사용했습니다. Beckeland는 이것을 인식하고 박사 학위를 취득한 직후 현상액을 활성화하기 위해 물에 담글 수 있는 수용성 에멀젼으로 코팅된 건조판을 발명했습니다. 그는 1887년 벨기에에서 이 발전에 대한 특허를 획득했습니다.

1889년, 백랜드와 그의 아내는 뉴욕으로 여행을 갔고 그곳에서 사진 필름, 종이, 카메라를 만드는 회사의 사장인 Richard Anthony를 만나 일하게 되었습니다. 이것은 10년 후 Hannibal Goodwin으로부터 Goodwin Camera and Film Company를 인수한 동일한 회사였습니다. Goodwin은 George Eastman(Eastman Kodak의 설립자)보다 2년 앞서 작업 가능한 셀룰로이드 필름을 개발했지만 그의 특허 발급이 11년 동안 지연되어 소송이 발생하여 지난달 기사에서 논의했습니다.

백랜드는 Anthony에서 2년 동안 일한 후 독립 컨설턴트로 생계를 유지하기 위해 질병과 약간의 척박한 시간을 보낸 후 확대 인쇄용 인화지 개발에 집중했습니다. 사진의 초기 역사에서 인쇄는 태양이 제공하는 자연광의 도움으로 이루어졌습니다. 2년의 연구 끝에 나온 백랜드의 돌파구는 햇빛이 필요 없는 인공 조명으로 현상될 만큼 빛에 민감한 콜로이드 상태의 염화은 에멀젼으로 종이를 생산했습니다. 그는 제품 이름을 Velox라고 지었습니다.

<사진> <소스 미디어="(최소 - 너비:1000px)" srcset="https://d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net/cms/brand/pt/2021-pt/antique-phones.jpg;maxWidth=700 1x, https://d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net/cms/brand/pt/2021-pt/antique-phones.jpg 2x"> <소스 미디어="(최소 - 너비:401픽셀) 및 (최대 너비:1000픽셀)" srcset="https://d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net/cms/brand/pt/2021-pt/antique-phones.jpg; maxWidth=560 1x, https://d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net/cms/brand/pt/2021-pt/antique-phones.jpg 2x"> <소스 미디어="(최대 너비:400px)" srcset="https://d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net/cms/brand/pt/2021-pt/antique-phones.jpg;maxWidth=360 1x, https:/ /d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net/cms/brand/pt/2021-pt/antique-phones.jpg;maxWidth=720 2x"> 전화는 베이클라이트(페놀)의 첫 번째 응용 프로그램 중 하나였습니다.

당시 대부분의 사람들에게 인공 조명의 근원은 가스등이었을 것입니다. 그러나 셀룰로이드 발전의 핵심 인물이기도 한 에디슨의 전기 조명의 도입은 곧 이것을 바꿀 것입니다. 전문 사진가들은 일반적으로 이 새로운 종이를 받아들이지 않았지만 아마추어 사진가들에게 매우 인기를 얻었고 George Eastman 이외의 누구도 주목하지 않는 시장을 만들었습니다. 1898년 Eastman은 백랜드가 두 명의 파트너와 함께 설립한 회사를 현재 가치로 약 2200만 달러에 75만 달러에 인수했습니다.

화학 및 에너지 산업의 다른 주요 업체들과의 이러한 모든 교차점은 단순히 백랜드가 상당한 재정적 안정으로 인해 현재 참여할 수 있었던 연구의 발판을 마련했습니다. 그의 회사를 Eastman에 매각하는 조건에는 백랜드가 20년 동안 사진 연구에 참여하지 못하도록 하는 비경쟁 계약이 포함되었습니다.

화학 배경, 실험에 대한 감각, 미해결 문제를 식별하는 좋은 본능, 생계를 위해 일할 필요가 없는 백랜드는 뉴욕 주 용커스에 부동산을 설립하고 다음과 유사한 긴급 문제에 착수했습니다. 셀룰로이드의 발달로 이어졌다. 셀룰로이드는 상아 부족을 해결하기 위해 개발되었습니다. 19 th 의 지난 20년 동안 전기 산업의 급속한 확장 세기 및 20세기 초까지 계속됩니다. 세기는 또 다른 자연 발생 물질인 셸락에 새로운 병목 현상을 만들었습니다.

셸락은 딱정벌레가 나무에서 수액을 추출하고 수지를 분비할 때 만들어집니다. 이것을 나무에서 긁어내고 가열 및 여과하여 순수한 화합물을 생산합니다. 1킬로그램(2.2파운드)의 셸락을 생산하려면 100,000마리 이상의 딱정벌레가 필요한 것으로 추정됩니다. 전기화 이전 시대에는 전통적인 셸락 생산과 관련된 낮은 비율로 래커 및 목재 제품 방부제에 대한 수요를 충족하기에 충분했습니다. 그러나 전기 산업은 우수한 전기 절연 특성과 습기에 대한 밀봉 능력으로 인해 셸락에 대한 엄청난 수요를 창출했습니다. 셸락이 축음기 레코드를 누르는 데 선호되는 재료이자 에디슨의 세계와 또 다른 교차점이 되자 수요는 훨씬 더 높아졌습니다. (그는 1877년에 축음기를 발명했습니다.) PVC는 1940년대에 이 용도에서 셸락을 대체했습니다.

