กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 14 นาที

เบคไลต์

เบคไลต์ ( / ˈ b eɪ k ə l aɪ t / BAY -kə-lyte ) เป็น พลาสติก ชนิดแรกที่ทำจากส่วนประกอบสังเคราะห์ พัฒนาโดยนักเคมี Leo Baekeland ใน เมือง Yonkers รัฐนิวยอร์ก ในปี 1907...

เบคไลต์

เบคไลต์
ตัวระบุ
  • 9003-35-4
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )
  • ภาพแบบโต้ตอบ
เคมสไปเดอร์
  • ไม่มี
  • Oc0ccccc0Cc0cc(C1)c(O)c(c0)Cc0c(O)ccc(c0)Cc0ccc(O)c(c0)Cc0c(O)ccc(c0)Cc0c(O)ccc(c0)Cc0c(O)c(C2)cc(c0)Cc0c(O)ccc(c0)Cc(c0O)cc2cc0Cc0cc(Cc2ccc(O)cc2)c(O)c(c0)Cc0c(O)ccc(c0)C1
คุณสมบัติ
(C 6 H 6 O·CH 2 O) n
มวลโมลาร์ตัวแปร
รูปร่าง สีน้ำตาลล้วน
ความหนาแน่น1.3 กรัม/ซม. 3 [ 1 ]
การนำความร้อน0.2 W/(m·K) [ 1 ]
1.63 [ 2 ]
เทอร์โมเคมี
0.92 kJ/(kg·K) [ 1 ]
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa)
ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

เบคไลต์ ( / ˈ b k ə l t / BAY -kə-lyte ) เป็น พลาสติกชนิดแรกที่ทำจากส่วนประกอบสังเคราะห์ พัฒนาโดยนักเคมีLeo Baekelandในเมือง Yonkers รัฐนิวยอร์กในปี 1907 และได้รับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม 1909 [ 3 ]

เบคไลต์ประสบความสำเร็จทางการค้าเนื่องจากสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงใดก็ได้ มันถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น เครื่องครัว เครื่องประดับ ก้านไปป์ ของเล่นเด็ก และอาวุธปืน[ 4 ]เนื่องจากเบคไลต์ทนความร้อนและไม่นำไฟฟ้าจึงถูกนำไปใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่นฉนวนไฟฟ้าและตัวเรือนสำหรับวิทยุและโทรศัพท์

การสร้างพลาสติกสังเคราะห์ถือเป็นการปฏิวัติวงการอุตสาหกรรมเคมี ซึ่งในขณะนั้นส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่สีย้อมผ้าและวัตถุระเบิด ความสำเร็จทางการค้าของเบคไลต์นำไปสู่การพัฒนาพลาสติกสังเคราะห์ชนิดอื่น เบคไลต์เป็นพลาสติกสังเคราะห์เชิงพาณิชย์ชนิดแรกของโลก จึงได้รับการตั้งชื่อให้เป็นสถานที่สำคัญทางประวัติศาสตร์เคมีแห่งชาติโดยสมาคมเคมีแห่งอเมริกา[ 5 ]

ตามหลักการแล้ว เบคไลต์คือโพลีออกซีเบนซิลเมทิลีนไกลโค แลนไฮไดรด์ ซึ่งเป็นเรซินฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ชนิดเทอร์โมเซตติง ที่เกิดจากปฏิกิริยา ควบแน่น ระหว่างฟีน อ ล กับฟอร์มาลดีไฮด์

เสน่ห์แบบย้อนยุคของผลิตภัณฑ์เบคไลต์รุ่นเก่าทำให้พวกมันกลายเป็นของสะสม[ 6 ]

ประวัติศาสตร์

ปฏิกิริยาระหว่างฟีนอลและอัลดีไฮด์ได้รับการรายงานครั้งแรกในปี พ.ศ. 2415 โดยAdolf von Baeyerแม้ว่าในขณะนั้นจะยังไม่มีการพิจารณาถึงการใช้งานเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ก็ตาม[ 7 ]

ลีโอ เบคแลนด์ร่ำรวยอยู่แล้วจากการประดิษฐ์กระดาษถ่ายภาพ Velox เมื่อเขาเริ่มตรวจสอบปฏิกิริยาของฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์ในห้องปฏิบัติการที่บ้านของเขา นักเคมีเริ่มตระหนักว่าเรซินและเส้นใยธรรมชาติหลายชนิดเป็นพอลิเมอร์ ความตั้งใจเริ่มต้นของเบคแลนด์คือการหาสารทดแทนเชลแล็กซึ่งเป็นวัสดุที่มีปริมาณจำกัดเนื่องจากผลิตขึ้นตามธรรมชาติจากสารคัดหลั่งของแมลงแล็ก (โดยเฉพาะKerria lacca ) เขาผลิตเชลแล็กฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ที่ละลายน้ำได้ชื่อโนโวแล็กแต่ไม่ประสบความสำเร็จในตลาด[ 5 ]แม้ว่าจะยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ (เช่น เป็นสารต้านทานแสง )

