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華萊士·卡羅澤斯

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華萊士·卡羅澤斯(又譯家華萊士·卡羅瑟斯)美國化學家。1896年4月27日生於艾奧瓦州伯靈頓,1937年4月29日卒於費城。1920年在密蘇里的塔基歐學院畢業。1921年在伊利諾伊大學獲碩士學位,1924年獲有機化學博士學位。在該校任教兩年後到哈佛大學任教。1928年起,在美國杜邦公司任職9年,領導基礎有機化學的研究工作。1936年當選為美國科學院院士,他是第一個從產業部門選為該院院士的有機化學家。

華萊士·卡羅澤斯華萊士·卡羅澤斯
華萊士·卡羅澤斯(又譯家華萊士·卡羅瑟斯)美國化學家。1896年4月27日生於艾奧瓦州伯靈頓,1937年4月29日卒於費城。1920年在密蘇里的塔基歐學院畢業。1921年在伊利諾伊大學獲碩士學位,1924年獲有機化學博士學位。在該校任教兩年後到哈佛大學任教。1928年起,在美國杜邦公司任職9年,領導基礎有機化學的研究工作。1936年當選為美國科學院院士,他是第一個從產業部門選為該院院士的有機化學家。

1 華萊士·卡羅澤斯 -生平簡介

華萊士·卡羅澤斯華萊士·卡羅澤斯
世界著名高分子科學家華萊士·卡羅瑟斯(WallaceH.Carothers,1896~1937)1896年4月27日,卡羅瑟斯出生於美國洛瓦的伯靈頓。卡羅瑟斯的父親在得梅因商學院任教,後來擔任過該院的副院長。受父親的影響,卡羅瑟斯18歲時進入該院學習會計,但他對這一專業並不感興趣,倒是很喜歡化學等自然科學,因此,1915以後開始在一所規模較小的學院學習化學。並與1920年獲理學學士學位。1921年,卡羅瑟斯在伊利諾伊大學取得碩士學位,而後到南達柯他大學任教,講授分析化學和物理化學。1923年又回到伊利諾伊大學攻讀有機化學專業的博士學位。在導師羅傑·亞當斯(RogerAdams,1889~1971)教授的指導下,完成了關於鉑黑催化氫化的論文,初步顯露了他的才華,獲得博士學位后隨即留校工作。1926年到哈佛大學教授有機化學。1928年杜邦公司在特拉華州威爾明頓的總部所在地成立了基礎化學研究所,年僅32歲的卡羅瑟斯博士受聘擔任該所有機化學部的負責人。1930年卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合製取聚酯,在實驗中卡羅瑟斯的同事希爾在從反應器中取出熔融的聚酯時發現了一種有趣的現象:這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來,而且這種纖維狀的細絲即使冷卻后還能繼續拉伸,拉伸長度可以達到原來的幾倍,經過冷拉伸后纖維的強度和彈性大大增加。這種從未有過的現象使他們預感到這種特性可能具有重大的應用價值,有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。他們隨後又對一系列的聚酯化合物進行了深入的研究。由於當時所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物,具有易水解、熔點低(滌綸,這對卡羅瑟斯不能不說是一件很遺憾的事情。1935年初卡羅瑟斯決定用戊二胺和癸二酸合成聚醯胺(即聚醯胺510),實驗結果表明,這種聚醯胺拉制的纖維其強度和彈性超過了蠶絲,而且不易吸水,很難溶,不足之處是熔點較低,所用原料價格很高,還不適宜於商品生產。緊接著卡羅瑟斯又選擇了己二胺和己二酸進行縮聚反應,終於在1935年2月28日合成出聚醯胺66。這種聚合物不溶於普通溶劑,具有263℃的高熔點,由於在結構和性質上更接近天然絲,拉制的纖維具有絲的外觀和光澤,其耐磨性和強度超過當時任何一種纖維,而且原料價格也比較便宜。1938年7月杜邦公司完成了對聚醯胺纖維的中試,同月用聚醯胺66作牙刷毛的牙刷開始投放市場。1938年10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維正式誕生了,並將聚醯胺66這種合成纖維命名為尼龍(nylon),這個詞後來在英語中變成了聚醯胺類合成纖維的通用商品名稱。然而遺憾的是尼龍的發明人卡羅瑟斯沒能看到尼龍的誕生。卡羅瑟斯生活一向消極,精神抑鬱,據說他從事高分子研究之初,就在自己的上衣口袋裡隨身攜帶了一顆劇毒氰化鉀,他說,一旦自己失敗了,就隨時吞下它。1936年,卡羅瑟斯獲得諾貝爾獎提名,但並沒有最終獲獎,他於是認為自己作為一個科學家,實在是一個失敗者,這個念頭一直纏繞著他,使他無法擺脫。加之1936年他喜愛的孿生姐姐去世,使他的心情更加沉重,這位在聚合物化學領域作出了傑出貢獻的化學家,於1937年4月29日在美國費城一家飯店的房間里飲用了摻有氰化鉀的檸檬汁而自殺身亡。為了紀念卡羅瑟斯的功績,1946年杜邦公司將烏米爾特工廠的尼龍研究室改名為卡羅瑟斯研究室。

