书城科普读物改变历史的科学发明·实验·预言
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第17章 巧夺天工——尼龙

尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础,尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。人们曾用“像蛛丝一样细,像钢丝一样强,像绢丝一样美”的词句来赞誉这种纤维。

人们对尼龙并不陌生。在日常生活中尼龙制品比比皆是,但是知道它历史的人就很少了。尼龙是世界上首先研制出的一种合成纤维。

1926年美国杜邦公司开展了有关发现新的科学事实的基础研究,聘请年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任该所有机化学部的负责人。

卡罗瑟斯1896年出生于美国洛瓦的柏灵顿,1928年,他受聘来到了杜邦公司。

当时,正值国际上对德国有机化学家施陶丁格提出的高分子理论展开激烈争论的时候,卡罗瑟斯支持施陶丁格的观点,决心通过实验来证实这一理论的正确性,因此他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。

一开始卡罗瑟斯选择了二元醇与二元羧酸的反应,得到了分子量约为5000的聚酯分子,并在不到两年的时间里使聚合物的分子量达到10000~20000。

1930年,卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯,在实验中卡罗瑟斯的同事希尔发现了一个有趣的现象:这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝来,细丝即使冷却后还能继续拉伸,拉伸长度可以达到原来的几倍,经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。这使他预感到有可能用熔融的聚合物来仿制纤维。

由于当时所研究的聚酯具有易水解、熔点低、易溶解在有机溶剂中等缺点,卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的错误结论,最终放弃了对聚酯的研究。

1935年,初卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺,实验结果表明,这种纤维的强度和弹性超过了蚕丝,而且不易吸水,很难溶,但是熔点较低,成本高,不适宜于商品生产。

紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应,终于在1935年2月28日合成出聚酰胺66。这种聚合物不溶于普通溶剂,具有263摄氏度的高熔点,更接近天然丝,拉制的纤维具有丝的外观和光泽,其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维,原料价格也比较便宜。

杜邦公司决定进行商品生产开发,并在1939年底实现了尼龙的工业化生产。为了纪念卡罗瑟斯的功绩,1946年杜邦公司将该尼龙研究室改名为卡罗瑟斯研究室。

到20世纪40年代,尼龙纤维制品的销售遍及美国各地,品种涉及丝袜、衣着、地毯、渔网等等。