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通用塑料

塑料百年历史 精彩瞬间面面观(三)

June.15
三联生活周刊
  ●尼龙丝袜革命
  塑料的早期发展是经验主义的,长达60年的时间里,人们并不了解聚合物的形成和结构。直到德国有机化学家霍尔曼·施陶丁格在20世纪20年代提出大分子的概念。就在贝克兰金盆洗手之前不久,塑料历史上的另一个里程碑带着另一种偶然性出现了。1926年,美国杜邦公司的研究主管查尔斯·斯泰恩建议开展一些基础研究。
  对斯泰恩而言,化学发现就如同在一次家庭聚会中将所有的陌生人聚拢起来。第二年,公司决定每年为此拨出25万美元经费。1928年,年仅32岁的华莱士·卡罗瑟斯博士受聘为基础化学研究所有机化学部负责人。斯泰恩的要求是:“只探求有关各种物质特质与性能的客观现象,不在乎发现的现象有什么具体用途。”
  卡罗瑟斯是伊利诺伊大学有机化学博士,这位性格内向的天才患有急性抑郁症,加入杜邦可以使他逃离受罪一般的哈佛大学讲台,又可以证明正值激烈争论的施陶丁格高分子理论是否正确,因此他将高分子作为有机化学部的主攻方向。
  1930年,在用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯的实验中,卡罗瑟斯的同事朱利安·希尔出于一种本能的好奇,将一支玻璃棒放入烧瓶中,轻轻搅拌瓶底的熔化物。当他慢慢提起玻璃棒时,惊奇地发现一个有趣现象:聚酯能像棉花糖那样抽出丝来,即使冷却后也不会变硬或断裂,长度可达原来的几倍,强度和弹性也大大增加。他们预感到,这种特性可以纺制纤维,但前提是必须解决易水解、熔点低、易溶于有机溶剂等缺点。
  即使在大萧条中,杜邦的基础研究项目也没有解散,这实在是幸运,但艰难时世也给卡罗瑟斯的实验室带来了更大的压力。他们必须研究出一种适销的超聚合纤维,代替已显过时的嫘萦(即人造丝)。卡罗瑟斯的团队已经提交了约60件专利申请,但正如新任研究主管埃尔默·博尔顿喜欢说的,这其中没有一项让他听到“现金出纳机的叮当声”。其实1931年末,焦虑不安的卡罗瑟斯就给希尔看过挂在表链上的氰化物胶囊。
  1935年初,卡罗瑟斯用戊二胺和癸二酸合成出的聚酰胺纤维强度和弹性超过了蚕丝,而且不易吸水,很难溶解,只是熔点较低,原料昂贵。2月28日,卡罗瑟斯又用各含6个碳原子的己二胺和己二酸合成出聚酰胺66,这种聚合物拉制的纤维外观和光泽不亚于天然丝,耐磨性和强度超过当时任何一种纤维,而且原料价格便宜。
  1938年7月,杜邦公司首次生产出聚酰胺纤维。同月,以聚酰胺66做刷毛的牙刷投放市场,还取了个不同凡响的名字——“奇迹丛”。10月27日,杜邦公司正式宣布世界第一种合成纤维诞生,命名为尼龙,这个词后来成为聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。
  从杜邦公司没有明确应用目的的基础研究开始,11年的时间,2200万美元的投资和230名科学家的努力,奠定了合成纤维工业的基础。遗憾的是,卡罗瑟斯没能看到这一成果。1936年4月,刚刚入选国家科学院的卡罗瑟斯被送往医院治疗严重抑郁症。1937年4月29日,这位41岁的化学家在费城一家饭店吞下了氰化钾药丸。他的助手保罗·弗洛里总结了聚酰胺理论,1974年获得诺贝尔化学奖。
  1938年10月,美国制造的第一双尼龙丝袜参加了纽约世界博览会。这种丝袜透明、高弹力、轻盈结实、耐穿、易干、摩擦系数低、不受真菌和昆虫侵扰,杜邦公司的广告词称其为“像蛛网一样精细,像钢一样牢固,弹性超过任何普通天然纤维”。次年10月,杜邦公司在总部所在地威明顿的百货商店首次销售尼龙丝袜,要求每人限买3双,还要提供当地住址,为此来自全国的时尚女性必须首先抢订城内的旅馆。1940年5月15日,杜邦在全美首次发售,尽管每人限购1双,500万双还是当天告罄。7个月内尼龙丝袜带来300万美元的利润。买不到的女人很多在裸腿上画纹路冒充丝袜。在一次民意调查中,尼龙丝袜是2/3的女人最想要的东西。
  到1940年5月,尼龙纤维织品开始遍及美国各地,工业上尼龙也用做齿轮、轴承和医用缝合线。不过两年后太平洋战争爆发,尼龙立刻从民用市场消失,主要用于生产降落伞、军用帐篷、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。战后最初10年,尼龙产量猛增25倍,到1964年占到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。
  尼龙合成成功,有力地证明了高分子的存在,施陶丁格直到1953年才因1926年的研究获诺贝尔化学奖。高分子化学一旦真正建立起来,人造纤维、玻璃纸、聚氯乙烯和聚乙烯等新材料很快接踵而至。

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