จากนั้นเขาเริ่มทดลองเสริมความแข็งแรงของไม้โดยการอัดเรซินสังเคราะห์เข้าไปแทนการเคลือบ[ 5 ]โดยการควบคุมแรงดันและอุณหภูมิที่ใช้กับฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์ เขาได้ผลิตวัสดุที่แข็งและขึ้นรูปได้ ซึ่งเขาตั้งชื่อว่าเบคไลต์ ตามชื่อของเขาเอง[ 8 ] [ 9 ]และกระบวนการอบด้วยความร้อนที่จำเป็น มันเป็น พลาสติก เทอร์โมเซตติง สังเคราะห์ชนิดแรก ที่ผลิตขึ้น และเบคแลนด์คาดการณ์ถึง "สิ่งของนับพัน... ชิ้น" ที่สามารถนำมาใช้ทำได้[ 10 ] : 58–59 เขาพิจารณาความเป็นไปได้ในการใช้วัสดุเติมที่หลากหลาย รวมถึงฝ้าย ผงบรอนซ์ และฝุ่นหินชนวน แต่ประสบความสำเร็จมากที่สุดกับไม้และเส้นใยแอสเบสตอส[ 10 ]แม้ว่าแอสเบสตอสจะถูกเลิกใช้โดยผู้ผลิตทั้งหมดอย่างค่อยเป็นค่อยไปในช่วงไตรมาสหลังของศตวรรษที่ 20 เนื่องจากกฎหมายด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น[ 11 ] : 9 [ 12 ]

เบคแลนด์ยื่นจดสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องจำนวนมาก[ 5 ]เบคไลต์ ซึ่งเป็น "วิธีการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำของฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์" ของเขา ได้ยื่นจดสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2450 และได้รับอนุมัติเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2452 [ 13 ]เขายังยื่นขอความคุ้มครองสิทธิบัตรในประเทศอื่นๆ ด้วย เช่น เบลเยียม แคนาดา เดนมาร์ก ฮังการี ญี่ปุ่น เม็กซิโก รัสเซีย และสเปน[ 14 ]เขาประกาศสิ่งประดิษฐ์ของเขาในการประชุมของสมาคมเคมีอเมริกันเมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2452 [ 15 ]

เครื่องทำขนมเบคเคลันด์แบบกึ่งเชิงพาณิชย์เครื่องแรก จากห้องปฏิบัติการของเบคแลนด์ ปี 1935

เบคแลนด์เริ่มต้นการผลิตวัสดุใหม่ของเขาในเชิงพาณิชย์ในระดับกึ่งทางการในห้องปฏิบัติการที่บ้าน โดยทำการตลาดในฐานะวัสดุสำหรับฉนวนไฟฟ้า ในช่วงฤดูร้อนปี 1909 เขาได้มอบสิทธิ์การจำหน่ายในทวีปยุโรปให้กับบริษัท รุตเกอร์ เอจี บริษัทลูกที่ก่อตั้งขึ้นในเวลานั้นคือ บริษัท เบคไลต์ เอจี ซึ่งเป็นบริษัทแรกที่ผลิตเบคไลต์ในระดับอุตสาหกรรม

ภายในปี พ.ศ. 2453 เบคแลนด์ผลิตวัสดุได้มากพอในสหรัฐอเมริกาเพื่อรองรับการขยายตัว เขาจึงก่อตั้งบริษัท General Bakelite Company แห่งเมืองเพิร์ธแอมบอย รัฐนิวเจอร์ซีย์ซึ่งเป็นบริษัทในสหรัฐอเมริกาเพื่อผลิตและจำหน่ายวัสดุอุตสาหกรรมชนิดใหม่ของเขา และยังสร้างเครือข่ายในต่างประเทศเพื่อผลิตวัสดุดังกล่าวในประเทศอื่นๆ อีกด้วย[ 5 ]

บริษัทเบคไลต์ผลิตเรซินหล่อ "โปร่งใส" (ซึ่งไม่มีสารเติมแต่ง ) สำหรับตลาดขนาดเล็กในช่วงทศวรรษ 1910 และ 1920 [ 16 ] : 172–174 บล็อกหรือแท่ง เรซิน หล่อ หรือที่รู้จักกันในชื่อ "อำพันเทียม" ถูกนำมากลึงและแกะสลักเพื่อสร้างสิ่งของ ต่างๆเช่นก้านไปป์ที่ใส่บุหรี่และเครื่องประดับ[ 16 ] [ 17 ]อย่างไรก็ตาม ความต้องการพลาสติกขึ้นรูปทำให้บริษัทมุ่งเน้นไปที่การขึ้นรูปมากกว่าการหล่อเรซินแข็ง[ 16 ] : 172–174

บริษัท Bakelite Corporation ก่อตั้งขึ้นในปี 1922 หลังจากการฟ้องร้องสิทธิบัตรที่เป็นประโยชน์ต่อ Baekeland จากการควบรวมกิจการของสามบริษัท ได้แก่ บริษัท Baekeland's General Bakelite Company; บริษัท Condensite ซึ่งก่อตั้งโดย JW Aylesworth; และบริษัท Redmanol Chemical Products Companyซึ่งก่อตั้งโดยLawrence V. Redman [ 18 ] ภายใต้ผู้อำนวยการฝ่ายโฆษณาและประชาสัมพันธ์ Allan Brown ซึ่งย้ายมาจาก Condensite บริษัท Bakelite ได้ทำการตลาดอย่างแข็งขันในฐานะ "วัสดุที่มีประโยชน์นับพัน" [ 10 ] : 58–59 [ 19 ]มีการยื่นขอจดทะเบียนเครื่องหมายการค้าที่มีตัวอักษร B อยู่เหนือสัญลักษณ์อินฟินิตี้เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 1925 และอ้างว่าเครื่องหมายดังกล่าวมีการใช้งานตั้งแต่วันที่ 1 ธันวาคม 1924 มีการระบุการใช้งานที่หลากหลายไว้ในคำขอจดทะเบียนเครื่องหมายการค้า[ 20 ]

