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赛璐珞是什么东西?

塑料的老祖宗,赛璐珞是英文“celluloid”的译音,它有两个意思,一是假象牙;二是叫电影胶片。

应该是赛璐珞(celluloid),它是由胶棉(低氮含量的硝酸纤维素)和增塑剂(主要是樟脑)、润滑剂、染料等经加工而成的塑料。角质状,透明而坚韧。有热塑性,在80~90℃软化。耐水、耐稀酸、耐弱碱、耐盐溶液,并能耐烃类、油类等。但浓酸、强碱和许多有机溶剂可使之溶解或破坏。易着火。可制成鲜艳美观的产品,如文具、玩具、乒乓……
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现在提起塑料,谁人不知?但要说赛璐珞是什么?可能有人就不免语塞。其实,赛璐珞是塑料的老祖宗,赛璐珞是英文“celluloid”的译音,它有两个意思,一是假象牙;二是叫电影胶片。你也许会奇怪,赛璐珞和这两种东西有什么关系?但一查历史还真有点关系。爱好体育的人都知道台球,过去的台球大多是有钱阶层的娱乐活动,到19世纪,在美国已非常盛行。那时的台球是用象牙做的,显得很高雅。但当时非洲的大象不断减少,美国差不多完全得不到象牙来制作台球,这可愁坏了台球制造厂的老板。于是宣布:谁能发明一种代替象牙做台球的材料,谁就能得到1万美元的奖金。这在当时可不是一笔小数目。

有句话叫“重赏之下必有勇夫”,虽不完全符合事实,但的确有点儿刺激性。1868年,在美国的阿尔邦尼地方有一位叫约翰·海阿特的人,他本是一位印刷工人,但对台球也很感兴趣,于是他决定发明出一种代替象牙制作台球的材料。他夜以继日地冥思苦想。开始他在木屑里加上天然树脂虫胶,使木屑结成块并搓成球,样子倒像象牙台球,但一碰就碎。以后又不知试了多少东西,但都没有找到一种又硬又不易碎的材料。

功夫不负有心人,一天,他发现做火药的原料硝化纤维在酒精中溶解后,再将其涂在物体上,干燥后能形成透明而结实的膜。他就想把这种膜凝结起来做成球,但在试验时一次又一次地失败了。要说海阿特真是个不屈不挠的人,他并不灰心,仍然一如既往地进行探索,终于在1869年发现,当在硝化纤维中加进樟脑时,硝化纤维竟变成了一种柔韧性相当好的又硬又不脆的材料。在热压下可成为各种形状的制品,当真可以用来做台球。他将它命名为“赛璐珞”。

据说海阿特并没有得到1万美元的奖金。但对他来说这是小事一桩,因为这时他已成了一个大发明家,他准备用自己的发明获得更多的效益。1872年,他在美国纽瓦克建立了一个生产赛璐珞的工厂,除用来生产台球外,还用来做马车和汽车的风挡及电影胶片,从此开创了塑料工业的先河。1877年,英国也开始用赛璐珞生产假象牙和台球等塑料制品。后来海阿特又用赛璐珞制造箱子、钮扣、直尺、乒乓球和眼镜架。

从此,各种不同类型的塑料层出不穷,现在已经工业化的塑料就有300多种,常用的有60多种,至于用这些塑料生产出的形形色色的产品,那就数都数不清,遍及国民经济的所有部门,现在谁家没有塑料制品?