2 華萊士·卡羅澤斯 -聚合反應

華萊士·卡羅澤斯聚合反應
由單體合成聚合物的反應過程。有聚合能力的低分子原料稱單體,分子量較大的聚合原料稱大分子單體。若單體聚合生成分子量較低的低聚物,則稱為齊聚反應(oligomerization),產物稱齊聚物。一種單體的聚合稱均聚合反應,產物稱均聚物。兩種或兩種以上單體參加的聚合,則稱共聚合反應,產物稱為共聚物。

1929年,W.H.卡羅瑟斯按照反應過程中是否析出低分子物,把聚合反應分為縮聚反應和加聚反應。縮聚反應通常是指多官能團單體之間發生多次縮合,同時放出水、醇、氨或氯化氫等低分子副產物的反應,所得聚合物稱縮聚物。加聚反應是指α-烯烴、共軛雙烯和乙烯類單體等通過相互加成形成聚合物的反應,所得聚合物稱加聚物,該反應過程中並不放出低分子副產物,因而加聚物的化學組成和起始的單體相同。

3 華萊士·卡羅澤斯 -研究尼龍

歷史上首先發明的一種合成纖維—尼龍。人們對尼龍並不陌生.在日常生活中尼龍製品比比皆是,但是知道它歷史的人就很少了。

尼龍是世界上首先研製出的一種合成纖維。

本世紀初,企業界搞基礎科學研究還被認為是一種不可思議的事情。

華萊士·卡羅澤斯卡羅瑟斯製成的尼龍
1926年美國最大的工業公司-杜邦公司的的董事斯蒂恩(CharlesM.A.Stine,l882~1954)出於對基礎科學的興趣,建議該公司開展有關發現新的科學事實的基礎研究。

1927年該公司決定每年支付25萬美元作為研究費用,並開始聘請化學研究人員,到1928年杜邦公司在特拉華州威爾明頓的總部所在地成立了基礎化學研究所,年僅32歲的卡羅瑟斯(WallaceH.Carothers,1896~1937)博士受聘擔任該所有機化學部的負責人。

卡羅瑟斯來到杜邦公司的時候,正值國際上對德國有機化學家施陶丁格(HermannStaudinger,1881~1965)提出的高分子理論展開了激烈的爭論,卡羅瑟斯讚揚並支持施陶丁格的觀點,決心通過實驗來證實這一理論的正確性,因此他把對高分子的探索作為有機化學部的主要研究方向。

一開始卡羅瑟斯選擇了二元醇與二元羧酸的反應,想通過這一被人熟知的反應來了解有機分子的結構及其性質間的關係。在進行縮聚反應的實驗中,得到了分子量約為5000的聚酯分子。為了進一步提高聚合度,卡羅瑟斯改進了高真空蒸餾器並嚴格控制反應的配比,使反應進行得很完全,在不到兩年的時間裡使聚合物的分子量達到10000~20000。

4 華萊士·卡羅澤斯 -生平遺憾

華萊士·卡羅澤斯聚酯
1930年卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合製取聚酯,在實驗中卡羅瑟斯的同事希爾在從反應器中取出熔融的聚酯時發現了一種有趣的現象:這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來,而且這種纖維狀的細絲即使冷卻后還能繼續拉伸,拉伸長度可以達到原來的幾倍,經過冷拉伸后纖維的強度和彈性大大增加。這種從未有過的現象使他們預感到這種特性可能具有重大的應用價值,有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。

