杜邦如何成就尼龍成為塑料中的經(jīng)典？

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導(dǎo)讀：

（一）、尼龍的歷史

人造絲創(chuàng)造尼龍，作為世界上最先出現(xiàn)的合成纖維，今年，尼龍迎來(lái)了它第75個(gè)生日。

1926年美國(guó)最大的工業(yè)公司-杜邦公司出于對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的興趣，開(kāi)展有關(guān)發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)研究。1927年杜邦公司決定每年支付25萬(wàn)美元作為研究費(fèi)用，并開(kāi)始聘請(qǐng)化學(xué)研究人員。1928年成立基礎(chǔ)化學(xué)研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯(Wallace H. Carothers,1896～1937)博士受聘擔(dān)任該所有機(jī)化學(xué)部的負(fù)責(zé)人，他主持了一系列聚合方法獲得高分子量物質(zhì)的研究。

華萊士·卡羅瑟斯

卡羅瑟斯的想法是做一個(gè)高聚物纖維，它的面料熔點(diǎn)必須高到足以經(jīng)受住正常使用，同時(shí)還需低到足以進(jìn)行處理和批量紡織。他首先研究雙官能團(tuán)分子的縮聚反應(yīng)，通過(guò)二元醇和二元羧酸的酯化縮合，合成長(zhǎng)鏈的、相對(duì)分子質(zhì)量高的聚酯。在不到兩年的時(shí)間內(nèi)，卡羅瑟斯在制備線型聚合物特別是聚酯方面，取得了重要的進(jìn)展，將聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量提高到10 000～25 000，他把相對(duì)分子質(zhì)量高于10 000的聚合物稱為高聚物(Superpolymer)。

1930年，卡羅瑟斯的助手發(fā)現(xiàn)，二元醇和二元羧酸通過(guò)縮聚反應(yīng)制取的高聚酯，其熔融物能像制棉花糖那樣抽出絲來(lái)，而且這種纖維狀的細(xì)絲即使冷卻后還能繼續(xù)拉伸，拉伸長(zhǎng)度可達(dá)到原來(lái)的幾倍，經(jīng)過(guò)冷卻拉伸后纖維的強(qiáng)度、彈性、透明度和光澤度都大大增加。

這種聚酯的奇特性質(zhì)使他們預(yù)感到可能具有重大的商業(yè)價(jià)值，有可能用熔融的聚合物來(lái)紡制纖維。

然而，繼續(xù)研究表明，從聚酯得到纖維只具有理論上的意義。因?yàn)楦呔埘ピ?/span>100 ℃以下即熔化，特別易溶于各種有機(jī)溶劑，只是在水中還稍穩(wěn)定些，因此不適合用于紡織。

隨后卡羅瑟斯和他的助手專(zhuān)注于尋找新的材料，酰胺由酸及氨的衍生物制成的材料。1934年5月，化學(xué)家唐·科夫曼取得了第一個(gè)超聚酰胺。兩個(gè)月后，化學(xué)家韋斯利彼得森做出了以蓖麻油作原料的聚酰胺，但蓖麻油并沒(méi)有足夠大的量能被用做原料。

卡羅瑟斯又對(duì)這一系列的聚酯和聚酰胺類(lèi)化合物進(jìn)行深入的研究。經(jīng)過(guò)多方對(duì)比，1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺6/6。這種聚酰胺不溶于普通溶劑，熔點(diǎn)為263 ℃，高于通常使用的熨燙溫度，拉制的纖維具有絲的外觀和光澤，在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上也接近天然絲，其耐磨性和強(qiáng)度超過(guò)當(dāng)時(shí)任何一種纖維。

接著，杜邦公司又解決了生產(chǎn)聚酰胺6/6原料的工業(yè)來(lái)源問(wèn)題，于1939年12月12日重新定名為耐綸(Nylon)開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，這也是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的合成纖維品種。

（二）、尼龍的處女作

1938年杜邦公司生產(chǎn)尼龍絲襪風(fēng)靡各地

尼龍的合成奠定了合成纖維工業(yè)的基礎(chǔ)，尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿，1939年10目24日杜邦公在總部所在地公開(kāi)銷(xiāo)售尼龍絲長(zhǎng)襪時(shí)引起轟動(dòng)，被視為珍奇之物爭(zhēng)相搶購(gòu)。人們?cè)谩跋笾虢z一樣細(xì)，象鋼絲一樣強(qiáng)，象絹絲一樣美”的詞句來(lái)贊譽(yù)這種纖維，到1940年5月，尼龍纖維織品的銷(xiāo)售遍及美國(guó)各地，隨后剩下的7個(gè)月時(shí)間，杜邦公司更賺得300萬(wàn)美元，還清尼龍項(xiàng)目的整個(gè)研發(fā)預(yù)算。

