BAKELIT: 100 let slávy

Fenolická pryskyřice byla nejprve použita jako snadno tvarovatelný, vysoce kvalitní izolátor, který chránil před vysokými teplotami a elektrickými proudy, a poté se stal hlavním materiálem stylu Art Deco.
Fenolformaldehydová pryskyřice je první syntetický plast, „zrozený z tajemství a ohně“, jak o něm napsal časopis Time. Bakelit letos oslaví 100 let. Leo Bakeland požádal o svůj slavný patent „teplo a tlak“ 13. července 1907 a byl mu udělen ve Spojených státech 7. prosince 1909.

Téměř okamžitě se materiál stal senzací. Objevil se právě ve chvíli, kdy se teprve rozvíjel elektrotechnický a automobilový průmysl. Výrobci hledali izolační materiál, který by se dal snadno formovat a byl levný. Železnice. Telefony. Letectví. Fotografie. Všechny oblasti vyžadovaly odolný, vysoce kvalitní materiál, který nebylo možné vyrobit z tehdy dostupných surovin.
První komerční bakelitový lisovaný výrobek, vysokonapěťové koncovky cívek, vyrobila společnost Boonton Rubber Co. z Bontonu, New Jersey.
Bakelit, odolný vůči teplotě, vlhkosti a kyselinám, byl prakticky nezničitelný. Postupně nahradil izolátory z pryže, šelaku a gutaperče. Brzy se začal používat v toustovačích, kávovarech, vysoušečích vlasů, elektrických žehličkách, vysavačích, objímkách lamp, sluchátkách atd. Na straně automatizace bylo nejvýznamnější použití bakelitu v krytech rozdělovačů a chladičů, přístrojových deskách, klikách dveří a klasických těžkých ovládacích kolech lisovaných z bílého a hnědého bakelitu.

Fenolformaldehydová pryskyřice přinesla „stylovost“ designu rádií a per Parker, předmětů, které jsou dnes sběrateli vysoce ceněné.
Bakelit nebyl první plast. V závislosti na výkladu slova mohou být zvířecí kosti také nazývány plasty, protože po změkčení mohou mít jakýkoli tvar. Od poloviny 1880. let XNUMX. století začaly některé společnosti používat lisy plunžrového typu k formování šelaku a gutaperče do knoflíků, hřebenů, šperků a suvenýrů.
V roce 1907 byl dusičnan celulózy již značně zastaralý. Angličan Alexander Parkes získal první patent na materiál zvaný parksin v letech 1855 až 1865, podle knihy A History of Plastics – United States od Harryho Duboise. V roce 1870 si americký vynálezce John Wesley Hyatt patentoval celuloid. Parkesine Co se rychle stáhla ze hry – celuloid vyhrál.
Na rozdíl od celuloidu však bakelit nehořel ani se neroztavil a acetát celulózy jako bezpečnější alternativa se do té doby na trhu ještě neobjevil. Bakelit byl navíc duroplast – jakmile nabyl určitého tvaru, už se nedal znovu roztavit. Díky tomu byl materiál odolný proti opotřebení, ideální pro roli izolantu. Bakelitové magnetospojky a další díly umožnily vývoj moderního zapalovacího systému Delco, takže ruční natahovací mechanismus je minulostí.
Oba první termoplastické plasty, nitrocelulóza a acetát celulózy, byly považovány za polosyntetické nebo „přírodní“ plasty, protože obsahovaly přírodní materiály, jako je dřevěná celulóza nebo bavlna modifikovaná kyselinami.
Bakelit byl však 100% syntetický. A příběh o tom, jak belgický rodák přišel ke svému vynálezu v Jonkers v New Yorku, spojuje prvky historie americké imigrace, podnikatelského ducha té doby a dlouhé tvrdé práce, která nakonec vede k vědeckému průlomu.
Vždy chtěl dělat něco užitečného pro lidi.

