塑料的傳奇故事
作者:高塔姆.奈克
塑料有一部輝煌的歷史。塑料可能是許多笑話嘲弄的對象,但是這種偶然誕生于19世紀(jì)50年代實驗室中的合成材料是現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的名副其實的奇跡,是滲透到人們生活方方面面的一項技術(shù)進(jìn)步。
人們隨處可見經(jīng)久耐用的塑料的身影;垃圾袋、襪子、計算機、飲料瓶、電話機、汽車、甚至連協(xié)和式超音速飛機的機頭也是塑料制造的。塑料還有許多名字:萊克拉、特氟隆、聚乙烯泡沫、阿斯特羅草皮、有機玻璃、人造熒光樹脂、賽璐珞、賽綸、尼龍等等。
塑料的傳奇故事首先是一部創(chuàng)新的故事;它說明一項科學(xué)突破如何在幾十年時間里逐步得到改進(jìn)和完善,轉(zhuǎn)變?yōu)槌汕先f種可靠的、容易制造的商業(yè)產(chǎn)品。這個過程成為本千年經(jīng)濟發(fā)展的標(biāo)志。
塑料的發(fā)展可以追溯到19時間中葉。當(dāng)時,英國為了滿足蓬勃發(fā)展的紡織業(yè)的需要。 ,化學(xué)家們把不同的化學(xué)物質(zhì)混合到一起,希望制造出漂白劑和染色劑?;瘜W(xué)家們特別鐘情于煤焦油,這是以天然氣作燃料的工廠煙囪中凝結(jié)的凝乳狀廢棄物。
倫敦化學(xué)研究所實驗室助理威廉.亨利.鉑金 是開展此項實驗的人員之一。一天,鉑金在擦抹潑灑到實驗室板凳上的化學(xué)試劑時發(fā)現(xiàn),抹布被染成了當(dāng)時很少見的淡紫色。這個偶然發(fā)現(xiàn)使鉑金進(jìn)入了染色行業(yè),終成為百萬富翁。
盡管鉑金發(fā)現(xiàn)的并不是塑料,但是這次偶然發(fā)現(xiàn)具有重要意義,因為它表明可以通過控制天然有機材料的辦法得到人造化合物。制造商們已經(jīng)意識到,木材、琥珀、橡膠、玻璃等許多天然材料要么太稀少,要么由于價格太昂貴或者沒有足夠的彈性而不宜大規(guī)模生產(chǎn)。合成材料是理想的代替品,它既可以在熱力和壓力下改變形狀,也能在冷卻后保持形狀。
倫敦塑料史學(xué)會創(chuàng)始人科林.威廉森說:“當(dāng)時人們面臨著尋找一種價格便宜,容易改變形狀的替代品。”
繼鉑金之后,另一個英國人亞歷山大.帕克斯把氯仿與混合到一起,得到一種想動物茸角一樣堅硬的物質(zhì),這就是種人造塑料。帕克斯希望用這種人造塑料取代由于種植、收割、加工費用而無法廣泛使用的橡膠。
鐵匠出身的紐約人約翰.韋斯利.海厄特試圖用人造材料制造臺球,取代了用象牙制造的臺球。盡管他未解決這個問題,但他卻發(fā)現(xiàn):把與一定量的溶劑混合到一起,就能得到一種在加熱以后可以改變形狀的材料。海厄特把這種材料稱之賽璐珞。這種新型塑料具有用機器和非技術(shù)工人大規(guī)模生產(chǎn)的特性。它為電影行業(yè)帶來了一種堅固而有彈性、能夠把影像投射到墻上的透明材料。
賽璐落還促進(jìn)了家用唱片業(yè)的大發(fā)展,并且終取代了早期的圓柱唱片。后來的塑料可用于制造乙烯基唱片、盒式磁帶;后由聚碳酸脂制成激光唱片。
賽璐珞使照相成為一種具有廣闊市場的活動。在喬治.伊斯曼對賽璐珞加以開發(fā)之前,照相是一種既費錢又繁瑣的愛好,因為攝影師必須自己沖洗膠卷。伊斯曼想出了一個新主意:客戶把拍完的膠卷送到他開設(shè)的店里,他為客戶把膠卷沖洗出來。賽璐珞是種能夠做成薄片并能卷起來裝進(jìn)照相機中的透明材料。
大約就在這個時候,伊斯曼遇到一位年輕的比利時移民萊奧.貝克蘭。貝克蘭發(fā)現(xiàn)了一種對光特別敏感的印相紙。伊斯曼以75萬美元(相當(dāng)于現(xiàn)今的250萬美元)的高價買下了貝克蘭的發(fā)明。手頭有了資金,貝克蘭建起了一個實驗室。并于1907年發(fā)明了酚醛塑料。