ตารางสีสำหรับสีคุณภาพระดับ "อัญมณี" ของเบคไลต์ (เรซินหล่อหรือ "วัสดุใส") ปี 1924

นิตยสาร Plasticsฉบับแรกเดือนตุลาคม พ.ศ. 2468 มีภาพ Bakelite บนหน้าปก และมีบทความชื่อ "Bakelite – What It Is" โดย Allan Brown ระบุว่า Bakelite มีสีให้เลือกหลากหลาย ได้แก่ "ดำ น้ำตาล แดง เหลือง เขียว เทา น้ำเงิน และสีผสมตั้งแต่สองสีขึ้นไป" [ 21 ]บทความดังกล่าวเน้นย้ำว่า Bakelite มีหลายรูปแบบ

เบคไลต์ผลิตขึ้นในหลายรูปแบบเพื่อให้เหมาะกับความต้องการที่แตกต่างกัน ในทุกรูปแบบนั้น พื้นฐานหลักคือเรซินเบคไลต์เริ่มต้น ความหลากหลายนี้รวมถึงวัสดุใส สำหรับเครื่องประดับ เครื่องสูบบุหรี่ ฯลฯ ซีเมนต์ สำหรับปิดผนึกหลอดไฟในฐานโลหะ วาร์นิช สำหรับเคลือบขดลวดไฟฟ้า ฯลฯ แล็กเกอร์ สำหรับปกป้องพื้นผิวของฮาร์ดแวร์ อีนาเมล สำหรับเคลือบป้องกันให้กับอุปกรณ์อุตสาหกรรม เบคไลต์ลามิเนต ใช้สำหรับเฟืองเงียบและฉนวน และวัสดุขึ้นรูป ซึ่งใช้ขึ้นรูปสิ่งของที่มีประโยชน์และสวยงามมากมาย วัสดุขึ้นรูปโดยทั่วไปเตรียมโดยการอัดสารเซลลูโลสด้วยเรซิน "ที่ยังไม่แข็งตัว" เริ่มต้น[ 19 ] : 17

ในรายงานปี 1925 คณะกรรมการภาษีศุลกากรของสหรัฐอเมริกายกย่องการผลิตเรซินฟีนอล สังเคราะห์เชิงพาณิชย์ ว่าเป็น "ความสำเร็จของอเมริกาอย่างชัดเจน" และตั้งข้อสังเกตว่า "การเผยแพร่ตัวเลขจะเป็นการเปิดเผยการผลิตของบริษัทใดบริษัทหนึ่งโดยปริยาย" [ 22 ]

ในสหราชอาณาจักร บริษัท Bakelite Limited ซึ่งเป็นการควบรวมกิจการของซัพพลายเออร์เรซินฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ของอังกฤษ 3 ราย (บริษัท Damard Lacquer Company Limited แห่งเบอร์มิงแฮมบริษัท Mouldensite Limited แห่งดาร์ลีย์เดลและบริษัท Redmanol Chemical Products Company แห่งลอนดอน ) ก่อตั้งขึ้นในปี 1926 โรงงาน Bakelite แห่งใหม่เปิดทำการในไทเซลีย์เบอร์มิงแฮม ประมาณปี 1928 [ 23 ]โรงงานแห่งนี้เป็น "ศูนย์กลางการผลิต Bakelite ในสหราชอาณาจักร" จนกระทั่งปิดตัวลงในปี 1987 [ 24 ]

โรงงานผลิตเรซินฟีนอลและสารตั้งต้นเปิดทำการในเมืองบาวด์บรูก รัฐนิวเจอร์ซีย์ในปี พ.ศ. 2474 [ 10 ] : 75

ในปี 1939 บริษัทเหล่านี้ถูกซื้อกิจการโดยUnion Carbide and Carbon Corporation

ในปี พ.ศ. 2548 บริษัท Bakelite AG ผู้ผลิต Bakelite ของเยอรมนีถูกซื้อกิจการโดย Borden Chemical แห่งโคลัมบัส รัฐโอไฮโอ ซึ่งปัจจุบันคือHexion Inc. [ 25 ]

นอกจากวัสดุเบคไลต์ดั้งเดิมแล้ว บริษัทเหล่านี้ยังผลิตผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งหลายชนิดวางจำหน่ายภายใต้ชื่อแบรนด์ "พลาสติกเบคไลต์" ซึ่งรวมถึงเรซินฟีนอลหล่อชนิดอื่นๆ ที่คล้ายกับคาตาลินและเรซินยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ซึ่งสามารถผลิตได้ในสีที่สดใสกว่าโพลีออกซีเบนซิลเมทิลีน ไกลคอลแอนไฮไดรด์ [ 6 ] [ 10 ]

