=======================================================
現在提起塑料,誰人不知?但要說賽璐珞是什麽?可能有人就不免語塞。其實,賽璐珞是塑料的老祖宗,賽璐珞是英文“celluloid”的譯音,它有兩個意思,壹是假象牙;二是叫電影膠片。妳也許會奇怪,賽璐珞和這兩種東西有什麽關系?但壹查歷史還真有點關系。愛好體育的人都知道臺球,過去的臺球大多是有錢階層的娛樂活動,到19世紀,在美國已非常盛行。那時的臺球是用象牙做的,顯得很高雅。但當時非洲的大象不斷減少,美國差不多完全得不到象牙來制作臺球,這可愁壞了臺球制造廠的老板。於是宣布:誰能發明壹種代替象牙做臺球的材料,誰就能得到1萬美元的獎金。這在當時可不是壹筆小數目。
有句話叫“重賞之下必有勇夫”,雖不完全符合事實,但的確有點兒刺激性。1868年,在美國的阿爾邦尼地方有壹位叫約翰·海阿特的人,他本是壹位印刷工人,但對臺球也很感興趣,於是他決定發明出壹種代替象牙制作臺球的材料。他夜以繼日地冥思苦想。開始他在木屑裏加上天然樹脂蟲膠,使木屑結成塊並搓成球,樣子倒像象牙臺球,但壹碰就碎。以後又不知試了多少東西,但都沒有找到壹種又硬又不易碎的材料。
功夫不負有心人,壹天,他發現做火藥的原料硝化纖維在酒精中溶解後,再將其塗在物體上,幹燥後能形成透明而結實的膜。他就想把這種膜凝結起來做成球,但在試驗時壹次又壹次地失敗了。要說海阿特真是個不屈不撓的人,他並不灰心,仍然壹如既往地進行探索,終於在1869年發現,當在硝化纖維中加進樟腦時,硝化纖維竟變成了壹種柔韌性相當好的又硬又不脆的材料。在熱壓下可成為各種形狀的制品,當真可以用來做臺球。他將它命名為“賽璐珞”。
據說海阿特並沒有得到1萬美元的獎金。但對他來說這是小事壹樁,因為這時他已成了壹個大發明家,他準備用自己的發明獲得更多的效益。1872年,他在美國紐瓦克建立了壹個生產賽璐珞的工廠,除用來生產臺球外,還用來做馬車和汽車的風擋及電影膠片,從此開創了塑料工業的先河。1877年,英國也開始用賽璐珞生產假象牙和臺球等塑料制品。後來海阿特又用賽璐珞制造箱子、鈕扣、直尺、乒乓球和眼鏡架。
從此,各種不同類型的塑料層出不窮,現在已經工業化的塑料就有300多種,常用的有60多種,至於用這些塑料生產出的形形色色的產品,那就數都數不清,遍及國民經濟的所有部門,現在誰家沒有塑料制品?
壹個小小的臺球,由於缺乏原材料,竟然能引出壹種遍及世界的新材料,這其中有許多值得人們思索的哲理。有誌於發明創造的同學們壹定可以從中得到啟發。
==========================
當今五光十色的塑料制品在生產及人們的生活中比比皆是,可是 壹個多世紀前,卻只有依賴天然塑料物質—毛發、蹄腳、角質物等為原料,生產各式各祥的梳篦、風擋、刷把、鈕扣等傳統工藝產品。顯然塑料工業的產生與發展也與其它化學化工產品壹樣。經歷了壹段自身發展的過程.
壹、由“象牙問題”引發的研究
壹個多世紀前,當利用骨頭、蹄腳、龜甲等生產“天然塑料物質”制品被摒棄之時、象牙的需要量卻不斷增加.當時為了獲取象牙,每年要殺死2萬頭以上的的大象,價值高達200萬英磅。盡管每頭象的長牙(獠牙)產量低而且法律不容許偷獵和交易。如今象牙雕刻在非洲和亞洲還是屢見不鮮,象牙從動物例如海象
(Walrus)和河馬(Hippotamus)的獠牙和其它部位的牙獲得,但最堅硬、最企求的是從西非象所得到的象牙,因而西非象所受到的厄運最大而已經到了非保護不可的地步,但盡管如此,偷獵者每年繼續殺死幾千頭大象,這並非是為了食肉,而是為了其身上那非常值錢的牙。出乎意外的是蘇格蘭傳教士和研究者D.李溫士敦(David Livingstone 1813~1871)博士卻認為大象的供給是消耗不完的。幸好英國的D.史畢爾(Daniel Spill)和A.帕克斯(Alexander Parkes)及美國的J.W.海厄特(J.W.Hyatt)與I.S.海厄特(I.S.Hyatt)兄弟倆並未為上述見解所禁錮。他們試圖通過研究發明代用的物質以解決這壹“象牙問題”,因而導致假象牙—賽璐珞的出現。
二、最早的“天然塑料物質”
毛發、蹄腳、角質物、羽毛等纖維蛋白都是含有高硫量的聚合物。它們對於溶劑和化學品是不溶性的,相對說來不起化學作用。這些天然塑料物質浸入熱水中而後冷卻至室溫可以成型。在鈕扣生產中,牛蹄腳是常常易於獲得的壹種固體材料。18世紀時老的制造工藝為熱壓模技術所代替,它通過磨碎蹄腳用熱壓模制造鈕扣,因為存在於蹺腳中的天然膠適合作為模壓扣的膠結劑。
