مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :
در این مقاله، به بحث پیرامون کشف باکلیت، که نخستین پلیمر کاملاً مصنوعی است و امروزه با عنوان فنولیک شناخته می‌شود، خواهیم پرداخت.
-
تاریخچه اولین صفحات خشک عکاسی: اختراع لئو باک‌لَند
در سال 1863، یک سال پس از کسب مدال برنز در نمایشگاه بزرگ بین‌المللی لندن توسط پارکینز به خاطر کشف پلاستیک ساخته شده از نیتروسلولز، لئو باک‌لَند در بلژیک به دنیا آمد. والدینِ باک‌لَند، بی‌سواد بودند و او در سن 21 سالگی موفق به اخذ مدرک دکتریِ خود زیر نظر تئودور سوآرتز، دستیار ارشد پروفسور فردریش آگوست کِکوله در دانشگاه بُن آلمان، شد. پروفسور کِکوله به دلیل مطالعه ساختار بنزن، ماده‌ای که پایه بسیاری از فرمول‌های شیمیایی پلیمرها است و ارتباط نزدیکی با فنول، مورد تکریم و تحسین قرار گرفت. فنول ماده‌ای است که در داستان کشف نخستین پلیمر کاملاً مصنوعی، نقش کلیدی را ایفا خواهد نمود.
باک‌لَند علاقمند به عکاسی بود و طی سال‌های دبیرستان و دانشگاه، با شیمیدانی محلی موسس کارخانه‌ای برای تولید اولین صفحات خشک عکاسی در اروپا، همکاری می‌نمود. در صفحات خشک اولیه، از مواد شیمیایی با بوی نامطبوع برای ظاهر کردن عکس استفاده می‌شد و به همین علت، عکاسان تمایلی به استفاده از این صفحات نداشتند. باک‌لَند، این عیب را شناسایی نمود و مدت کوتاهی پس از دریافت مدرک دکترای خود، صفحه خشکی که با امولسیونی محلول در آب پوشیده شده بود را اختراع نمود. صفحات اختراع شده توسط باک‌لَند به گونه‌ای بودند که با غوطه‌ور کردن آن‌ها در آب، عکس ظاهر می‌شد. باک‌لَند در سال 1887 موفق شد اختراع خود را در کشور بلژیک به ثبت برساند.
-
نقش لئو باک‌لَند در توسعه فناوری عکاسی
در سال 1889، باکلند و همسرش به نیویورک سفر نموده و در آنجا با ریچارد آنتونی، رئیس شرکت سازنده فیلم، کاغذ و دوربین‌های عکاسی ملاقات نمودند و این زمینه‌ساز شروع همکاری آنان بود. آنتونی در دهه بعد، شرکت فیلم و دوربین گودوین را از هانیبال گودوین خریداری نمود. گودوین دو سال قبل از جورج ایستمن (مؤسس شرکت ایستمن کوداک)، موفق به ساخت فیلم سلولوئیدی انعطاف‌پذیر شده بود، اما ثبت اختراع او 11 سال به تأخیر افتاده و به همین دلیل، گودوین مجبور به شکایت از ایستمن شد.
-
اثرگذاری صفحات خشک عکاسی بر صنعت عکاسی
باکلند به مدت دو سال برای آنتونی مشغول به کار بود و پس از ابتلا به بیماری و عدم موفقیت وی برای امرارمعاش به‌عنوان مشاوری مستقل، به تولید کاغذ عکاسی برای چاپ عکس‌های بزرگ متمرکز شد. در نخستین سال‌های صنعت عکاسی، چاپ عکس با استفاده از نور خورشید انجام می‌شد. تحقیقات باکلند پس از دو سال به نتیجه رسید و او با استفاده از کلرید نقره در حالت کلوئیدی، کاغذی تولید نمود که به نور حساس بوده و بدون نیاز به نور خورشید و فقط با نور مصنوعی، موفق به چاپ عکس می‌شد. باک‌لَند، این اختراع خود را ولوکس نامید.
-
پیشرفت‌های بعدی در صفحات خشک عکاسی و تأثیر آن در عکاسی دیجیتال
در آن زمان، بیشتر مردم از چراغ گاز برای روشنایی استفاده می‌نمودند. اما با اختراع لامپ الکتریکی توسط ادیسون، این وضعیت به زودی تغییر نمود. عکاسان حرفه‌ای عموماً از کاغذ ولوکس استفاده نمی‌نمودند، اما این کاغذ در میان عکاسان آماتور بسیار محبوب شد و تقاضای زیادی در بازار داشت و این امر توجه جورج ایستمن را به خود جلب نمود. به همین دلیل، او در سال ۱۸۹۸ شرکتی را به قیمت ۷۵۰ هزار دلار(معادل 22 میلیون دلار امروز) خریداری نمود.
تلاقی این رویداد و برخی عوامل دیگر در علم شیمی و صنعت انرژی، زمینه‌ای مناسب برای تحقیقات جدید فراهم نمود. باک‌لَند به دلیل دانش و استعداد خود در علم شیمی و عدم نیاز به کسب درآمد، تحقیقات خود را توسعه داد. در قرارداد فروش شرکت به ایستمن، توافق‌نامه‌ای وجود داشت که باک‌لَند متعهد شده بود به مدت 20 سال، از انجام هر گونه تحقیق و پژوهش در زمینه عکاسی خودداری نماید.
