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从尼龙的发明来看,技术创新的困难和曲折

发布日期:2019-09-09 10:32
作者:澳洲幸运10

  尼龙产品在日常生活中随处可见。今年是尼龙第一次上市80周年。尼龙从发明到市场是一个成功的技术创新案例,但通过创新的道路是困难的。

  大自然似乎很吝啬。据统计,10只蚕每年只能吐5克丝,每年只能提供5公斤羊毛。每亩棉田每年只能提供50公斤棉花。为了彻底解决服装问题,人们不能满足大自然的礼物,而是要找到另一种方法来制造纤维。

  合成纤维是德国化学家克拉特第一次尝试。他将PVC溶解在氯苯中并蒸发成糊状,并将其挤压到热水中,但细丝非常脆弱,稍微加热成泥状。克拉特的尝试失败了。

  美国著名的杜邦化工公司长期以来一直重视基础科学研究。1928年,哈佛大学(HarvardUniversity)的化学教师卡罗塞斯(CarosCarosses预计将合成氯丁橡胶,成本低,质量好。1932年,杜邦实现了氯丁橡胶的工业化生产。

  然后Carrosses专注于人工合成纤维。他从克拉特的失败中得到了灵感:只要找到合适的基本材料,合成纤维就有可能成功。Carosses实验室的工作人员正在努力进行各种实验。成千上万的化学品继续从世界各地运来。但几百项实验失败了,花了几十万美元,但杜邦的老板坚决支持卡罗斯。卡罗塞斯给了他尽可能多的钱。。

  杜邦的大力支持使卡罗瑟斯在1930年夏天做了一个又一个的实验,并最终取得了进展。Carosses的助手Hiller博士在催化剂的作用下缩合了乙二醇和腐朽二酸,以产生聚酯。他们发现熔融聚合物可以伸展成长的纤维状细丝。冷却后,它的伸展长度可以达到原来长度的几倍。然而,熔融聚合物具有熔点低、易水解等缺点,无法实际应用Caroses转向另一种高聚酰胺聚酰胺。1934年,Caroses用二元胺代替二元醇制成聚酰胺。聚酰胺也可以在室温下拉伸到原来的长度三到四倍。不规则的长链分子可以在冷拉后沿纤维平行排列。因此,纤维的强度和弹性有了很大的提高。

  Caroses合成了数百种聚酰胺,并于1935年2月命名为Nilon。这是一种具有商业价值的合成纤维,其熔点为2630C,熨烫温度大于纺织品,具有与截面面积相同的钢丝强度。

  在实验室中合成尼龙是另一个困难的过程。这就要求大量生产原料的第二酸二胺,并解决熔体纺丝过程中的运输和测量问题。杜邦采用新的催化技术生产大量廉价的苯酚,然后发明了生产双胺的新技术。采用新型特殊机械设备耐熔聚合物高温新合金材料,开创了熔体纺纱工业缩聚反应技术。自动控制纤维生产过程等。经过不懈的努力,杜邦于1938年10月宣布正式投入生产。

  1939年夏天,纽约世界商品交易会在纽约世界商品交易会上展出了尼龙长统袜。它又薄又轻又强大。尼龙长统袜已成为妇女购买的商品。杜邦的广告语言:我们像蜘蛛丝一样强壮,像蜘蛛丝一样瘦,闪闪发亮的尼龙丝在美国遍布世界各地。1940年,第一家尼龙纤维工厂正式投入生产,最初每年生产300万磅,然后扩大到800万磅。尼龙的生产规模发展迅速。许多国家已经推出了专利工厂。

  Carrosses开创了合成纤维事业。令人窒息的是,他于1937年秋天去世,享年41岁。他在54篇关于合成纤维和合成橡胶的科学论文中获得了52项专利。他的助手Prolay继续研究一系列缩聚反应的基本原理,以建立聚合物溶液聚合物形状和形象的统计力学。因此,他在1974年获得了诺贝尔化学奖。

  杜邦从高聚合物的基础上研究了人工合成纤维尼龙的生产,历时11年,耗资2200万美元。可以说,经历了许多困难和曲折。我们可以从中得到一些有用的灵感。

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