1760年美國的羅伊斯(E. Noyes)用蹄腳制造裝飾梳,當時美國的萊明斯特(Leominster)成為著名的“梳城”。在萊明斯特集中了壹批制梳工廠,導致許多塑料制造器械的發展,經過不斷改進迄今仍在使用。由於制梳工廠雲集,英明斯特變成美國最早的塑料“首府”。
至於“梳城”,實際上我國江蘇的常州市及該市所屬武進縣陳渡橋。其傳統產品梳蓖早在三千多年前的商代時期即已聞名,此外歷史上西漢的楊雄《長楊賦》中曾有“頭蓬不暇梳”,而杜甫《水宿遣興奉呈群公》詩中也有“發短不勝蓖”的佳句。我國最早的梳蓖可能也是取材於竹木、蹄腳之類的天然塑料物質。常州的梳篦清朝時代在美國費城、德國萊比錫以及巴拿馬等國際博覽會上榮獲金獎。素有“名蓖宮梳”美稱解放後,隨著新興合成材料工業的湧現。梳篦生產有了進壹步的發展。不僅暢銷全國各地而且遠銷歐洲及東南亞等20多個國家,所以世界上真正的“梳蓖城”應在中國。
三、纖維素硝酸酯 —賽璐珞的合成
纖維素分子中的羥基與硝酸生成酯,稱之纖維素硝酸酯,它是用硝酸硝化纖維素(多數情況下的棉花) 制備的。
根據上列反應分子中氮所占比例是14.14%,工業生產的硝化纖維素含氮量總是比這壹理論值低。這即是說,纖維素分子中不是所有的羥基都與硝酸酯比、而只有部分羥基與硝酸產生酯化反應.硝酸酯化程度較高的, 含氮量12.6—13.4%硝化纖誰素(高硝比纖維素稱為火棉(Guncotton),它易燃燒和爆炸。是無煙火藥的主要原料。也可用於生產硝基漆,含氮量10—11%硝化度較低的硝化纖維索稱為火棉膠纖維素,其乙醇、乙醚溶液就是壹般封瓶口用的火棉膠(或稱珂羅玎ColIodin)。
1869年海厄特(J.W.Hyatt 1837~1920)在尋求制臺球的象牙代用品時,把硝比纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下***熱使它於模型,然後在常壓下硬化。他研制出第壹個合成塑料是壹種堅韌材料,具有很大的抗張強度,耐水, 耐油、耐酸,能夠低成本地生產各種顏色的產品,為現代塑料工業的發展開拓了道路。
應於指出對發明象牙物質代用品這壹歷史做出貢獻的人還有F.H.布剌康拉特(F.H.Braconnot 1781~1855)以及T.J.皮樂茨(T.J.Pelouze 1807~1867),1833年布刺康拉特率先硝化澱粉制成Xylodine(賽勞丁硝化澱粉),皮樂茨繼而硝化纖維素制成Pyroxylin(焦木素、低氮硝化纖維素)。1846年瑞士的C.F.薜拜因(C.F.Schonbein)用硫酸和硝酸的混和酸作為硝化劑處理纖維素生產纖維素衍生物,薛拜因稱之為火棉,這種火棉可用作炸藥。
四、由牙科產品創出壹條成功之路
海厄特兄弟通過橡膠托拉斯的牙科專業取得賽璐珞產品的成效,於1870年建立奧爾巴尼(Albany〕牙托公司生產賽璐珞假牙托,成功以後在1871年註冊商標,命名為賽璐珞, 並在美國奧爾巴尼建立了賽璐珞制造公司,1872年他們把公司設備遷移到新澤西州的紐瓦克(Newark),當時在紐瓦兌建立的工廠,現在看起來也是很簡陋的。
18世紀末和++世紀初,賽璐珞有很多方面的應用,如制造梳子、牙刷,衣領、薄膜玩具、汽車風擋、鋼琴鍵及照相膠卷等消費品,1890年時美國攝影普及並促使了電影制片技術及電影工業的發展,遺憾的是許多歷史上有意義的早期活動攝影曾經是用賽璐珞制作的,由於火警或磨損業已永遠消失。雖然因為賽璐珞易燃燒這壹缺陷,它在許多方面已被新的合成高分子材料所取代,但是賽璐珞在歐洲、前蘇聯、美 國、日本仍繼續生產和廣泛應用。
綜合以上所述,賽璐珞作為早期塑料之王,雖然好景不長便為合成聚合物所取代,但迄今乒乓球和火棉仍在用它,賽璐珞壹度作為專利產品的還有眼鏡框架、鋼筆桿、安全(不碎)玻璃及彈子球等,在追本溯源塑料發展史時,尤其為了尋找象牙的代用品而發明賽璐珞這壹史實,是值得科技界稱道的!
======================================
中文名稱: 賽璐珞
英文名稱: celluloid
中文名稱2: 硝化纖維塑料
外觀與性狀: 有色或無色透明或不透明的片狀物,性軟,富有彈性。
熔點(℃): 無資料
沸點(℃): 無資料
相對密度(水=1): 1.35~1.60
閃點(℃): 無資料
引燃溫度(℃): 180
溶解性: 不溶於水、苯、甲苯,溶於乙醇、丙酮、乙酸乙酯。
主要用途: 主要用於制造乒乓球、眼鏡架、玩具、鋼筆桿、裝璜品等。
其它理化性質:
健康危害: 無資料。
燃爆危險: 本品易燃。
危險特性: 遇明火、高熱極易燃燒。久儲會逐漸發熱, 若積熱不散會引起自燃。
========================================