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    通用塑料

    塑料百年歷史 精彩瞬間面面觀(三)

    June.15
    三聯生活周刊
      ●尼龍絲襪革命
      塑料的早期發展是經驗主義的,長達60年的時間里,人們并不了解聚合物的形成和結構。直到德國有機化學家霍爾曼·施陶丁格在20世紀20年代提出大分子的概念。就在貝克蘭金盆洗手之前不久,塑料歷史上的另一個里程碑帶著另一種偶然性出現了。1926年,美國杜邦公司的研究主管查爾斯·斯泰恩建議開展一些基礎研究。
      對斯泰恩而言,化學發現就如同在一次家庭聚會中將所有的陌生人聚攏起來。第二年,公司決定每年為此撥出25萬美元經費。1928年,年僅32歲的華萊士·卡羅瑟斯博士受聘為基礎化學研究所有機化學部負責人。斯泰恩的要求是:“只探求有關各種物質特質與性能的客觀現象,不在乎發現的現象有什么具體用途。”
      卡羅瑟斯是伊利諾伊大學有機化學博士,這位性格內向的天才患有急性抑郁癥,加入杜邦可以使他逃離受罪一般的哈佛大學講臺,又可以證明正值激烈爭論的施陶丁格高分子理論是否正確,因此他將高分子作為有機化學部的主攻方向。
      1930年,在用乙二醇和癸二酸縮合制取聚酯的實驗中,卡羅瑟斯的同事朱利安·希爾出于一種本能的好奇,將一支玻璃棒放入燒瓶中,輕輕攪拌瓶底的熔化物。當他慢慢提起玻璃棒時,驚奇地發現一個有趣現象:聚酯能像棉花糖那樣抽出絲來,即使冷卻后也不會變硬或斷裂,長度可達原來的幾倍,強度和彈性也大大增加。他們預感到,這種特性可以紡制纖維,但前提是必須解決易水解、熔點低、易溶于有機溶劑等缺點。
      即使在大蕭條中,杜邦的基礎研究項目也沒有解散,這實在是幸運,但艱難時世也給卡羅瑟斯的實驗室帶來了更大的壓力。他們必須研究出一種適銷的超聚合纖維,代替已顯過時的嫘縈(即人造絲)。卡羅瑟斯的團隊已經提交了約60件專利申請,但正如新任研究主管埃爾默·博爾頓喜歡說的,這其中沒有一項讓他聽到“現金出納機的叮當聲”。其實1931年末,焦慮不安的卡羅瑟斯就給希爾看過掛在表鏈上的氰化物膠囊。
      1935年初,卡羅瑟斯用戊二胺和癸二酸合成出的聚酰胺纖維強度和彈性超過了蠶絲,而且不易吸水,很難溶解,只是熔點較低,原料昂貴。2月28日,卡羅瑟斯又用各含6個碳原子的己二胺和己二酸合成出聚酰胺66,這種聚合物拉制的纖維外觀和光澤不亞于天然絲,耐磨性和強度超過當時任何一種纖維,而且原料價格便宜。
      1938年7月,杜邦公司首次生產出聚酰胺纖維。同月,以聚酰胺66做刷毛的牙刷投放市場,還取了個不同凡響的名字——“奇跡叢”。10月27日,杜邦公司正式宣布世界第一種合成纖維誕生,命名為尼龍,這個詞后來成為聚酰胺類合成纖維的通用商品名稱。
      從杜邦公司沒有明確應用目的的基礎研究開始,11年的時間,2200萬美元的投資和230名科學家的努力,奠定了合成纖維工業的基礎。遺憾的是,卡羅瑟斯沒能看到這一成果。1936年4月,剛剛入選國家科學院的卡羅瑟斯被送往醫院治療嚴重抑郁癥。1937年4月29日,這位41歲的化學家在費城一家飯店吞下了氰化鉀藥丸。他的助手保羅·弗洛里總結了聚酰胺理論,1974年獲得諾貝爾化學獎。
      1938年10月,美國制造的第一雙尼龍絲襪參加了紐約世界博覽會。這種絲襪透明、高彈力、輕盈結實、耐穿、易干、摩擦系數低、不受真菌和昆蟲侵擾,杜邦公司的廣告詞稱其為“像蛛網一樣精細,像鋼一樣牢固,彈性超過任何普通天然纖維”。次年10月,杜邦公司在總部所在地威明頓的百貨商店首次銷售尼龍絲襪,要求每人限買3雙,還要提供當地住址,為此來自全國的時尚女性必須首先搶訂城內的旅館。1940年5月15日,杜邦在全美首次發售,盡管每人限購1雙,500萬雙還是當天告罄。7個月內尼龍絲襪帶來300萬美元的利潤。買不到的女人很多在裸腿上畫紋路冒充絲襪。在一次民意調查中,尼龍絲襪是2/3的女人最想要的東西。
      到1940年5月,尼龍纖維織品開始遍及美國各地,工業上尼龍也用做齒輪、軸承和醫用縫合線。不過兩年后太平洋戰爭爆發,尼龍立刻從民用市場消失,主要用于生產降落傘、軍用帳篷、飛機輪胎簾子布、軍服等軍工產品。戰后最初10年,尼龍產量猛增25倍,到1964年占到合成纖維的一半以上。至今,聚酰胺纖維仍是三大合成纖維之一。
      尼龍合成成功,有力地證明了高分子的存在,施陶丁格直到1953年才因1926年的研究獲諾貝爾化學獎。高分子化學一旦真正建立起來,人造纖維、玻璃紙、聚氯乙烯和聚乙烯等新材料很快接踵而至。

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