Baekelite: Plastik Pertama dari Komponen Sintesis
Baekelite adalah plastik pertama yang dibuat dari komponen
sintetis. Ini adalah resin fenol formaldehida termoset, terbentuk dari reaksi
kondensasi fenol dengan formaldehida. Ini dikembangkan oleh ahli kimia Belgia
Leo Baekeland di Yonkers, New York, pada tahun 1907. Bakelite dipatenkan pada
tanggal 7 Desember 1909. Pembuatan plastik sintetis revolusioner karena sifat
nonkonduktivitas listrik dan tahan panasnya pada isolator listrik, selubung
radio dan telepon, serta beragam produk seperti peralatan dapur, perhiasan,
batang pipa, mainan anak-anak, dan senjata api. Daya tarik "retro"
dari produk Bakelite lama telah membuatnya dapat dikoleksi. Bakelite ditetapkan
sebagai National Historic Chemical Landmark pada tanggal 9 November 1993, oleh
American Chemical Society sebagai pengakuan atas signifikansinya sebagai plastik
sintetis pertama di dunia.
Baekeland sudah kaya karena penemuan kertas foto Velox
ketika dia mulai menyelidiki reaksi fenol dan formaldehida di laboratorium
rumahnya. Ahli kimia mulai menyadari bahwa banyak resin dan serat alam adalah
polimer. Tujuan awal Baekeland adalah mencari pengganti lak, bahan dalam
persediaan terbatas karena dibuat secara alami dari ekskresi serangga lak
(khususnya Kerria lacca). Baekeland menghasilkan lak fenol-formaldehida larut
yang disebut "Novolak", tetapi itu bukan kesuksesan pasar.
Baekeland kemudian mulai bereksperimen memperkuat kayu
dengan menghamilinya dengan resin sintetis, daripada melapisinya. Dengan
mengontrol tekanan dan suhu yang diterapkan pada fenol dan formaldehida,
Baekeland menghasilkan bahan cetakan keras yang ia beri nama
"Bakelite," menurut namanya sendiri. Ini adalah plastik termoset
sintetis pertama yang diproduksi, dan Baekeland berspekulasi tentang
"seribu satu ... artikel" yang dapat digunakan untuk membuatnya. Baekeland
mempertimbangkan kemungkinan penggunaan berbagai macam bahan pengisi, termasuk
kapas, bubuk perunggu, dan debu batu tulis, tetapi paling berhasil dengan serat
kayu dan asbes, asbes secara bertahap ditinggalkan oleh semua produsen karena
undang-undang lingkungan yang lebih ketat.
Baekeland mengajukan sejumlah besar paten di daerah
tersebut. Bakelite, "metode pembuatan produk fenol dan formaldehida yang
tidak larut," diajukan pada 13 Juli 1907, dan diberikan pada 7 Desember
1909. Baekeland juga mengajukan perlindungan paten di negara lain, termasuk
Belgia, Kanada, Denmark, Hungaria, Jepang, Meksiko, Rusia, dan Spanyol. Dia
mengumumkan penemuannya pada pertemuan American Chemical Society pada tanggal 5
Februari 1909.
Baekeland memulai produksi semi-komersial bahan barunya di
laboratorium rumahnya, memasarkannya sebagai bahan untuk isolator listrik. Pada
musim panas 1909 ia melisensikan hak Eropa kontinental kepada Rütger AG. Anak
perusahaan yang dibentuk saat itu, Bakelite AG, adalah yang pertama memproduksi
Bakelite dalam skala industri. Pada tahun 1910, Baekeland memproduksi bahan
yang cukup di AS untuk membenarkan ekspansi. Dia membentuk General Bakelite
Company di Perth Amboy, NJ, sebagai perusahaan AS untuk memproduksi dan
memasarkan material industri barunya. Dia juga membuat koneksi luar negeri
untuk memproduksi bahan di negara lain.
Bijker memberikan diskusi rinci tentang pengembangan
Bakelite dan produksi berbagai aplikasi material perusahaan Bakelite. Pada
tahun 1911, fokus utama perusahaan adalah pernis laminating, yang volume
penjualannya jauh mengungguli bahan cetakan dan resin cor. Pada tahun 1912,
bahan cetakan mulai berkembang, tetapi volume penjualannya untuk perusahaan
tidak melebihi pernis laminating sampai tahun 1930-an.