一个小小的台球,由于缺乏原材料,竟然能引出一种遍及世界的新材料,这其中有许多值得人们思索的哲理。有志于发明创造的同学们一定可以从中得到启发。

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当今五光十色的塑料制品在生产及人们的生活中比比皆是,可是 一个多世纪前,却只有依赖天然塑料物质—毛发、蹄脚、角质物等为原料,生产各式各祥的梳篦、风挡、刷把、钮扣等传统工艺产品。显然塑料工业的产生与发展也与其它化学化工产品一样。经历了一段自身发展的过程.
一、由“象牙问题”引发的研究
一个多世纪前,当利用骨头、蹄脚、龟甲等生产“天然塑料物质”制品被摒弃之时、象牙的需要量却不断增加.当时为了获取象牙,每年要杀死2万头以上的的大象,价值高达200万英磅。尽管每头象的长牙(獠牙)产量低而且法律不容许偷猎和交易。如今象牙雕刻在非洲和亚洲还是屡见不鲜,象牙从动物例如海象
(Walrus)和河马(Hippotamus)的獠牙和其它部位的牙获得,但最坚硬、最企求的是从西非象所得到的象牙,因而西非象所受到的厄运最大而已经到了非保护不可的地步,但尽管如此,偷猎者每年继续杀死几千头大象,这并非是为了食肉,而是为了其身上那非常值钱的牙。出乎意外的是苏格兰传教士和研究者D.李温士敦(David Livingstone 1813~1871)博士却认为大象的供给是消耗不完的。幸好英国的D.史毕尔(Daniel Spill)和A.帕克斯(Alexander Parkes)及美国的J.W.海厄特(J.W.Hyatt)与I.S.海厄特(I.S.Hyatt)兄弟俩并未为上述见解所禁锢。他们试图通过研究发明代用的物质以解决这一“象牙问题”,因而导致假象牙—赛璐珞的出现。
二、最早的“天然塑料物质”
毛发、蹄脚、角质物、羽毛等纤维蛋白都是含有高硫量的聚合物。它们对于溶剂和化学品是不溶性的,相对说来不起化学作用。这些天然塑料物质浸入热水中而后冷却至室温可以成型。在钮扣生产中,牛蹄脚是常常易于获得的一种固体材料。18世纪时老的制造工艺为热压模技术所代替,它通过磨碎蹄脚用热压模制造钮扣,因为存在于跷脚中的天然胶适合作为模压扣的胶结剂。
1760年美国的罗伊斯(E. Noyes)用蹄脚制造装饰梳,当时美国的莱明斯特(Leominster)成为著名的“梳城”。在莱明斯特集中了一批制梳工厂,导致许多塑料制造器械的发展,经过不断改进迄今仍在使用。由于制梳工厂云集,英明斯特变成美国最早的塑料“首府”。
至于“梳城”,实际上我国江苏的常州市及该市所属武进县陈渡桥。其传统产品梳蓖早在三千多年前的商代时期即已闻名,此外历史上西汉的杨雄《长杨赋》中曾有“头蓬不暇梳”,而杜甫《水宿遣兴奉呈群公》诗中也有“发短不胜蓖”的佳句。我国最早的梳蓖可能也是取材于竹木、蹄脚之类的天然塑料物质。常州的梳篦清朝时代在美国费城、德国莱比锡以及巴拿马等国际博览会上荣获金奖。素有“名蓖宫梳”美称解放后,随着新兴合成材料工业的涌现。梳篦生产有了进一步的发展。不仅畅销全国各地而且远销欧洲及东南亚等20多个国家,所以世界上真正的“梳蓖城”应在中国。
三、纤维素硝酸酯 —赛璐珞的合成
纤维素分子中的羟基与硝酸生成酯,称之纤维素硝酸酯,它是用硝酸硝化纤维素(多数情况下的棉花) 制备的。
根据上列反应分子中氮所占比例是14.14%,工业生产的硝化纤维素含氮量总是比这一理论值低。这即是说,纤维素分子中不是所有的羟基都与硝酸酯比、而只有部分羟基与硝酸产生酯化反应.硝酸酯化程度较高的, 含氮量12.6—13.4%硝化纤谁素(高硝比纤维素称为火棉(Guncotton),它易燃烧和爆炸。是无烟火药的主要原料。也可用于生产硝基漆,含氮量10—11%硝化度较低的硝化纤维索称为火棉胶纤维素,其乙醇、乙醚溶液就是一般封瓶口用的火棉胶(或称珂罗玎ColIodin)。
1869年海厄特(J.W.Hyatt 1837~1920)在寻求制台球的象牙代用品时,把硝比纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热使它于模型,然后在常压下硬化。他研制出第一个合成塑料是一种坚韧材料,具有很大的抗张强度,耐水, 耐油、耐酸,能够低成本地生产各种颜色的产品,为现代塑料工业的发展开拓了道路。
应于指出对发明象牙物质代用品这一历史做出贡献的人还有F.H.布剌康拉特(F.H.Braconnot 1781~1855)以及T.J.皮乐茨(T.J.Pelouze 1807~1867),1833年布刺康拉特率先硝化淀粉制成Xylodine(赛劳丁硝化淀粉),皮乐茨继而硝化纤维素制成Pyroxylin(焦木素、低氮硝化纤维素)。1846年瑞士的C.F.薜拜因(C.F.Schonbein)用硫酸和硝酸的混和酸作为硝化剂处理纤维素生产纤维素衍生物,薛拜因称之为火棉,这种火棉可用作炸药。
四、由牙科产品创出一条成功之路
海厄特兄弟通过橡胶托拉斯的牙科专业取得赛璐珞产品的成效,于1870年建立奥尔巴尼(Albany〕牙托公司生产赛璐珞假牙托,成功以后在1871年注册商标,命名为赛璐珞, 并在美国奥尔巴尼建立了赛璐珞制造公司,1872年他们把公司设备迁移到新泽西州的纽瓦克(Newark),当时在纽瓦兑建立的工厂,现在看起来也是很简陋的。
18世纪末和++世纪初,赛璐珞有很多方面的应用,如制造梳子、牙刷,衣领、薄膜玩具、汽车风挡、钢琴键及照相胶卷等消费品,1890年时美国摄影普及并促使了电影制片技术及电影工业的发展,遗憾的是许多历史上有意义的早期活动摄影曾经是用赛璐珞制作的,由于火警或磨损业已永远消失。虽然因为赛璐珞易燃烧这一缺陷,它在许多方面已被新的合成高分子材料所取代,但是赛璐珞在欧洲、前苏联、美 国、日本仍继续生产和广泛应用。
综合以上所述,赛璐珞作为早期塑料之王,虽然好景不长便为合成聚合物所取代,但迄今乒乓球和火棉仍在用它,赛璐珞一度作为专利产品的还有眼镜框架、钢笔杆、安全(不碎)玻璃及弹子球等,在追本溯源塑料发展史时,尤其为了寻找象牙的代用品而发明赛璐珞这一史实,是值得科技界称道的!
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中文名称: 赛璐珞

英文名称: celluloid

中文名称2: 硝化纤维塑料

外观与性状: 有色或无色透明或不透明的片状物,性软,富有弹性。

熔点(℃): 无资料

沸点(℃): 无资料

相对密度(水=1): 1.35~1.60

闪点(℃): 无资料

引燃温度(℃): 180

溶解性: 不溶于水、苯、甲苯,溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯。

主要用途: 主要用于制造乒乓球、眼镜架、玩具、钢笔杆、装璜品等。

其它理化性质:

健康危害: 无资料。

燃爆危险: 本品易燃。

危险特性: 遇明火、高热极易燃烧。久储会逐渐发热, 若积热不散会引起自燃。

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