เมื่อสิทธิบัตรความร้อนและความดันของ Baekeland หมดอายุในปี 1927 บริษัท Bakelite Corporation ก็ต้องเผชิญกับการแข่งขันอย่างรุนแรงจากบริษัทอื่นๆ เนื่องจาก Bakelite ที่ขึ้นรูปนั้นมีการเติมสารตัวเติมเพื่อให้มีความแข็งแรง จึงมักผลิตในสีเข้มเพื่อปกปิด[ 10 ]ในปี 1927 บริษัท Catalin ได้ผลิตลูกปัด กำไล และต่างหู โดยใช้กระบวนการที่แตกต่างออกไป ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถแนะนำสีใหม่ได้ถึง 15 สี เครื่องประดับโปร่งแสง ชิปโป๊กเกอร์ และสิ่งของอื่นๆ ที่ทำจากเรซินฟีนอลิกได้รับการแนะนำในช่วงทศวรรษ 1930 หรือ 1940 โดยบริษัท Catalin ภายใต้ชื่อ Prystal [ 26 ] [ 27 ]การสร้างเรซินฟีนอลิกแบบลายหินอ่อนก็อาจเป็นผลงานของบริษัท Catalin เช่นกัน

สังเคราะห์

วิดีโอภายนอก
ไอคอนวิดีโอ" การผลิตพลาสติกเบคไลต์ ", NileRed

การผลิตเบคไลต์เป็นกระบวนการหลายขั้นตอน เริ่มต้นด้วยการให้ความร้อนแก่ฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น กรดไฮโดรคลอริก ซิงค์คลอไรด์ หรือแอมโมเนียที่เป็นเบส ซึ่งจะทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ควบแน่นที่เป็นของเหลว เรียกว่าเบคไลต์ เอ (Bakelite A)ซึ่งละลายได้ในแอลกอฮอล์ อะซิโตน หรือฟีนอลเพิ่มเติม เมื่อให้ความร้อนต่อไป ผลิตภัณฑ์จะละลายได้บางส่วนและยังสามารถอ่อนตัวลงได้ด้วยความร้อน การให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องจะทำให้เกิด "ยางแข็งที่ไม่ละลายน้ำ" อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิสูงที่จำเป็นในการสร้างสิ่งนี้มักจะทำให้เกิดฟองอย่างรุนแรงของส่วนผสมเมื่อทำที่ความดันบรรยากาศปกติ ซึ่งส่งผลให้วัสดุที่เย็นตัวลงมีรูพรุนและแตกหักได้ง่าย ขั้นตอนที่สร้างสรรค์ของเบคแลนด์คือการนำ "ผลิตภัณฑ์ควบแน่นสุดท้าย" ของเขาใส่ลงใน "เบคไลเซอร์" รูปไข่ โดยการให้ความร้อนภายใต้ความดันที่ประมาณ 150 องศาเซลเซียส (302 องศาฟาเรนไฮต์) เบคแลนด์สามารถระงับการเกิดฟองที่อาจเกิดขึ้นได้ สารที่ได้นั้นแข็งมากและไม่หลอมละลาย[ 6 ] : 67 [ 10 ] : 38–39

การขึ้นรูปด้วยการอัด

โรเตอร์ จ่ายประกายไฟของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทำจากเบคไลต์

Bakelite ที่ขึ้นรูปเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาควบแน่นของฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์ โดยใช้ผงไม้หรือเส้นใยแอสเบสตอสเป็นสารเติมแต่ง ภายใต้ความดันและความร้อนสูงในช่วงเวลาการบ่ม เพียงไม่กี่นาที ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุพลาสติกแข็ง[ 28 ]แอสเบสตอสถูกเลิกใช้เป็นสารเติมแต่งอย่างค่อยเป็นค่อยไป เนื่องจากหลายประเทศห้ามการผลิตแอสเบสตอส[ 11 ] : 9 [ 29 ]

กระบวนการขึ้นรูปของเบคไลต์มีข้อดีหลายประการ เรซินเบคไลต์สามารถจัดหาได้ทั้งในรูปผงหรือในรูปแท่งที่แข็งตัวบางส่วน ซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการหล่อ เรซินเทอร์โมเซตติง เช่น เบคไลต์ ต้องใช้ความร้อนและความดันในระหว่างรอบการขึ้นรูป แต่สามารถนำออกจากกระบวนการขึ้นรูปได้โดยไม่ต้องทำให้เย็นลง ซึ่งทำให้กระบวนการขึ้นรูปเร็วขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากพื้นผิวที่เรียบและขัดเงาที่ได้ ทำให้วัตถุเบคไลต์ต้องการการตกแต่งน้อยลง[ 30 ]สามารถทำซ้ำชิ้นส่วนได้หลายล้านชิ้นอย่างรวดเร็วและค่อนข้างถูก[ 10 ] : 42–43