Seperti yang juga ditunjukkan oleh angka penjualan,
Perusahaan Bakelite memproduksi resin cor "transparan" (yang tidak
termasuk bahan pengisi) untuk pasar kecil yang sedang berlangsung selama tahun
1910-an dan 1920-an.? Balok atau batang resin cor, juga dikenal sebagai
"amber buatan", dikerjakan dan diukir untuk membuat barang-barang seperti
batang pipa, tempat rokok, dan perhiasan. Namun, permintaan plastik cetakan
membuat perusahaan Bakelite berkonsentrasi pada pencetakan, daripada
berkonsentrasi pada resin padat cor.
Bakelite Corporation dibentuk pada tahun 1922 setelah
litigasi paten yang menguntungkan Baekeland, dari penggabungan tiga perusahaan:
Perusahaan Umum Bakelite Baekeland; Perusahaan Kondensat, yang didirikan oleh
JW Aylesworth; dan Perusahaan Produk Kimia Redmanol, yang didirikan oleh
Lawrence V. Redman. Di bawah direktur periklanan dan hubungan masyarakat Allan
Brown, yang datang ke Bakelite dari Condensite, Bakelite secara agresif
dipasarkan sebagai "bahan seribu kegunaan". Pengajuan merek dagang
yang menampilkan huruf B di atas simbol matematika untuk infinitydibuat pada
tanggal 25 Agustus 1925, dan mengklaim bahwa merek tersebut telah digunakan
pada tanggal 1 Desember 1924. Berbagai macam penggunaan terdaftar dalam
aplikasi merek dagang mereka.
Edisi pertama majalah Plastics, Oktober 1925, menampilkan
Bakelite di sampulnya, dan memuat artikel "Bakelite – Apa Adanya"
oleh Allan Brown. Rentang warna yang tersedia termasuk "hitam, coklat,
merah, kuning, hijau, abu-abu, biru, dan campuran dari dua atau lebih
ini". Artikel tersebut menekankan bahwa Bakelite hadir dalam berbagai
bentuk. "Bakelite diproduksi dalam beberapa bentuk untuk memenuhi
kebutuhan yang berbeda-beda. Dalam semua bentuk ini, dasar dasarnya adalah
resin Bakelite awal. Varietas ini mencakup bahan bening, untuk perhiasan,
barang-barang perokok, dll.; semen, digunakan dalam menyegel bola lampu listrik
di dasar logam; pernis, untuk menghamili kumparan listrik, dll.; lak, untuk
melindungi permukaan perangkat keras; enamel, untuk memberikan lapisan resistif
pada peralatan industri; Bakelite Laminated, digunakan untuk roda gigi diam dan
insulasi; dan bahan cetakan, dari mana dibentuk barang-barang kegunaan dan keindahan
yang tak terhitung banyaknya.
Bahan cetakan biasanya dibuat dengan impregnasi zat
selulosa dengan resin awal yang 'tidak diawetkan'." ?Dalam laporan tahun
1925, Komisi Tarif Amerika Serikat memuji pembuatan komersial resin fenolik
sintetis sebagai "sangat merupakan pencapaian Amerika", dan mencatat
bahwa "publikasi angka, bagaimanapun, akan menjadi pengungkapan virtual
dari produksi perusahaan individu".
Di Inggris, Bakelite Limited, penggabungan tiga pemasok
resin fenol formaldehida Inggris (Damard Lacquer Company Limited dari Birmingham,
Mouldensite Limited dari Darley Dale dan Redmanol Chemical Products Company of
London), dibentuk pada tahun 1926. Pabrik Bakelite baru dibuka di Tyseley,
Birmingham, sekitar tahun 1928. Itu dihancurkan pada tahun 1998. Sebuah pabrik
baru dibuka di Bound Brook, New Jersey, pada tahun 1931. Pada tahun 1939,
perusahaan diakuisisi oleh Union Carbide and Carbon Corporation. Pada tahun
2005 produsen Bakelite Jerman Bakelite AG diakuisisi oleh Borden Chemical dari
Columbus, OH, sekarang Hexion Inc.