Příjezd do Ameriky
Leo Backland se narodil 14. listopadu v belgickém Gentu. Rodina žila velmi skromně. Jeho otec Karel pracoval jako obuvník a toto řemeslo ovládal i mladý Leo. další vzdělávání, otec byl ostře proti jeho dalšímu vzdělávání, ale jeho matka Rosalia, která pracovala jako služka, vždy považovala svého syna za velmi schopného (alespoň podle knihy Harolda Evanse „They Made America“). Rosalia získala stipendium na vzdělání svého syna na vládní škole, kde následně dosáhl velkého úspěchu.
Leova dětská vášeň pro fotografování ho přivedla ke studiu chemie. Vystudoval s vyznamenáním na univerzitě v Gentu, kde studoval pod vedením profesora Theodora Swartsa, do jehož dcery Celine Swartsové byl šíleně zamilovaný výzkumná a výuková práce a znovu si být blízcí s Celine.
Profesor Swarts tento vztah neschvaloval, ale Backland se přesto 8. srpna 1889 oženil s Cecile. O dva dny později odjeli do New Yorku, kde spojili líbánky a trénink. Peníze na cestu poskytla univerzita.
V Belgii byl Backland vycházející hvězdou, ale nikdy nelitoval, že opustil svou rodnou zemi a vzdal se tak čestného „titulu“. Všechny své slavné objevy učinil v USA.
V Gentu by se Backland těšil klidné práci a stabilní finanční podpoře. Ale v Americe progresivní myšlenky aplikované vědy a obchodu sloužily ekonomické prosperitě tím, že rozvíjely ducha soutěže. A New York byl jeho epicentrem.
„Cítil, že atmosféra New Yorku více odpovídá jeho způsobu myšlení a jeho velkým snům vytvořit něco mimořádného,“ říká Hugh Karraker, pravnuk Lea Backlanda, který žije v Connecticutu k propagaci Backlandových úspěchů ve stoletém roce jeho objevu bakelitu.
Po své lásce k fotografii začal Backland pracovat jako chemik ve fotografickém průmyslu. O deset let později se stal společníkem společnosti, která vyvíjela fotografický papír Velox. V roce 1899 George Eastman, jehož korporace Eastman Kodak přinesla veřejnosti vývoj ve fotografii, koupil Velox za 1 milion dolarů.

Ve věku sotva 36 let byl Backland milionářem. On a jeho rodina se přestěhují na panství Snug Rock v Yonkers s výhledem na Hudson. Bakeland si mohl ušetřit více práce, ale podle jeho pravnuka slavný chemik nikdy nepřemýšlel o tom, že by odešel do důchodu tak brzy. Vydělané peníze použil na financování nezávislého výzkumu v oblasti, kterou studoval na univerzitě v Gentu: chemické reakce mezi fenoly a formaldehydy.
Backland nebyl z těch, kteří by se spokojili s tím, co měl. Neúnavný badatel zpochybňoval všechny pravdy a nikdy nepřestal hledat náhradu za šelak.
Velký chemik neměl rád život vysoké společnosti. „Celý život bojoval proti škodlivému vlivu peněz a pohrdal všemi projevy luxusu,“ říká Karraker. „Všechny bohaté lidi považoval za lenochy a nechtěl žádným způsobem sdílet jejich osud. Backland měl velmi jasný postoj k těm, kteří penězům přikládají příliš velký význam.“
Backland si poblíž svého domova zřídil malou laboratoř.

