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塑料的传奇故事!

    塑料有一部辉煌的历史。塑料可能是许多笑话嘲弄的对象,但是这种偶然诞生于19世纪50年代实验室中的合成材料是现代科学领域出现的名副其实的奇迹,是渗透到人们生活方方面面的一项技术进步。

    人们随处可见经久耐用的塑料的身影;垃圾袋、袜子、计算机、饮料瓶、电话机、汽车、甚至连协和式超音速飞机的机头也是塑料制造的。塑料还有许多名字:莱克拉、特氟隆、聚苯乙烯泡沫、阿斯特罗草皮、有机玻璃、人造荧光树脂、赛璐珞、赛纶、尼龙等等。
    塑料的传奇故事首先是一部创新的故事;它说明一项科学突破如何在几十年时间里逐步得到改进和完善,转变为成千上万种可靠的、容易制造的商业产品。这个过程成为本千年经济发展的标志。
    塑料的发展可以追溯到19时间中叶,当时,英国为了满足蓬勃发展的纺织业的需要,化学家们把不同的化学物质混合到一起,希望制造出漂白剂和染色剂。化学家们特别钟情于煤焦油,这是以天然气作燃料的工厂烟囱中凝结的凝乳状废弃物。
    伦敦皇家化学研究所实验室助理威廉.亨利.铂金 是开展此项实验的人员之一。一天,铂金在擦抹泼洒到实验室板凳上的化学试剂时发现,抹布被染成了当时很少见的淡紫色。这个偶然发现使铂金进入了染色行业,最终成为百万富翁。
     尽管铂金发现的并不是塑料,但是这次偶然发现具有重要意义,因为它表明可以通过控制天然有机材料的办法得到人造化合物。制造商们已经意识到,木材、琥珀、橡胶、玻璃等许多天然材料要么太稀少,要么由于价格太昂贵或者没有足够的弹性而不宜大规模生产。合成材料是理想的代替品,它既可以在热力和压力下改变形状,也能在冷却后保持形状。
    伦敦塑料史学会创始人科林.威廉森说:“当时人们面临着寻找一种价格便宜,容易改变形状的替代品。”继铂金之后,另一个英国人亚历山大.帕克斯把氯仿与蓖麻油混合到一起,得到一种想动物茸角一样坚硬的物质,这就是第一种人造塑料。帕克斯希望用这种人造塑料取代由于种植、收割、加工费用而无法广泛使用的橡胶。
    铁匠出身的纽约人约翰.韦斯利.海厄特试图用人造材料制造台球,取代了用象牙制造的台球。尽管他未解决这个问题,但他却发现:把樟脑与一定量的溶剂混合到一起,就能得到一种在加热以后可以改变形状的材料。海厄特把这种材料称之赛璐珞。这种新型塑料具有用机器和非技术工人大规模生产的特性。它为电影行业带来了一种坚固而有弹性、能够把影像投射到墙上的透明材料。
    赛璐落还促进了家用唱片业的大发展,并且最终取代了早期的圆柱唱片。后来的塑料可用于制造乙烯基唱片、盒式磁带;最后由聚碳酸脂制成激光唱片。
    赛璐珞使照相成为一种具有广阔市场的活动。在乔治.伊斯曼对赛璐珞加以开发之前,照相是一种既费钱又繁琐的爱好,因为摄影师必须自己冲洗胶卷。伊斯曼想出了一个新主意:客户把拍完的胶卷送到他开设的店里,他为客户把胶卷冲洗出来。赛璐珞是第一种能够做成薄片并能卷起来装进照相机中的透明材料。
大约就在这个时候,伊斯曼遇到一位年轻的比利时移民莱奥.贝克兰。贝克兰发现了一种对光特别敏感的印相纸。伊斯曼以75万美元(相当于现今的250万美元)的高价买下了贝克兰的发明。手头有了资金,贝克兰建起了一个实验室。并于1907年发明了酚醛塑料。
    这种新材料取得了极大的成功,用酚醛塑料制造的产品有电话、绝缘电缆、纽扣、飞机螺旋桨,还用它制成了质量极好的台球。