二戰(zhàn)期間，尼龍工業(yè)被轉(zhuǎn)向制造降落傘、飛機(jī)輪胎簾子布、軍服等軍工產(chǎn)品。美國(guó)陸軍收購(gòu)了全部的尼龍產(chǎn)品，用以制造百余種軍事裝備。

由于尼龍的特性和廣泛的用途，二戰(zhàn)過(guò)后發(fā)展依舊非常迅速，因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)切斷了日本的絲綢用品，尼龍制產(chǎn)品需求較1946年更甚，從絲襪、衣著到地毯，漁網(wǎng)等，尼龍制產(chǎn)品以難以計(jì)數(shù)的方式出現(xiàn)。

（三）、汽車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用

尼龍是偶然機(jī)遇下創(chuàng)造出的非凡產(chǎn)品。雖然尼龍的處女作是纖維織物，隨著時(shí)間洪流“絲襪”一詞也以替代尼龍成為代名詞。而尼龍材料作為模塑樹(shù)脂材料也被發(fā)現(xiàn)在汽車(chē)市場(chǎng)擁有其重要的市場(chǎng)地位。

“尼龍是夢(mèng)幻般的汽車(chē)用材料。”杜邦公司的理查德·梅奧在最近的一次電話采訪中說(shuō)。他是杜邦公司高性能聚合物的全球業(yè)務(wù)總監(jiān)，在銷(xiāo)售、技術(shù)和管理方面已經(jīng)由20年以上的經(jīng)驗(yàn)，他表示，尼龍定位于樹(shù)脂與工程樹(shù)脂之間，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，它可以比以前處理更高的溫度。因?yàn)楫?dāng)你增加樹(shù)脂玻璃耐熱性的同時(shí)，也提高了它的強(qiáng)度。

其實(shí)早在1941年，尼龍就被用作成型樹(shù)脂。這些應(yīng)用包括閥桿、接線夾和擋風(fēng)玻璃刮水器系統(tǒng)。最顯著的一個(gè)汽車(chē)應(yīng)用是1956年，法國(guó)汽車(chē)制造商雪鐵龍用尼龍制作塑料散熱器風(fēng)扇。

尼龍已經(jīng)被應(yīng)用于各種汽車(chē)零部件超過(guò)50年

而近年來(lái)，隨著尼龍聚合、改性和加工成型技術(shù)的發(fā)展，尼龍材料在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊。多品種、高性能、專(zhuān)用化是當(dāng)前尼龍工程塑料在汽車(chē)工業(yè)中應(yīng)用研究的重點(diǎn)。

目前世界PA和PA66在汽車(chē)市場(chǎng)中的應(yīng)用占有比例分別為34%和50%，但隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，PA樹(shù)脂和配混料不斷開(kāi)發(fā)出綜合性能更優(yōu)和滿足專(zhuān)門(mén)性能的PA改性配混料，新牌號(hào)層出不窮，汽車(chē)是PA最大應(yīng)用市場(chǎng)，反過(guò)來(lái)又影響和促進(jìn)PA改性料向高性能化、系列化和專(zhuān)用化方向發(fā)展和新牌號(hào)的研究開(kāi)發(fā)。預(yù)計(jì)未來(lái)PA在汽車(chē)上應(yīng)用仍將保持較高的需求增長(zhǎng)率，尼龍?jiān)蠌S、加工廠和最終用戶合作開(kāi)發(fā)高性能、容易加工、低成本、針對(duì)性強(qiáng)和環(huán)境更友好的專(zhuān)用PA新配混料來(lái)擴(kuò)大應(yīng)用，進(jìn)入新的汽車(chē)部件市場(chǎng)。

（四）、結(jié)語(yǔ)：回顧尼龍發(fā)展史，尼龍產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展占據(jù)著重要地位。未來(lái)尼龍仍將繼續(xù)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，促進(jìn)工程塑料高性能化進(jìn)程。（來(lái)源21中塑在線，粵高分子再編輯整理）

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