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科技探索:现在用的橡胶、染料是如何被人发现制作的呢?

科技探索:现在用的橡胶、染料是如何被人发现制作的呢?

作者: 3237cb6203e3 | 来源:发表于2019-02-21 16:02 被阅读1次

    橡胶:

    早在公元13世纪,美洲的玛雅人和阿兹特克人已普遍使用橡胶制品了。但那是一种生橡胶,它的一个致命缺点就是:天冷容易失去弹性,天热又会粘到一起。

    解决这一难题的,是19世纪的美国人古德伊尔。古德伊尔家里很穷,刚刚成年的他,就对橡胶发生了浓厚兴趣。最初,他和朋友合资用生橡胶制做了几百双长筒靴。在寒冷的冬天,这种胶靴穿起来还好,但一到夏天,胶靴就粘缩在一起,简直不成样子。他下决心要改进生胶生产工艺。

    但他缺乏化学知识,对橡胶的特性了解不多,改进试验困难重重。他又几次因无钱还债而被关进监狱,但他意志顽强,在狱中也不停止研究。有人讽刺说:“如果你在街上遇到一个人,他的帽子和外衣、背心、裤子全是橡胶制品,口袋里还有一个橡胶钱包,但他实际上身无分文,那人肯定就是古德伊尔“

    古德伊尔经过坚韧不拔的努力,终于创造了用氧化镁和石灰水处理生胶的方法,得到了一定的成功,还在一次博览会上得了奖。然而,这种制品仍然没有真正过关,一遇上醋之类酸性物质,便又会恢复生胶的特性。一天,一位朋友来信说:他做了一个梦,把硫磺掺进生橡胶里,在太阳下曝晒,结果发明了新的橡胶。古德伊尔觉得朋友的梦很有趣,就按照信上说的办法作了实验,想不到橡胶质量果真大有提高。不过,仍旧没有完全解决橡胶在夏天变软的老问题。

    1839年2月里的一个寒夜,古德伊尔一面在壁炉旁烤火,一面还在反复考虑实验问题。一不小心,手拿掺了硫磺的生橡胶的右手被火炉烫伤了,那块做实验用的生橡胶被烧焦了。他捏了提那块烧焦了的橡胶,感到中间部分有些弹力,这给了他新的启示。他想:太阳光的温度低,所以橡胶就发粘;炉火的温度高,所以橡胶就变焦;中间部分既不粘也不焦,富有弹性,无疑是温度合适的缘故。于是,他把硫磺掺入生橡胶后,用不同的温度作处理,经过不断的测量、实验,终于发明了橡胶硫化法。即把适量的硫磺和催化剂加入生橡胶中,经过130-150℃的加热处理后,生产出种既耐磨又柔软,而且有弹力的橡胶产品。它就像皮子一样,既能做鞋,又能做雨衣。

    可当时的人一直把他当成个半疯子,不相信他会有什么大的成就。所以,他的橡胶硫化法虽说是个重大发明,却一时没有受到重视。他在十分贫困的境地中,又一次因借债不还而被关进监狱。几个月后他从狱中出来,这才发现他的发明已大受欢迎。1845年,他的发明获得了美国的专利。从此,橡胶制品风靡世界各地。

    燃料:

    100多年前,生活的色彩还没有今天这样丰富多样,因为那时染色还非常困难。想把布料染成自己喜爱的颜色,只能用茜草、郁金、蓝靛、大黄、红花等植物的根、叶和皮之类的汁来染色。由于植物染料种类不多,数量也少,染出来的东西色泽不够明亮,远不能满足人们对色彩的追求。直到化学合成染料出现后,这才解决了人们对色彩的需求。而这项化学上重要的发明,是由英国人柏琴完成的。

    19世纪40年代,非洲的英国殖民地流行疟疾。奎宁是治疗疟疾的特效药,但天然的奎宁产量少,满足不了需要。时任英国皇家化学院院长的霍夫曼,为了用人工方法合成奎宁,开始研究从煤焦油中提取奎宁的方法。1856年,他招收了一个18岁研究生,这就是柏琴。柏琴在自家庭院角落的一间小屋里夜以继日地做实验,连节假日也不休息。他从煤焦油提取了一种苯的化合物叫甲苯胺,想使它经一些化学变化变成奎宁,却一一失败了。

    于是,他又从煤焦油的另一个成份苯胺盐想办法。在合成的最后阶段加重铬酸钾进行氧化时,他没有得到所希望的白色奎宁结晶,却得到了一种黑色的粘稠液体。可他并没有灰心,他向瓶子里加了些酒精。顿时,黑色液体沉淀溶解成了鲜艳的紫红色。这一来,更证明它不会是奎宁。但他想:能不能用它来作染料呢?于是,他拿了块布片放进去试验。结果,布片被染成了同样的色彩,美观鲜艳,这就是第一种合成染料—苯胺紫。

    柏琴获得合成染料的发明专利后,说服他的父亲在哈罗附近建起了一个印染厂,生产出一种淡紫色染料,深受女士们的欢迎。1881年发行的紫色便士邮票也要归功于它。就连维多利亚女王也非常喜欢这种颜色,有一次,她穿了这种颜色的裙子出席一个集会,产生了强烈的广告效应,人们竞相模仿,以至于风靡一时。

    柏琴35岁时,因生产这种染料而成为巨富。后来,他不愿再继续经营染料工厂,便重操旧业,开始从事化学研究工作。苯胺紫的发现虽说具有偶然性,但它是化学上的一个重大突破,为化学工业和人类生活增添了光彩。

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