แผ่นฟีนอลิก

ตลาดอีกตลาดหนึ่งสำหรับเรซินเบคไลต์คือการสร้างวัสดุแผ่นฟีนอล แผ่นฟีนอลเป็นวัสดุแข็งและหนาแน่นที่ทำโดยการใช้ความร้อนและแรงดันกับชั้นของกระดาษหรือผ้าใยแก้วที่ชุบด้วยเรซินสังเคราะห์[ 10 ] : 53 กระดาษ ผ้าฝ้าย ผ้าใยสังเคราะห์ ผ้าใยแก้ว และผ้าไม่ทอ ล้วนเป็นวัสดุที่เป็นไปได้ที่ใช้ในการเคลือบ เมื่อใช้ความร้อนและแรงดัน การเกิดพอลิเมอไรเซชันจะเปลี่ยนชั้นต่างๆ ให้กลายเป็นพลาสติกเคลือบอุตสาหกรรมแบบเทอร์โม เซตติง [ 31 ]

แผ่นเบคไลต์ฟีนอลผลิตเป็นเกรดเชิงพาณิชย์หลายเกรดและมีสารเติมแต่งต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการทางกล ไฟฟ้า และความร้อนที่หลากหลาย ประเภททั่วไปบางประเภทได้แก่: [ 32 ]

  • ฉนวนเสริมกระดาษNEMA XX ตามมาตรฐาน MIL-I-24768 PBG เหมาะสำหรับงานไฟฟ้าทั่วไป มีความแข็งแรงเชิงกลปานกลางอุณหภูมิใช้งาน ต่อเนื่องสูงสุด 250 °F (121 °C)
  • ผลิตจากผ้าใบเสริมแรงตามมาตรฐาน NEMA C ตามมาตรฐาน MIL-I-24768 TYPE FBM และ NEMA CE ตามมาตรฐาน MIL-I-24768 TYPE FBG มีความแข็งแรงทางกลและแรงกระแทกที่ดีเยี่ยม สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 250 °F
  • เสริมด้วยผ้าลินิน มาตรฐาน NEMA L ตามมาตรฐาน MIL-I-24768 TYPE FBI และ NEMA LE ตามมาตรฐาน MIL-I-24768 TYPE FEI มีความแข็งแรงทางกลและทางไฟฟ้าที่ดี เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูงและซับซ้อน อุณหภูมิใช้งานต่อเนื่องสูงสุด 250 °F
  • สายไฟเสริมแรงด้วยไนลอน มาตรฐาน NEMA N-1 ตามมาตรฐาน MIL-I-24768 TYPE NPG มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมในสภาวะชื้น ทนต่อเชื้อรา และใช้งานต่อเนื่องได้ที่อุณหภูมิ 160 °F (71 °C)

คุณสมบัติ

เบคไลต์มีคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการ สามารถขึ้นรูปได้อย่างรวดเร็ว ทำให้ลดเวลาการผลิต ชิ้นงานขึ้นรูปมีความเรียบ คงรูปทรง และทนต่อความร้อน รอยขีดข่วน และตัวทำละลายที่ทำลายล้าง นอกจากนี้ยังทนต่อไฟฟ้า และเป็นที่นิยมเนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ ไม่ยืดหยุ่น[ 10 ] : 44–45 [ 30 ] [ 33 ]

ผลิตภัณฑ์เรซินฟีนอลอาจบวมเล็กน้อยภายใต้สภาวะที่มีความชื้นสูงมากหรือความชื้นอย่างต่อเนื่อง[ 34 ]เมื่อถูกถูหรือเผา เบคไลต์จะมีกลิ่นฉุน รสหวานเลี่ยน หรือกลิ่นคาวปลาที่เป็นเอกลักษณ์[ 35 ]

แอปพลิเคชัน

ฝาครอบเบกาไลต์ของ แป้นโทรเลขเยอรมัน

คุณลักษณะของเบคไลต์ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ การใช้เป็นสาร ขึ้นรูปกาวหรือสารยึดเกาะ วานิช และสารเคลือบป้องกัน รวมถึงอุตสาหกรรมไฟฟ้าและยานยนต์ที่กำลังเติบโต เนื่องจากมีความต้านทานต่อไฟฟ้า ความร้อน และปฏิกิริยาทางเคมีสูงเป็นพิเศษ[ 10 ] : 44–45

การใช้งานเชิงพาณิชย์ครั้งแรกสุดของเบคไลต์ในอุตสาหกรรมไฟฟ้าคือการขึ้นรูปบูชฉนวนขนาดเล็ก ซึ่งผลิตขึ้นในปี 1908 สำหรับบริษัท Weston Electrical Instrument Corporation โดย Richard W. Seabury จากบริษัท Boonton Rubber Company [ 10 ] : 43 [ 36 ]ในไม่ช้าเบคไลต์ก็ถูกนำมาใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ไม่นำไฟฟ้าของโทรศัพท์ วิทยุ และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ รวมถึงฐานและซ็อกเก็ตสำหรับหลอดไฟและหลอดอิเล็กตรอน ( หลอดสุญญากาศ ) ตัวรองรับสำหรับชิ้นส่วนไฟฟ้าทุกประเภทฝาครอบตัวจ่ายไฟ รถยนต์ และฉนวนอื่นๆ[ 10 ] [ 37 ]ในปี 1912 มีการนำมาใช้ทำลูกบิลเลียดเนื่องจากความยืดหยุ่นและเสียงที่เกิดขึ้นนั้นคล้ายกับงาช้าง[ 38 ] [ 39 ]