باک‌لَند ساختمانی در یونکرز تأسیس نمود و به حل مشکل کمبود عاج فیل پرداخت. این تحقیقات در نهایت منجر به توسعه سلولوئید شد. صنعت برق در دو دهه‌ی آخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، محدودیت‌های جدیدی را برای یکی دیگر از مواد طبیعی، یعنی شلاک، به‌وجود آورد.
-
تاریخچه شلاک و استفاده از آن در صنایع
شلاک ماده‌ای طبیعی است که توسط سوسک‌های لاک تولید می‌شود. این سوسک‌ها شیره درختان را استخراج و رزینی را ترشح می‌نمایند. رزین از روی تنه درختان جمع‌آوری شده و با حرارت دادن و صاف کردن آن، رزین خالص که شلاک نامیده می‌شود، به‌دست می‌آید. برآوردها نشان می‌دهد که برای تولید هر کیلوگرم شلاک، بیش از 100 هزار سوسک لاک لازم است. در گذشته، شلاک به روش سنتی تولید می‌شد و به عنوان لاک و نگهدارنده‌ی محصولات چوبی مورد استفاده قرار می‌گرفت. اما پس از اختراع الکتریسیته، شلاک که عایق بسیار خوبی برای جریان برق بود برای آب‌بندی محصولات، تقاضای بالایی در بازار پیدا نمود. این تقاضا با استفاده از شلاک به عنوان ماده ترجیحی برای تولید صفحات فشرده‌ی گرامافون بیش از پیش رشد نمود. اما در دهه 1940، پی‌وی‌سی جایگزین شلاک در تولید صفحات فشرده‌ی گرامافون شد.
-
محدودیت‌ها و مشکلات استفاده از شلاک
تاریخچه صنعتی شلاک شباهت زیادی به تاریخچه لاستیک دارد. شلاک یک پلیمر طبیعی است که تنها مقادیر کمی از آن قابل استخراج بود و عمدتاً در کشورهای جنوب شرق آسیا یافت می‌شد. این ماده مانع پیشرفت سریع تکنولوژی در کشورهای اروپایی و آمریکای شمالی شد، زیرا با منبع تولید آن فاصله بسیار زیادی داشتند. همچنین، شلاک مانند لاستیک طبیعی، فاقد برخی از ویژگی‌های عملکردی مطلوب بود. به عنوان مثال، شلاک ترموپلاستیک است و حتی در دماهای متوسط نیز نرم می‌شود. همچنین، ترکیبات شلاک با فیلرهایی مانند پودر چوب، سختی سطحی نسبتاً پایینی داشته و استفاده از آن‌ها با دشواری همراه است.
تحقیقات پنج ساله‌ی باکلند در سال 1907 میلادی به اختراع "روش‌های بهینه‌سازی تولید فرآورده‌های نامحلول حاصل از تراکم فنول‌ها و فرمالدهید" منجر شد. این فرآورده با نام باکلیت شناخته می‌شود و در سال 1983 موزه باکلیت در شهر سامرست انگلستان افتتاح شد و در آن، محصولاتی که با استفاده از باکلیت ساخته شده بودند، به نمایش درآمد. راکتور طراحی شده برای تولید رزین باکلایزر نامیده شد. امروزه، این ماده با نام فنولیک شناخته می‌شود و اولین پلیمر کاملاً مصنوعی جهان است. فنولیک، پلیمری گرماسخت است و با توجه به مقاومت الکتریکی، حرارتی، ضربه و مواد شیمیایی بالای خود، سریعاً به‌عنوان عایق الکتریسیته گسترش یافت.
باکلیت نخستین پلیمر کاملاً مصنوعی جهان بود، یعنی ماده‌ای که در ساخت آن، هیچ فرآورده طبیعی به‌کار نرفته بود.
-
اختراع و تجاری‌سازی فنولیک به عنوان جایگزین برای عاج فیل در توپ‌های بیلیارد
حال، مشخص شده بود که خواص ویسکوالاستیک فنولیک، بسیار شبیه به عاج فیل است و به همین علت، فنولیک ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت توپ‌های بیلیارد میباشد. این ویژگی فنولیک، تلاش‌های جان وزلی هی‌آت که در پی یافتن جایگزینی مصنوعی برای عاج فیل بود را به نتیجه رساند. هی‌آت، از همان روزهای آغازین تأسیس شرکت خود در سال 1868 میلادی، همواره به دنبال بهبود فرمولاسیون توپ‌های بیلیارد ساخته شده از سلولوئید بود. او در نهایت در سال 1912 میلادی، با اذعان به عملکرد فوق‌العاده فنولیک، فرمولاسیون توپ‌های بیلیارد را تغییر داد و از فنولیک به جای سلولوئید در ساخت توپ‌های بیلیارد استفاده نمود.
هرچند ترکیب فنولیک قبلاً ، در حدود 30 سال پیش،کشف شده بود، اما باک‌لَند تجاری‌سازی آن را به عهده گرفت. طی مجموعه‌ای از اتفاقات، گروهی از شیمیدانان و مخترعان با استعداد، موفق به کشف فرآیند شیمیایی شدند که در آن مواد گرماسخت از واکنش بین فرمالدهید و سایر ترکیبات آلی تولید می‌شود. پس از کشف این واکنش شیمیایی، تجاری‌سازی آن به چالش‌ها و دعاوی حقوقی بسیاری منجر شد. در مقاله بعد، نگاهی خواهیم داشت به این بخش از تاریخچه مواد پلیمری.
منبع : www.ptonline.com
ترجمه و ویرایش : مریم مهاجر