Selain bahan Bakelite asli, perusahaan-perusahaan ini
akhirnya membuat berbagai macam produk lainnya, banyak di antaranya dipasarkan
dengan merek "plastik Bakelite". Ini termasuk jenis resin fenolik cor
lainnya yang mirip dengan Catalin , dan resin urea-formaldehida, yang dapat
dibuat dalam warna yang lebih cerah daripada
polioksibenzilmetilenglikolanhidrida.
Setelah paten panas dan tekanan Baekeland berakhir pada
tahun 1927, Bakelite Corporation menghadapi persaingan serius dari perusahaan
lain. Karena Bakelite yang dicetak memasukkan pengisi untuk memberinya
kekuatan, Bakelite cenderung dibuat dalam menyembunyikan warna gelap. Pada
tahun 1927, manik-manik, gelang, dan anting-anting diproduksi oleh perusahaan
Catalin, melalui proses berbeda yang memungkinkan mereka memperkenalkan 15
warna baru. Perhiasan tembus pandang, chip poker, dan barang-barang lain yang
terbuat dari resin fenolik diperkenalkan pada 1930-an atau 1940-an oleh
perusahaan Catalin dengan nama Prystal. Penciptaan resin fenolik marmer mungkin
juga disebabkan oleh perusahaan Catalin.
Karakteristik Bakelite membuatnya sangat cocok sebagai
senyawa cetakan, bahan perekat atau pengikat, pernis, dan lapisan pelindung.
Bakelite sangat cocok untuk industri listrik dan mobil yang sedang berkembang
karena ketahanannya yang luar biasa tinggi terhadap listrik, panas, dan aksi
kimia.
Penggunaan komersial awal Bakelite dalam industri listrik
adalah pencetakan bushing isolasi kecil, dibuat pada tahun 1908 untuk Weston
Electrical Instrument Corporation oleh Richard W. Seabury dari Boonton Rubber
Company. Bakelite segera digunakan untuk bagian non-konduktor dari telepon,
radio dan perangkat listrik lainnya, termasuk alas dan soket untuk bola lampu
dan tabung elektron (tabung vakum), penyangga untuk semua jenis komponen
listrik, mobil tutup distributor dan isolator lainnya. Pada tahun 1912, itu
digunakan untuk membuat bola bilyar, karena elastisitas dan suara yang
dihasilkannya mirip dengan gading.
Selama Perang Dunia I, Bakelite digunakan secara luas,
terutama dalam sistem kelistrikan. Proyek-proyek penting termasuk mesin pesawat
Liberty, telepon nirkabel dan telepon radio, dan penggunaan baling-baling
micarta-bakelite di pesawat pengebom NBS-1 dan pesawat DH-4B.
Ketersediaan Bakelite dan kemudahan serta kecepatan
pencetakan membantu menurunkan biaya dan meningkatkan ketersediaan produk
sehingga telepon dan radio menjadi barang konsumsi rumah tangga biasa. Itu juga
sangat penting bagi industri otomotif yang sedang berkembang. Itu segera
ditemukan di berbagai produk konsumen lainnya mulai dari batang pipa dan
kancing hingga corong saksofon, kamera, senapan mesin awal, dan casing alat.
Bakelite juga sangat umum digunakan dalam membuat panel pegangan cetakan (stok)
pada pistol, senapan mesin ringan dan senapan mesin, serta banyak gagang pisau
dan "timbangan" selama paruh pertama abad ke-20.
Mulai tahun 1920-an, itu menjadi bahan populer untuk
perhiasan. Desainer Coco Chanel memasukkan gelang Bakelite dalam koleksi
perhiasan kostumnya.? Desainer seperti Elsa Schiaparelli menggunakannya untuk
perhiasan dan juga untuk kancing pakaian yang dirancang khusus. Kemudian, Diana
Vreeland, editor Vogue, sangat antusias dengan Bakelite. Bakelite juga
digunakan untuk membuat kotak presentasi untuk jam tangan Breitling.