셸락의 산업 역사는 고무의 산업 역사와 매우 유사합니다. 극소량만 추출할 수 있고 주로 동남아시아에서 발견되는 천연 폴리머는 원천에서 멀리 떨어진 유럽과 북미에서 일어나는 기술의 급속한 발전에 핵심 제약이 되었습니다. 그리고 천연 고무와 마찬가지로 셸락은 원하는 성능 특성이 부족했습니다. 첫째, 녹는점이 약 75C(167F)인 열가소성 수지입니다. 따라서 적당한 온도에서도 부드러워집니다. 상대적으로 높은 온도를 생성하는 고전압 절연체는 셸락을 녹일 것입니다. 그리고 목분과 같은 충전제와 혼합하여 성형 가능한 화합물을 만들 수 있지만 표면 경도가 상대적으로 낮고 적용하는 데 노동 집약적일 수 있습니다.

백랜드는 5년 간의 연구 끝에 "페놀과 포름알데히드의 불용성 축합 생성물을 만드는 방법의 개선"에 대한 1907년 특허를 얻었습니다. 백랜드는 여전히 산업 문헌에 가끔 등장하는 이름인 베이클라이트라는 이름을 제품에 붙였습니다. 1983년에는 영국 서머셋에 베이클라이트 박물관을 열어 베이클라이트로 만든 제품의 역사를 전시하기도 했습니다. 지금은 문을 닫고 새 집을 찾고 있지만 여전히 웹사이트가 있습니다. 백랜드가 수지를 생산하기 위해 설계한 반응기를 베이클라이저라고 명명했습니다.

오늘날 이 물질은 보다 일반적인 명칭인 페놀로 알려져 있습니다. 특허의 제목에서 알 수 있듯이 축합 중합체이며 이 화학 반응의 특성으로 인해 재료를 만드는 데 많은 어려움이 있었습니다. 그러나 그 결과 천연물에 의존하지 않고 변형된 최초의 진정한 합성 폴리머가 탄생했습니다. 그리고 가황고무와 같은 열경화성 고분자이지만 황을 함유하지 않아 훨씬 높은 강도, 강성, 내열성, 장기내구성을 보였다. 운모나 자기보다 전기저항이 좋고, 쉘락보다 내열성이 뛰어나고, 유리나 세라믹보다 내충격성이 우수하고, 광범위한 산, 알코올, 그리스 및 오일에 대한 내성이 우수한 전기 절연체로 즉시 진출했습니다. .

그리고 셀룰로이드와의 놀라운 교차점에서 페놀릭은 상아와 유사한 점탄성 특성을 가지고 있어 당구공에 이상적인 재료가 되었습니다. 이로써 상아에 대한 합성 대체품을 제공하려는 John Wesley Hyatt의 목표가 달성되었습니다. 하얏트는 1868년 설립된 이후 당구 회사를 계속 운영하여 셀룰로이드 기반 제형을 점진적으로 개선했습니다. 그러나 1912년에 우수한 성능을 인정받아 페놀계로 변경했습니다.

백랜드가 페놀릭의 상업적 개발을 시작한 특허를 획득한 동안, 화합물의 프로토타입을 생성하는 화학 반응은 실제로 30년 이상 전에 발견되었습니다. 일련의 막다른 골목과 운이 좋은 사고를 통해 유용한 열경화성 물질을 생산하기 위해 포름알데히드와 다른 유기 화합물 사이의 반응을 사용하는 화학은 여러 재능 있는 화학자와 발명가의 노력을 통해 발전했습니다. 그리고 발명 이후 상용화에 대한 도전과 피할 수 없는 소송이 뒤따랐다. 우리는 다음 기사에서 이야기의 이 부분을 살펴볼 것입니다.

저자 소개:Michael Sepe 애리조나 주 세도나에 기반을 둔 독립 재료 및 가공 컨설턴트로 북미, 유럽 및 아시아 전역에 고객을 보유하고 있습니다. 그는 플라스틱 산업에서 45년 이상의 경험을 가지고 있으며 재료 선택, 제조 가능성을 위한 설계, 프로세스 최적화, 문제 해결 및 실패 분석을 지원합니다. 연락처:(928) 203-0408 •[email protected]


수지

  1. 요일 — Carl Calabria의 복합 휠 텐셔너 지그
  2. 고분자 재료의 역사 추적, 13부
  3. 고분자 재료의 역사 추적--2부
  4. 고분자 재료의 역사 추적:1부
  5. 고분자 재료의 역사 추적:5부
  6. 고분자 재료의 역사 추적:6부
  7. 고분자 재료의 역사 추적:7부
  8. 고분자 재료의 역사 추적:9부
  9. 고분자 재료의 역사 추적:10부
  10. 고분자 재료의 역사 추적:11부