    派克钢笔公司用酚醛塑料制造出各种自来水笔。为了证明酚醛塑料的牢固性,该公司向公众作了公开演示,把笔从高层建筑物上抛下。《时代》杂志专门以一篇封面文章介绍酚醛塑料的发明人以及这种可以“使用上千次的材料”
    若干年以后,杜邦公司的实验室也是在偶然情况下取得了另一项突破:制成了被称之为人造丝绸的产品尼龙。1930年,在杜邦公司实验室工作的科学家华莱士.卡罗瑟斯把一根加热的玻璃棒浸入长分子有机化合物中,获得了一种非常富有弹性的材料。尽管用早期尼龙制成的衣服在熨斗的高温作用下熔化了,但是它的发明人卡罗瑟斯继续开展研究,大约八年以后,杜邦公司推出了尼龙。
    尼龙在领域得到了广泛的应用,降落伞和鞋带等用品都是用尼龙制成的。但妇女的尼龙的热心使用者。1940年5月15日,美国妇女把杜邦公司生产的500万双尼龙袜抢购一空。尼龙袜供不应求,一些商人开始以丝袜冒充尼龙袜。
    但尼龙的成功故事却出现了悲剧性结局:它的发明人卡罗瑟斯服用氰化物自杀身亡。《塑料》一书的作者史蒂文.芬尼切尔说:“我在读了卡罗瑟斯的日记以后得出的印象是:卡罗瑟斯对于自己发明的材料被用于生产女人穿的袜子感到非常沮丧。他是一位学者,这使他感到受不了。”他觉得人们会认为他的主要要成就只不过是发明了一种“平凡的商业产品”。
    在杜邦公司陶醉于自己的产品受到人们广泛喜爱的同时。英国人在战争时期发现了塑料在军事领域的许多用途。这一发现也是在偶然之中取得的。英国皇家化学工业公司实验室的科学家们在开展一项与此毫不相干的实验过程中,发现试管的底部有一种白色的蜡状沉淀物。经化验,发现这种物质是极好的绝缘材料,它的特性与玻璃不一样,雷达波能够从中穿过。科学家们称它为聚乙烯,用它建造为雷达站接风挡雨的房屋,使雷达在阴雨和浓雾气候条件下仍然能捕捉敌方飞机的踪影。
    塑料史学会的威廉森说:“有两个因素推动者塑料的发明不断向前。一个因素是赚钱的欲望,另一个因素是战争。”然而,是随后的几十年使塑料真正成为芬尼切尔称之为“合成材料世纪”的标志。50年代出现了用塑料制成的食品容器、水罐、肥皂盒等家用制品;60年代出现了可以充气的椅子。到了70年代,由于环保主义者指出塑料不能自行降解。人们对塑料制品的热情下降了。
    但是,到了80年代和90年代,由于汽车和计算机制造业对塑料的巨大需求,塑料进一步巩固了自己的地位。要想否认这种无处不在的平凡物质是不可能的。50年前,世界上每年只能生产几万吨塑料;如今,全世界每年的塑料产量超过1亿吨。美国每年的塑料产量超过钢、铝和铜产量的总和。
    具有新奇性的新塑料仍在不断地被发现。塑料史学会的威廉森说:“设计师和发明家们在下一个千年中使用的将是塑料,没有任何家族的材料像塑料一样,能让设计师和发明家们以非常低廉的价格完成自己的发明。ABS塑料添加硅油二甲聚硅氧烷硅油,具有生理惰性、良好的化学稳定性、电缘性和耐候性,粘度范围广,凝固点低,闪点高,疏水性能好,并具有很高的抗剪能力。可形成永久性的防水、防霉和绝缘性的薄膜。用之处理绝缘器件,可提高器件的绝缘性能:用之处理各种塑料树脂,能防止发霉;并不使制剂因粘壁而损失;用之的表面,可起润滑作用,减少摩擦,延长产品寿命。

    将硅油加入ABS树脂中,由于硅油中含有大量难燃的硅元素,而且其中的Si-O键能要比C-C键能大得多,因而具有较好的耐燃性,制成的ABS硅油共混物可使耐燃性能达到UL-94V-1级标准。如果配合一些其它的阻燃剂,可满足更高的阻燃要求,能代替过去常用的有机卤化物和三氧化二锑的阻燃体系。


作者:高塔姆.奈克

 

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