Pada tahun 1930, desainer Paul T. Frankl menganggap
Bakelite sebagai "Materia Nova", "ekspresi dari zaman kita
sendiri".? Pada tahun 1930-an, Bakelite digunakan untuk bidak permainan
seperti catur, chip poker, domino dan set mahjong. Peralatan dapur yang dibuat
dengan Bakelite, termasuk tabung dan peralatan makan, dipromosikan karena
ketahanannya terhadap panas dan pecah. Pada pertengahan 1930-an, Northland
memasarkan lini ski dengan dasar "Ebonit" hitam, lapisan Bakelite. Pada
tahun 1935, itu digunakan dalam gitar listrik berbadan padat. Pemeran
sepertiJerry Byrd menyukai nada gitar Bakelite tetapi merasa sulit untuk tetap
selaras.
Charles Plimpton mematenkan BAYKO pada tahun 1933 dan
mengeluarkan set konstruksi pertamanya untuk Natal 1934. Dia menyebut mainan
itu Bayko Light Constructional Sets, kata-kata "Bayko Light" menjadi
plesetan dari kata "Bakelite." Selama Perang Dunia II, Bakelite
digunakan dalam berbagai peralatan masa perang termasuk kacamata pilot dan
telepon lapangan. Itu juga digunakan untuk perhiasan masa perang patriotik. Pada
tahun 1943, resin fenolik termoset bahkan dipertimbangkan untuk pembuatan koin,
karena kekurangan bahan tradisional. Bakelite dan bahan non-logam lainnya diuji
untuk penggunaan koin satu sen di AS sebelum Mint memilih baja berlapis seng.
Selama Perang Dunia II, kancing Bakelite adalah bagian dari
seragam Inggris. Ini termasuk tombol coklat untuk Angkatan Darat dan tombol
hitam untuk RAF. Pada tahun 1947, pemalsu seni Belanda Han van Meegeren dihukum
karena pemalsuan, setelah ahli kimia dan kurator Paul B. Coremans membuktikan
bahwa Vermeer yang diklaim mengandung Bakelite, yang digunakan van Meegeren
sebagai pengeras cat. Bakelite kadang-kadang digunakan dalam pegangan pistol,
pelindung tangan, dan popor senjata api. AKM dan beberapa senapan AK-74 awal
sering keliru diidentifikasi menggunakan Bakelite, tetapi sebagian besar dibuat
dengan AG-4S.
Pada akhir 1940-an, bahan yang lebih baru menggantikan
Bakelite di banyak bidang. Fenolik kurang sering digunakan dalam produk
konsumen umum hari ini karena biaya dan kompleksitas produksi dan sifatnya yang
rapuh. Mereka masih muncul di beberapa aplikasi di mana sifat spesifiknya
diperlukan, seperti komponen kecil berbentuk presisi, silinder rem cakram yang
dicetak, gagang panci, colokan listrik, sakelar dan suku cadang untuk setrika
listrik, serta di area papan dan meja yang murah. game yang diproduksi di Cina,
Hong Kong dan India. Barang-barang seperti bola bilyar, domino, dan bidak untuk
permainan papan seperti catur, catur, dan backgammon dibuat dari Bakelite
karena tampilan, daya tahan, polesan halus, berat, dan suaranya. Dadu biasa
terkadang dibuat dari Bakelite untuk bobot dan suara, tetapi mayoritas terbuat
dari polimer termoplastik seperti akrilonitril butadiena stirena (ABS).
Bakelite terus digunakan untuk isolasi kawat, bantalan rem dan komponen
otomotif terkait, dan aplikasi terkait listrik industri. Stok Bakelite masih
diproduksi dan diproduksi dalam bentuk lembaran, batang dan tabung untuk
aplikasi industri di industri elektronik, pembangkit listrik dan dirgantara,
dan di bawah berbagai nama merek komersial.
Resin fenolik telah umum digunakan dalam pelindung panas
ablatif. Pelindung panas Soviet untuk hulu ledak ICBM dan masuk kembali pesawat
ruang angkasa terdiri dari asbes textolite, diresapi dengan Bakelite. Bakelite
juga digunakan dalam pemasangan sampel logam di metalografi.