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 มีการใช้งานเบคไลต์อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในระบบไฟฟ้า โครงการสำคัญๆ ได้แก่เครื่องยนต์เครื่องบินลิเบอร์ตี้[ 40 ]โทรศัพท์ไร้สายและโทรศัพท์วิทยุ[ 41 ]และการใช้ ใบพัด ไมคาร์ตา -เบคไลต์ในเครื่องบินทิ้งระเบิด NBS-1และเครื่องบินDH-4B [ 42 ] [ 43 ]

ความพร้อมใช้งานและความง่ายและความเร็วในการขึ้นรูปของเบคไลต์ช่วยลดต้นทุนและเพิ่มความพร้อมของผลิตภัณฑ์ ทำให้โทรศัพท์และวิทยุกลายเป็นสินค้าอุปโภคบริโภคในครัวเรือนทั่วไป[ 10 ] : 116–117 [ 44 ] [ 45 ]นอกจากนี้ยังมีความสำคัญอย่างมากต่ออุตสาหกรรมยานยนต์ที่กำลังพัฒนา[ 46 ]ในไม่ช้าก็พบว่ามีการใช้งานในผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคอื่นๆ อีกมากมาย ตั้งแต่ก้านไปป์และกระดุม ไปจนถึงปากเป่าแซกโซโฟน กล้องถ่ายรูป ปืนกลรุ่นแรกๆ และตัวเรือนเครื่องใช้ไฟฟ้า เบคไลต์ยังถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในด้ามจับปืนพก การ์ดป้องกันมือ และพานท้ายปืน รวมถึงแม็กกาซีนสำหรับปืนไรเฟิลคาลาชนิคอฟ แม้ว่าส่วนประกอบของAKMและ ปืนไรเฟิล AK-74 รุ่นแรกๆ บาง รุ่นมักจะถูกเข้าใจผิดว่าใช้เบคไลต์ แต่ส่วนใหญ่ทำจากAG-4S [ 47 ] การใช้งานอื่นๆ ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ได้แก่ ด้ามมีดและ "เกล็ด" [ 48 ]

ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1920 เป็นต้นมา วัสดุชนิดนี้ได้รับความนิยมในการทำเครื่องประดับ[ 49 ]โคโค่ ชาแนลนักออกแบบ ชื่อดัง ได้นำกำไลเบคไลต์มาใส่ไว้ในคอลเลกชันเครื่องประดับแฟชั่นของเธอ[ 50 ] : 27–29 นักออกแบบอย่างเอลซ่า สเคียพาเรลลีก็ใช้เบคไลต์ทำเครื่องประดับและกระดุมชุดที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเช่นกัน[ 51 ] [ 52 ]ต่อมาไดอาน่า วรีแลนด์บรรณาธิการของโว้กก็ชื่นชอบเบคไลต์เป็นอย่างมาก[ 53 ]เบคไลต์ยังถูกนำมาใช้ทำกล่องสำหรับนาฬิกาไบรท์ลิง อีกด้วย [ 54 ]

กระเป๋าถือทำจากอะลูมิเนียมและเบคไลต์ที่มีพื้นผิวเป็นลวดลาย ปี 1925 คอลเล็กชันของพิพิธภัณฑ์วิกตอเรียและอัลเบิร์ต

ในปี พ.ศ. 2473 นักออกแบบPaul T. Franklถือว่า Bakelite เป็น "Materia Nova" ซึ่ง "แสดงถึงยุคสมัยของเรา" [ 10 ] : 107 ในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2473 Bakelite ถูกนำมาใช้สำหรับชิ้นส่วนเกม เช่นหมากรุกชิปโป๊กเกอร์[ 55 ] โดมิโน[ 56 ]และชุดไพ่นกกระจอก[ 57 ] [ 58 ] เครื่องครัวที่ทำจาก Bakelite รวมถึงกระป๋องและเครื่อง ใช้ บนโต๊ะอาหาร ได้รับการส่งเสริมเนื่องจากทนต่อความร้อน และการบิ่น[ 59 ] [ 60 ]ในช่วงกลางทศวรรษ พ.ศ. 2473 Northland วางจำหน่ายสกีรุ่นหนึ่งที่มีฐาน "Ebonite" สีดำ ซึ่งเป็นการเคลือบ Bakelite [ 61 ] [ 62 ]ในปี พ.ศ. 2478 Bakelite ถูกนำมาใช้ในกีตาร์ไฟฟ้าแบบตัวแข็งนักแสดงอย่างJerry Byrdชื่นชอบโทนเสียงของกีตาร์ Bakelite แต่พบว่ามันยากที่จะตั้งสายให้ตรง[ 63 ]

Charles Plimpton จดสิทธิบัตร BAYKO ในปี 1933 และรีบนำชุดก่อสร้างชุดแรกออกวางจำหน่ายในช่วงคริสต์มาสปี 1934 เขาเรียกของเล่นนี้ว่าBayko Light Constructional Setsโดยคำว่า "Bayko Light" เป็นการเล่นคำกับคำว่า "Bakelite" [ 64 ]

