第一种塑料的诞生

第一种塑料的诞生
1846年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因在自家的厨房里做实验，一不小心把正在蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶打破在地板上。

她顺手用妻子的围裙擦干了地板，然后把洗净的围裙挂在火炉旁烘干。

就在围裙快要烘干时，突然间围裙自燃起来，并在瞬间化为灰烬。

为了揭开围裙自燃的秘密，舍恩拜因找来了一些棉花，并把它们浸泡在硝酸和硫酸的混合液中，然后用水洗净，很小心地烘干，最后得到一种淡黄色的棉花。

现在人们知道，硝酸纤维素，它很易燃烧，甚至爆炸，被称为火棉，可用于制造炸药。

这是人类制造的第一种高分子化合物。

虽然远在这之前，中国人就知道利用纤维素造纸，但是改变纤维素的成分，使它成为一种新的高分子化合物，这还是第一次。

舍恩拜因深知这个发现的重要商业价值，他在杂志上只发表了新炸药的化学式，却没有公布反应式，而把反应式卖给了商人。

但由于生产太不安全，到1862年奥地利的最后两家火棉厂被炸毁后就停止了生产。

可是化学家对硝酸纤维素的研究并没有终止。

英国冶金学家、化学家帕克斯发现硝酸纤维素能溶于乙醚和酒精中，这种溶液在空气中蒸发了溶剂可得到一种角质状的物质。

美国印刷工人海厄特发现在这种物质中加入樟脑会提高韧性，而且具有加热时软化，冷却时变硬的可塑性，很易加工。

这种用樟脑增塑的硝酸纤维素就是历史上第一种塑料，称为赛璐珞（celluloid），它被广泛用于制作乒乓球、照相胶卷、梳子、眼镜架、衬衫衣领和指甲油等。

1884年夏尔多内产生了将硝酸纤维素溶液纺成一种新纤维的想法，
他制造了第一种具有光泽的人造丝。

当1889年这种新的纤维在巴黎首次向公众展示时曾引起了轰动。

这种人造丝有丝的光泽和手感，也能洗涤，但极易着火燃烧。

后来硝酸纤维素人造丝被更为防火的两个品种所取代，一种是醋酸纤维素，即赛璐玢（cellophane），另一种是再生纤维素。

今天这两种人造丝的产量已是生丝的65倍。

舍恩拜因的偶然发现已经引起了19世纪后半叶欧洲和美洲化学工业的巨大发展。

摘自：董炎明，张海良，《高分子科学教程》，北京：科学出版社，2004，p25。

根据纤维素的结构，每个环最多只能引入三个硝酸酯基团。

硝酸酯基团引入的多少决定了硝酸纤维素的性质和用途。

其表征方法通常是用含氮量和代表聚合度的粘度。

含氮量13%以上的称为强棉，可用于制造火药；含氮量12.6%的称为胶棉，用于制造爆胶（即硝酸纤维素溶解于硝化甘油中而形成的胶体）和代那迈特(见工业炸药)；含氮量为8%～12%称为弱棉,可用于制造电影胶片（见支持体）、赛璐珞和硝基清漆等。

中国是采用每克硝酸纤维素完全分解所释放的氧化氮气体毫升数进行分类的。

一种白色的纤维状物质，物理性质与棉花基本相同；它的爆炸威力比黑火药大2～3倍，主要用作工业炸药和火药，例如制爆胶、抛射药（柯达、巴里斯泰火药等）、推进剂。