是什么使得耐切的外科手术手套和洗衣袋如此普遍?这些由聚乙烯制得的材料是30年代末的
一群化学家在高压、高温时研究乙烯这种气体时发现的。他们了现在某些条件下,这种气体变成了
有弹性的白色固体,后来被证明是一种优良的绝缘体(后来发现它们也适用于食品包装)。第二次
世界大战造成了对这种可以涂在雷达装置和电子武器导线上的绝缘体的大量需求。事实上,如果没
有这种需要,聚乙烯可能会因为生产起来太危险而被放弃,早期的生产工厂经常发生爆炸。反过
来,第二次世界大战结果却是产生了聚乙烯安全的制造方法。在德国,由于盟军全面封锁而被断绝
了世界原油的供应,于是采取应急研究计划去开发合成燃料和润滑油。作为该计划的主要化学家之
一,齐格勒(Kail Ziegler)用乙烯作为原材料在战后继续进行这一研究。1953年的一天,他惊
奇地发现发应管中充满了聚乙烯,尽管他并未使当时认为必需的高温和高压。后来被证实,秘密在
于一种金属催化剂。与高温下产生的产物不同,这种新的聚乙烯是刚性的,不是可伸缩的,与用其
他方法得到的也不同(它现在被用来制造牛奶瓶)。
进一步的研究表明,两种类型的聚乙烯是以非常不同的方式生长的。齐格勒的催化剂选择性
地使乙烯分子头尾相接,产生长的直链的聚乙烯。这些线性分子像成捆的木材一样容易堆积,产生
刚性的、结晶状的高密度材料,可用于制造牛奶瓶。然而在高温过程中,反应通过自由基中间体—
—不稳定的物种无选择性地与眼前的任何物质反应,包括它们自己的聚合物链。当这一切发生时,
线性链就会产生分支,而分支聚合物就像一堆无法整齐地堆积,这就形成一种软的、无定形的低密
度材料。
现代催化剂可以使乙烯合成一种超高分子量的线性聚合物,这种材料可以纺成强度特高的纤
维,能用于制造耐切的外科手术用手套。
自齐格勒的发明以来,当今的催化剂已有了很大的改进,能以很高的选择性和收率生产非常
特殊的产品。进一步改进的结果将不仅使反应条件更加温和,而且会生产出使用范围更广且性能超
越的材料。
|
|