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เบคไลต์ถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์สงครามหลากหลายชนิด รวมถึงแว่นตานักบินและโทรศัพท์สนาม[ 65 ]นอกจากนี้ยังใช้ทำเครื่องประดับรักชาติในช่วงสงครามอีกด้วย[ 66 ] [ 67 ]ในปี พ.ศ. 2486 เรซินฟีนอลเทอร์โมเซตติงยังถูกนำมาพิจารณาใช้ในการผลิตเหรียญกษาปณ์ เนื่องจากวัสดุแบบดั้งเดิมขาดแคลนเบคไลต์และวัสดุที่ไม่ใช่โลหะอื่นๆ ถูกทดสอบเพื่อใช้ในการ ผลิต เหรียญหนึ่งเซนต์ในสหรัฐอเมริกา ก่อนที่โรงกษาปณ์จะเลือกใช้เหล็กเคลือบสังกะสี[ 68 ] [ 69 ]

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ปุ่มเบคไลต์เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องแบบของอังกฤษ ซึ่งรวมถึงปุ่มสีน้ำตาลสำหรับกองทัพบกและปุ่มสีดำสำหรับกองทัพอากาศ[ 70 ]

ในปี พ.ศ. 2490 Han van Meegeren นักปลอมแปลงงานศิลปะชาวดัตช์ถูกตัดสินว่ามีความผิดฐานปลอมแปลงงานศิลปะ หลังจากที่ Paul B. Coremansนักเคมีและภัณฑารักษ์พิสูจน์ได้ว่าภาพวาด ที่อ้างว่าเป็นของ Vermeer นั้นมีส่วนประกอบของ Bakelite ซึ่ง van Meegeren ใช้เป็นสารทำให้สีแข็งตัว[ 71 ]

ในช่วงปลายทศวรรษ 1940 วัสดุใหม่ๆ เริ่มเข้ามาแทนที่เบคไลต์ในหลายๆ ด้าน[ 46 ] ปัจจุบัน วัสดุฟีนอลิกส์ไม่ค่อยได้ใช้ในผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคทั่วไปมากนัก เนื่องจากต้นทุนและความซับซ้อนในการผลิต รวมถึงคุณสมบัติที่เปราะบาง อย่างไรก็ตาม ยังคงมีการใช้งานในบางแอปพลิเคชันที่ต้องการคุณสมบัติเฉพาะ เช่น ชิ้นส่วนรูปทรงขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูง กระบอกเบรกดิสก์แบบขึ้นรูป ด้ามจับหม้อ ปลั๊กไฟ สวิตช์ และชิ้นส่วนสำหรับเตารีดไฟฟ้าแผงวงจรพิมพ์รวมถึงเกมกระดานและเกมตั้งโต๊ะราคาไม่แพงที่ผลิตในประเทศจีน ฮ่องกง และอินเดีย สิ่งของต่างๆ เช่น ลูกบิลเลียด โดมิโน และชิ้นส่วนสำหรับเกมกระดาน เช่น หมากรุก หมากฮอส และแบ็กแกมมอน ทำจากเบคไลต์เนื่องจากรูปลักษณ์ ความทนทาน การขัดเงาที่ดี น้ำหนัก และเสียง ลูกเต๋าทั่วไปบางครั้งก็ทำจากเบคไลต์เพื่อน้ำหนักและเสียง แต่ส่วนใหญ่ทำจากพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติก เช่นอะคริโลไนไตรล์บิวทาไดอีนสไตรีน (ABS) เบคไลต์ยังคงใช้สำหรับฉนวนสายไฟ ผ้าเบรกและชิ้นส่วนยานยนต์ที่เกี่ยวข้อง และการใช้งานทางไฟฟ้าในอุตสาหกรรม สต็อกเบคไลต์ยังคงถูกผลิตและแปรรูปเป็นแผ่น แท่ง และท่อสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การผลิตไฟฟ้า และอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ภายใต้ชื่อแบรนด์ทางการค้าที่หลากหลาย[ 46 ]

เรซินฟีนอลิกมีความทนทานต่อความร้อนสูงและมีแนวโน้มที่จะลุกไหม้มากกว่าที่จะหลอมละลาย ด้วยเหตุนี้ ฟีนอลิกจึงถูกนำมาใช้ในการเชื่อมและการใช้งานที่อุณหภูมิสูงอื่นๆ และมักใช้ใน แผ่น กันความร้อนแบบระเหย[ 72 ]แผ่นกันความร้อนของโซเวียตสำหรับหัวรบ ICBM และการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของยานอวกาศประกอบด้วยแอสเบสตอสเท็กซ์โทไลต์ที่เคลือบด้วยเบคไลต์[ 73 ]เบคไลต์ยังใช้ในการยึดตัวอย่างโลหะในโลหะวิทยาอีก ด้วย [ 74 ]

ของสะสม

กำไลหลากสีวางอยู่บนโต๊ะกระจก
กำไลที่ทำจากเบคไลต์

สินค้าที่ทำจากเบคไลต์ โดยเฉพาะเครื่องประดับและวิทยุ ได้รับความนิยมในฐานะของสะสม[ 46 ]

บางครั้ง คำว่าBakeliteถูกใช้ในตลาดขายต่อเป็นคำรวมสำหรับพลาสติกยุคแรกหลายประเภท รวมถึงCatalinและFaturanซึ่งอาจมีสีสันสดใส รวมถึงสินค้าที่ทำจากวัสดุ Bakelite แท้ด้วย[ 45 ] [ 75 ]