Lepší než brouci
Backland samozřejmě nebyl sám, kdo hledal lepší izolant. Použití šelaku bylo jedním z nejnaléhavějších témat chemického výzkumu na přelomu dvou století. Jediným zdrojem šelaku byly exkrementy samice ploštice, která je běžná pouze v Indii a jihozápadní Asii.
Společnost They Made America zdůrazňuje, že výroba pouhé jedné libry pryskyřice si vyžádala aktivitu 15 XNUMX samic šupináče během šestiměsíčního období.
Jiní výzkumníci také pracovali na smíchání fenolu a formaldehydu, aby vytvořili přilnavý polyester plněný skleněnými vlákny. Původním cílem Backlandu bylo najít náhradu za šelak, který po nanesení na dřevo chemickou reakcí ztvrdl na nerozpustný materiál.
Během několika let, jak se na obzoru rýsovalo 20. století, Backland metodicky zaznamenával výsledky svých experimentů s nesčetnými kombinacemi různých podmínek – přidáváním rozpouštědel, činidel a plniv, různou úrovní tepla a tlaku. Znovu a znovu jeho pokusy končily neúspěchem.
Nakonec zjistil, že rostoucí teplota zrychluje rychlost chemických reakcí, ale tlak je brzdí.
Do deníku si napsal, že materiál, který vytvořil, je „nerozpustný ve všech rozpouštědlech a nezměkne“. Dal látce jméno, které by se mohlo líbit jen chemikovi: anhydrid oxybenzylmethylenglykolu. Naštěstí je v jeho deskách také eufoničtější název – „bakelit“. O bakelitu se brzy dozvědí miliony lidí po celém světě.
K výrobě materiálu Backland vyvinul vysokotlakou nádobu ve tvaru vejce, kterou nazval „Bakelizer“ a zaměstnanci ji přezdívali „Old Friend“. Bakelizer je nyní umístěn v Národním muzeu americké historie ve Smithsonian Institution ve Washingtonu.
„Old Friend“ byl instalován v Baekelandově garáži sousedící s laboratoří. „Po vypuknutí vážného požáru v laboratoři se lékař rozhodl, že raději přijde o garáž než o laboratoř,“ říká jeden z jeho asistentů Lawrence Bick, jehož slova jsou citována v knize „A History of Plastics – USA“.
Protože k domu ještě nebylo protaženo elektrické vedení, použil Backland k pohonu míchadla parní stroj ze starého Whitea.
Zde je návod, jak Bick popisuje výzvy klíčového technologického procesu:
„Při výrobě prvního lesklého nátěru muselo být přidání alkoholu ve správný okamžik provedeno rychleji, než to dovolila malá ruční pumpa, takže se alkohol uvolnil na horkou pryskyřici otevřeným poklopem za rukojeti. písty čerpadla. Byl to vždy vzrušující, dokonce bych řekl, vzrušující okamžik. Lewis Taylor provedl tuto akci v bezpečné vzdálenosti, obklopen svými spolupracovníky, kteří proces pozorovali – často včetně rodiny Backland. Požáry způsobené výpary alkoholu byly běžným jevem a byly uhašeny zabouchnutím dveří poklopu, což přerušilo přívod kyslíku. Požár se často rozšířil do kondenzátoru a způsobil menší požáry ve skladovém prostoru ve druhém patře garáže.“
Tak byl v roce 1909 získán první bakelit pro komerční použití.
Díky své metodické a usilovné práci na nalezení správné kombinace byl Backland v roce 1916 oceněn Perkinovou medailí, nejvyšším vyznamenáním v aplikované chemii, dva roky poté, co Hyatt získal stejné ocenění.
Jak je popsáno v A History of Plastics: USA, předávání medaile šťastnému příjemci, S.F. Chandler řekl následující: „Když fenol reaguje s formaldehydem za normálních podmínek, výsledkem může být cokoliv jiného než bakelit.“

Nový obchodní model
Backland představil svůj vynález veřejnosti 5. února 1909, když hovořil s newyorskou pobočkou Americké chemické společnosti.
Jeho původním plánem bylo prodat licence společnostem, které si přejí vyrábět bakelit.