這種新材料取得了極大的成功,用酚醛塑料制造的產(chǎn)品有電話、絕緣電纜、紐扣、飛機螺旋槳,還用它制成了質(zhì)量極好的臺球。
派克鋼筆公司用酚醛塑料制造出各種自來水筆。為了證明酚醛塑料的牢固性,該公司向公眾作了公開演示,把筆從高層建筑物上拋下?!稌r代》雜志專門以一篇封面文章介紹酚醛塑料的發(fā)明人以及這種可以“使用上千次的材料”
若干年以后,杜邦公司的實驗室也是在偶然情況下取得了另一項突破:制成了被稱之為人造絲綢的產(chǎn)品尼龍。1930年,在杜邦公司實驗室工作的科學(xué)家華萊士.卡羅瑟斯把一根加熱的玻璃棒浸入長分子有機化合物中,獲得了一種非常富有彈性的材料。盡管用早期尼龍制成的衣服在熨斗的高溫作用下熔化了,但是它的發(fā)明人卡羅瑟斯繼續(xù)開展研究,大約八年以后,杜邦公司推出了尼龍。
尼龍在軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,降落傘和鞋帶等軍用品都是用尼龍制成的。但婦女的尼龍的熱心使用者。1940年5月15日,美國婦女把杜邦公司生產(chǎn)的500萬雙尼龍襪搶購一空。尼龍襪供不應(yīng)求,一些商人開始以絲襪冒充尼龍襪。
但尼龍的成功故事卻出現(xiàn)了悲劇性結(jié)局:它的發(fā)明人卡羅瑟斯服用自殺身亡?!端芰稀芬粫淖髡呤返傥?芬尼切爾說:“我在讀了卡羅瑟斯的日記以后得出的印象是:卡羅瑟斯對于自己發(fā)明的材料被用于生產(chǎn)女人穿的襪子感到非常沮喪。他是一位學(xué)者,這使他感到受不了。”他覺得人們會認(rèn)為他的主要要成就只不過是發(fā)明了一種“平凡的商業(yè)產(chǎn)品”。
在杜邦公司陶醉于自己的產(chǎn)品受到人們廣泛喜愛的同時。英國人在戰(zhàn)爭時期發(fā)現(xiàn)了塑料在軍事領(lǐng)域的許多用途。這一發(fā)現(xiàn)也是在偶然之中取得的。英國化學(xué)工業(yè)公司實驗室的科學(xué)家們在開展一項與此毫不相干的實驗過程中,發(fā)現(xiàn)試管的底部有一種白色的蠟狀沉淀物。經(jīng)化驗,發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)是極好的絕緣材料,它的特性與玻璃不一樣,雷達(dá)波能夠從中穿過??茖W(xué)家們稱它為聚乙烯,用它建造為雷達(dá)站接風(fēng)擋雨的房屋,使雷達(dá)在陰雨和濃霧氣候條件下仍然能捕捉敵方飛機的蹤影。
塑料史學(xué)會的威廉森說:“有兩個因素推動者塑料的發(fā)明不斷向前。一個因素是賺錢的欲望,另一個因素是戰(zhàn)爭。”然而,是隨后的幾十年使塑料真正成為芬尼切爾稱之為“合成材料世紀(jì)”的標(biāo)志。50年代出現(xiàn)了用塑料制成的食品容器、水罐、肥皂盒等家用制品;6年代出現(xiàn)了可以充氣的椅子。到了70年代,由于環(huán)保主義者指出塑料不能自行降解。人們對塑料制品的熱情下降了。
但是,到了8年代和90年代,由于汽車和計算機制造業(yè)對塑料的巨大需求,塑料進(jìn)一步鞏固了自己的地位。要想否認(rèn)這種無處不在的平凡物質(zhì)是不可能的。50年前,上每年只能生產(chǎn)幾萬噸塑料;如今,全每年的塑料產(chǎn)量超過1億噸。美國每年的塑料產(chǎn)量超過鋼、鋁和銅產(chǎn)量的總和。
具有新奇性的新塑料仍在不斷地被發(fā)現(xiàn)。塑料史學(xué)會的威廉森說:“設(shè)計師和發(fā)明家們在下一個千年中使用的將是塑料,沒有任何家族的材料像塑料一樣,能讓設(shè)計師和發(fā)明家們以非常低廉的價格完成自己的發(fā)明創(chuàng)造。
硅油二甲基硅油硅脂摘自《參考消息》1999年5月19日