เนื่องจากความสวยงาม จึงมีวัสดุที่คล้ายกันคือเฟคไลต์ (เบคไลต์ปลอม) ซึ่งทำจากวัสดุที่ทันสมัยและปลอดภัยกว่าซึ่งไม่มีแอสเบสตอ[ 29 ]

สิทธิบัตร

สำนักงานสิทธิบัตรและเครื่องหมายการค้าของสหรัฐอเมริกาได้ให้สิทธิบัตรแก่เบคแลนด์สำหรับ "วิธีการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำของฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์" เมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2452 [ 13 ]การผลิตผลิตภัณฑ์ควบแน่นของฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์ที่แข็ง แน่น ไม่ละลายน้ำ และไม่หลอมละลาย ถือเป็นจุดเริ่มต้นของอุตสาหกรรมพลาสติก สมัยใหม่ [ 76 ]

พลาสติกที่คล้ายกัน

  • Catalinก็เป็นเรซินฟีนอลเช่นกัน คล้ายกับ Bakelite แต่มีสารเติมแต่งแร่ธาตุที่แตกต่างกันซึ่งทำให้สามารถผลิตสีอ่อนได้[ 77 ]
  • คอนเดนไซต์เป็นวัสดุเทอร์โมเซตที่คล้ายคลึงกันซึ่งมีคุณสมบัติ ลักษณะ และการใช้งานที่คล้ายคลึงกันมาก[ 78 ]
  • คริสตัลเลตเป็นพลาสติกยุคแรก[ 79 ]
  • ฟาตูรันเป็นเรซินฟีนอล ซึ่งคล้ายกับเบคไลต์เช่นกัน และจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อเวลาผ่านไป โดยไม่คำนึงถึงสีเดิม[ 80 ]
  • กาลาลิธเป็นพลาสติกยุคแรกที่ได้จากผลิตภัณฑ์นม[ 81 ]
  • ไมคาร์ตาเป็นแผ่นฉนวนคอมโพสิตรุ่นแรกๆ ที่ใช้เบคไลต์เป็นสารยึดเกาะ พัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2453 โดย บริษัท Westinghouse Electric & Manufacturing Company ซึ่งนำวัสดุใหม่นี้ไปใช้ในการหล่อใบพัดสังเคราะห์สำหรับพัดลมไฟฟ้าของ Westinghouse [ 82 ]
  • Novotextเป็นชื่อทางการค้าของสิ่งทอฝ้าย-เรซินฟีนอล[ 83 ]
  • G-10หรือ การ์โรไลต์ ผลิตจากไฟเบอร์กลาสและเรซินอีพ็อกซี

ดูเพิ่มเติม

  • Bakelite®: ผู้นำด้านเรซินและสารประกอบเทอร์โมเซต
  • Baekeland, LH (มีนาคม 1909). "การสังเคราะห์ โครงสร้าง และการใช้งานของเบคไลต์"วารสารเคมีอุตสาหกรรมและวิศวกรรม1 (3): 149– 161. doi : 10.1021/ie50003a004 . ISSN  0095-9014 .
  • ทุกสิ่งเกี่ยวกับเบคไลต์: ยุคแห่งพลาสติก — ตัวอย่างภาพยนตร์โดย จอห์น มาเฮอร์ พร้อมวิดีโอและแหล่งข้อมูลเพิ่มเติม
  • คอลเลกชันเบคไลต์อัมสเตอร์ดัม
  • คอลเล็กชั่นเบคไลต์ขนาดใหญ่
  • เบคไลต์: วัสดุสารพัดประโยชน์
  • พิพิธภัณฑ์เบคไลต์เสมือนจริงแห่งเมืองเกนต์ 1907–2007
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bakelite&oldid=1361168542 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เบคไลต์

เบคไลต์ ( / ˈ b eɪ k ə l aɪ t / BAY -kə-lyte ) เป็น พลาสติก ชนิดแรกที่ทำจากส่วนประกอบสังเคราะห์ พัฒนาโดยนักเคมี Leo Baekeland ใน เมือง Yonkers รัฐนิวยอร์ก ในปี 1907...

ประวัติศาสตร์

ปฏิกิริยาระหว่างฟีนอลและอัลดีไฮด์ได้รับการรายงานครั้งแรกในปี พ.ศ. 2415 โดย Adolf von Baeyer แม้ว่าในขณะนั้นจะยังไม่มีการพิจารณาถึงการใช้งานเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ก็ตาม [ 7 ]

สังเคราะห์

การผลิตเบคไลต์เป็นกระบวนการหลายขั้นตอน เริ่มต้นด้วยการให้ความร้อนแก่ฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น กรดไฮโดร คลอริก ซิงค์คลอไร ด์ หรือแอมโมเนียที่เป็นเบส ซึ่งจะทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ควบแน่นที่เป็นของเหลว เรียกว่า เบคไลต์ เอ (Bakelite A)...

การขึ้นรูปด้วยการอัด

Bakelite ที่ขึ้นรูปเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาควบแน่นของฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์ โดยใช้ผงไม้หรือเส้นใยแอสเบสตอสเป็นสารเติมแต่ง ภายใต้ความดันและความร้อนสูงในช่วงเวลา การบ่ม เพียงไม่กี่นาที ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุพลาสติกแข็ง [ 28 ]...