他們隨後又對一系列的聚酯化合物進行了深入的研究。由於當時所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物,具有易水解、熔點低(<100攝氏度)、易溶解在有機溶劑中等缺點,卡羅瑟斯因此得出了聚酯不具備製取合成纖維的錯誤結論,最終放棄了對聚酯的研究。

就在卡羅瑟斯放棄了這一研究以後,英國的溫費爾德(T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取這些研究成果的基礎上,改用芳香族羧酸(對苯二甲酸)與二元醇進行縮聚反應,1940年合成了聚酯纖維—滌綸,這對卡羅瑟斯不能不說是一件很遺憾的事情。

5 華萊士·卡羅澤斯 -晚年悲劇

遺憾的是尼龍的發明人卡羅瑟斯沒能看到尼龍的實際應用。由於卡羅瑟斯一向精神抑鬱,有一個念頭使他無法擺脫,總認為作為一個科學家自己是一個失敗者,加之1936年他喜愛的孿生姐姐去世,使他的心情更加沉重,這位在聚合物化學領域作出了傑出貢獻的化學家,於1937年4月29日在美國費城一家飯店的房間里飲用了摻有氰化鉀的檸檬汁而自殺身亡。

6 華萊士·卡羅澤斯 -科研影響

華萊士·卡羅澤斯華萊士·卡羅澤斯
為了紀念卡羅瑟斯的功績,1946年杜邦公司將烏米爾特工廠的尼龍研究室改名為卡羅瑟斯研究室。尼龍的合成奠定了合成纖維工業的基礎,尼龍的出現使紡織品的面貌煥然一新。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿,1939年10目24日杜邦公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,混亂的局面迫使治安機關出動警察來維持秩序。人們曾用「象蛛絲一樣細,象鋼絲一樣強,象絹絲一樣美」的詞句來讚譽這種纖維.到1940年5月尼龍纖維織品的銷售遍及美國各地。

從第二次世界大戰爆發直到1945年,尼龍工業被轉向制降落傘、飛機輪胎帘子布、軍服等軍工產品。由於尼龍的特性和廣泛的用途,第二次世界大戰後發展非常迅速,尼龍的各種產品從絲襪、衣著到地毯,漁網等,以難以計數的方式出現.最初十年間產量增加25倍,1964年占合成纖維的一半以上,至今聚醯胺纖維仍是三大合成纖維之一。

尼龍的發明從沒有明確的應用目的的基礎研究開始,最終卻導致產生了改變人們生活面貌的尼尤產品,成為企業辦基礎科學研憲非常成功的典型。

它使人們認識到與技術相比科學要走在前頭,與生產相比技術要走在前頭;沒有科學研究,沒有技術成果,新產品的開發是不可能的。

此後,企業從事或資助的基礎科研在世界範圍內如雨後春筍般地出現,使基礎科研的成果得以更迅速地轉化為生產力。

7 華萊士·卡羅澤斯 -導師簡介

華萊士·卡羅澤斯羅傑·亞當斯
RogerAdams羅傑·亞當斯(1889—1971)1954年,曾經是美國化學界領袖人物的羅傑·亞當斯教授。以82歲的高齡,於1971年7月6日謝世。他一生培養了獲得博士學位的化學家達184位之多,其中包括榮獲諾貝爾獎金的斯坦利(W.M.Stanley)和最早發明尼龍的卡羅瑟斯(W.H.Carothers)等人。中國化學工作者,聽過他講授課的人很不少,其中有七位受過他的指導,獲得了博士學位。這些當時的中國學生,大部分至今還在為中國的科學事業盡自己的力量:有的在教學崗位上、有的在研究機構里、有的在編寫化學書籍。

8 華萊士·卡羅澤斯 -得意門生

華萊士·卡羅澤斯華萊士·卡羅澤斯
PaulJ.Flory高分子科學家。1910年6月19日生於伊利諾伊州斯特靈。1985年9月9日逝世。1934年在俄亥俄州州立大學獲物理化學博士學位,後任職於杜邦公司,進行高分子基礎理論研究。1948年在康奈爾大學任教授。1957年任梅隆科學研究所執行所長。1961年任斯坦福大學化學系教授,1975年退休。1953年當選為美國科學院院士。Flory在高分子物理化學方面的貢獻,幾乎遍及各個領域。他是實驗家又是理論家,是高分子科學理論的主要開拓者和奠基人之一。著有《高分子化學原理》和《長鏈分子的統計力學》等。1974年獲諾貝爾化學獎。

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