Bohužel zahraniční výrobci udělali příliš mnoho chyb, takže v roce 1910 otevřel Buckland vlastní továrnu General Bakelite Co. v Perth Amboy, New Jersey. Tržby rychle rostly, ze 700000 1913 liber v roce 8,8 na 1922 milionů v roce XNUMX, uvádí autor knihy They Made America.
Backland vybudoval továrny v Evropě a Japonsku, vydal licence na výrobu bakelitu a postupně jej distribuoval do celého světa.
Velký význam mělo získání patentu na použití bakelitu místo šelaku v brusných kotoučích. To dalo impuls masové výrobě automobilů.
Vzhledem k tomu, že bakelit byl zcela nový vynález, společnost General Bakelite vydala řadu informačních listů, které spotřebitelům vysvětlovaly jeho povahu a význam, který má specifické vlastnosti a je důležitým členem rodiny plastů.
Fenolformaldehydová pryskyřice může být vyrobena z prášku lisováním nebo lisováním do předlisku a poté vstřikováním. Společnost také vyráběla tekuté pryskyřice.
Byznys místních zpracovatelů nabíral na obrátkách. Některé, jako je Chicago Molded Products Co. a General Industries Co. z Ohia, vyrostla ve velké korporace výrobou automobilových signálních tlačítek z bakelitu lisováním forem.
Společnost Kurz-Kasch Inc., založená v Daytoně ve státě Ohio v roce 1916, je i nadále jedním z předních zpracovatelů termosetových plastů lisováním. Prvním produktem, který společnost vydala, byly uzávěry lahví.
Backland své patenty energicky hájil. Po několika „bitvách“ vydal licence oběma společnostem. V roce 1922 inicioval fúzi General Bakelite, Remanol a Condensite, ze kterých se stala Bakelite Corp.
Ve dvacátých a třicátých letech 20. století zažila celá země „rádiovou mánii“. Bakelit se dostal do milionů domácností jako součást rádií a stal se jedinečným symbolem moderního života.
Bakelite Corp. úzce spolupracovala s designéry na propagaci plastů na trhu. Umístění série reklam o tom, jak by použití bakelitu a zavedení moderního designu mohlo vyvést zemi z Velké hospodářské krize, přineslo své ovoce.
V roce 1939, Backland prodal společnost Union Carbide Corp. Stěhuje se na Floridu a vede poměrně uvolněný životní styl, plachtění, zahradničení a práci na psaní knihy. Velký chemik zemřel v roce 1944 ve věku 80 let.
V roce 1924 se Backland objevil na obálce časopisu Time. V článku bylo uvedeno následující: „Ti, kteří mají představu o schopnostech bakelitu, tvrdí, že za pár let bude použit v jakémkoli výrobním zařízení.
To se u termosetové fenolové pryskyřice nestalo. Novinář Time však nemohl předvídat explozi popularity termoplastů, které se začaly všude používat po roce 1952, kdy William Willert vynalezl vstřikovací lis s vratným šroubem, který nahradil staré pístové zařízení.
Dnes jsou termoplasty nesporným lídrem v tomto odvětví. Termosetový plast je pouze malým segmentem tohoto trhu. Nadále se však vyrábí bakelit, který má nejširší spektrum použití.
„Prakticky všechny automobilové brzdy, veřejná doprava a dokonce i letadla jsou vyrobeny z fenolických pryskyřic,“ říká Julia Harp, viceprezidentka společnosti Hexion Specialty Chemicals Inc. Hexion vznikla v roce 2005 po sloučení Borden Chemical Inc., Bakelite AG a dvou dalších společností. Německá Bakelite AG sahá až do roku 1910, kdy ji Leo Backland sloučil s Rütgers AG.
Bakelit se stále používá v takových „klasických“ aplikacích, jako jsou automobilové a elektrické výrobky, a podle Harpa v raketoplánech.
Sumitomo bakelit Co. Ltd, japonský výrobce fenolových pryskyřic, nepoužívá pro své materiály značku „bakelit“, říká mluvčí společnosti, „ale zůstává věrný několika známým jménům – Durez, Vyncolit a Rogers.“
Termosetové plasty mohou zažít těžké časy. V roce 100. výročí fenolformaldehydových pryskyřic se však výrobci vracejí do dob, kdy byly termosety na tom nejlépe.
„Bakelit je zakladatelem průmyslu syntetických plastů a o 100 let později pokračujeme ve zdokonalování produktů na základě práce velkého chemika,“ řekl Kurt Swogger, viceprezident obchodní jednotky Dow Chemical Co. Dow koupil Union Carbide v roce 1999
Swogger, který dříve působil jako viceprezident Dow Chemical Co. ve výrobě plastů a chemikálií, říká, že moderní Americe chybí dřina a odhodlání neúnavného Belgičana. „Kdyby více lidí mělo stejnou energickou žízeň po aktivitě jako Dr. Backland, naše společnost by byla mnohem lepší.“

19.04.2011 Prodáme terpentýn Nižnij Novgorod