“羊毛出在羊身上”,這是人人皆知的一句俗話。可是,在科學技術飛速發展的今天,羊毛已經不是全部出在羊身上了。不出在羊身上的“羊毛”,叫合成羊毛,化學名字為聚丙烯腈(俗稱腈綸)。
人類用羊毛織成各種羊毛衣、羊毛毯等羊毛織物已有上千年的曆史了。羊毛由多種蛋白質組成,其中主要的一種叫“角蛋白”。這種角蛋白營養豐富,是某些小蟲特別愛吃的食物,所以羊毛衣、羊毛毯很容易受到蟲的蛀蝕。羊毛雖然有這個缺點,但是因為它的纖維具有柔軟、容易卷曲、保暖性好、分量輕、能複製等優點,所以仍很受人們的喜愛。不過,從一頭羊身上一年隻能剪取幾千克到十幾千克的羊毛;飼養一頭羊,又要付出很多的勞力,因而羊毛的產量不能不受到條件的限製,價格也難以降低。
能不能用化學的方法,製造出一種像羊毛一樣的“羊毛”呢?人們從黏膠纖維的成功中獲得了某種啟示。於是,科學家的目光又投到人工合成纖維的領域之中。
1920年,德國的斯陶丁格教授成功地剖析了天然纖維的結構,並指出:“在一定條件下,小分子可以聚合成纖維。”當時盡管他的觀點在化學界還沒被正式承認,但是他的研究工作為合成纖維時代的到來奠定了基礎,為此他獲得了諾貝爾化學獎。
這裏先向大家介紹你們很熟悉,也是很喜歡的合成纖維品種——聚酯纖維。
1950年可稱得上是合成纖維大豐收的一年了,在這一年,人們還研究出了在工業上製造腈綸的工藝。腈綸學名叫聚丙烯腈,其原料是丙烯腈,丙烯腈可以由電石製造,也可以用石油裂解和煉油廢氣中的丙烯來製造。
其特點是絕熱性能優良,耐日曬雨淋能力強,蓬鬆性好,羽毛型感,用它製成的毛線和毛毯摸上去與真羊毛的感覺幾乎一樣!這就是人們從1893年就開始尋找的“人造羊毛”。經過人們苦苦追尋了半個多世紀,它終於來到了世界。這樣合成羊毛的來源就極其豐富了,價格也便宜了。腈綸的生產發展迅速,到今天,世界上腈綸的年產量已達到1000萬噸左右,相當於10億隻羊的產毛量。
“羊毛出在羊身上”成了曆史的遺言。今天來說“棉花長在工廠裏”也並不新鮮了。20世紀60年代,人們又在工廠裏合成了一種新的纖維。它白如雪、輕如雲、暖如棉、柔如絨,吸水性和手感與棉花相似,因此有“合成棉花”之稱。你可能萬萬想不到的是,這種“合成棉花”也是由化學家們像魔術師變戲法一樣用石頭做原料“變”來的。這種由石頭變來的纖維叫作“維尼綸”,它的化學名稱是聚乙烯醇縮甲醛纖維。
知識點
斯掏丁格
斯陶丁格(1881—1965),德國化學家,高分子化學奠基人。1920年,他在論文《論聚合》中首次發表了自己的觀點,認為像橡膠、纖維、澱粉、蛋白質等自然物質是由幾千乃至幾百萬個碳原子,像鏈條那樣聯合起來的高分子。這些鏈條不是像棍棒那樣直挺挺的,而是卷曲著或皺褶著。鏈與鏈之間互相搭接,組成特殊的空間結構。由於這個學說超越了當時的分子概念,所以受到一些科學家的猛烈抨擊。然而,斯陶丁格堅持自己的觀點。1938年奇跡般的事情出現了,美國化學家卡羅塞斯將己內酰胺(小分子)用堿性物質作催化劑,得到了強度很高的人造纖維——尼龍。從而有力地證實了斯陶丁格理論的正確性。從此,人們在斯陶丁格鏈結構理論的指導下,分別將乙烯、丙烯、丁二烯……進行聚合,得到了琳琅滿目的高分子產品。他著名的“鏈”學說,成為他通向1953年諾貝爾化學獎的階梯。
延伸閱讀
最早的合成纖維
尼龍,又名“卡普隆”、“錦綸”,化學名稱是聚酰胺纖維。它是世界上首先研製出的一種合成纖維。
美國杜邦公司選擇來源豐富的苯酚進行開發實驗,到1936年在西弗吉尼亞的一家化工廠采用新催化技術,用廉價的苯酚大量生產出己二酸,隨後又發明了用己二酸生產已二胺的新工藝。杜邦公司首創了熔體紡絲新技術,將聚酰胺66加熱熔化,經過濾後再吸入泵中,通過關鍵部件(噴絲頭)噴成細絲,噴出的絲經空氣冷卻後牽伸、定型。1938年7月完成試驗,首次生產出聚酰胺纖維。同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷開始投放市場。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維誕生了,並將聚酰胺66這種合成纖維命名為尼龍。
尼龍的合成奠定了合成纖維工業的基礎。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比真絲襪耐穿,1939年10月24日杜邦公司在總部所在地公開銷售尼龍絲長襪時引起轟動,被視為珍奇之物爭相搶購,混亂的局麵迫使治安機關出動警察來維持秩序。當時人們用“像蛛絲一樣細,像鋼絲一樣強,像絹絲一樣美”的詞句來讚美這種纖維。