閱讀材料：合成纖維

PAGE5合成纖維在有機(jī)合成的故事中，有關(guān)合成纖維的章節(jié)具有特殊的趣味。第一批人造纖維（同第一批塑料一樣）是以纖維素為原料制成的?；瘜W(xué)家們自然是從硝化纖維素開始，因?yàn)樗凶銐虻臄?shù)量可以利用。1884年，法國(guó)化學(xué)家夏爾多內(nèi)將硝化纖維素溶解于乙醇和乙醚的混合物中，并迫使所得到的黏稠液體通過一些小孔噴出。在這種液體噴出之后，乙醇和乙醚隨之蒸發(fā)，于是便剩下膠棉細(xì)線似的硝化纖維素。（這實(shí)際上就是蜘蛛織網(wǎng)和春蠶吐絲的那種方式：它們從身體上的小孔中噴吐出一種黏液，這種黏液遇空氣而變成固態(tài)纖維。）這種硝化纖維素纖維太容易著火，不宜使用。不過，通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理能夠去掉硝酸根，結(jié)果便得到了一種外觀像蠶絲一樣的帶有光澤的纖維素細(xì)絲。然而，夏爾多內(nèi)的方法并不實(shí)用。且不說有硝酸根存在的中間階段非常危險(xiǎn)，也不說用作溶劑的乙醇和乙醚的混合物極易著火，單是將硝酸根加上去又去掉這一點(diǎn)，這種方法就十分費(fèi)錢。1892年，人們發(fā)現(xiàn)了一些溶解纖維素的方法。例如，英國(guó)化學(xué)家克羅斯將纖維素溶解于二硫化碳，并將所得到的黏稠液體（叫做黏膠）做成細(xì)絲。麻煩的是，二硫化碳易燃、有毒且氣味難聞。1903年，一種有競(jìng)爭(zhēng)力的方法投入使用。這種方法以醋酸作為溶劑的一部分，生產(chǎn)出一種叫做醋酸纖維素的物質(zhì)。這些人造纖維被稱為人造絲。人造絲主要有兩個(gè)品種，通常分為黏膠人造絲和醋酸人造絲。順便提一下，如果將黏膠通過一條狹縫擠壓出去，就會(huì)得到一種柔軟、透明和防水的薄膜——玻璃紙。這種方法是法國(guó)化學(xué)家布蘭登伯熱于1908年發(fā)明的。一些合成的聚合物同樣也能夠通過一條狹縫擠壓成薄膜。例如，乙烯基樹脂能制成名為薩綸的覆蓋物。直到本世紀(jì)30年代，才出現(xiàn)第一批完全合成的纖維。讓我先講一點(diǎn)有關(guān)蠶絲的故事。蠶絲是由蠶蛾的幼蟲——蠶——所吐的絲。蠶對(duì)食物要求極嚴(yán)，而且需要精心照料。蠶絲必須從蠶繭上小心地抽取下來。由于這些緣故，蠶絲十分昂貴，而且不能大量生產(chǎn)。早在兩千多年前，中國(guó)便開始生產(chǎn)蠶絲，而且中國(guó)人對(duì)生產(chǎn)蠶絲的方法嚴(yán)加保密，以便在出口中保持有利的壟斷地位。然而，秘密終有泄漏之日，盡管采取了種種保密措施，養(yǎng)蠶繅絲的秘密還是流傳到了朝鮮、日本和印度。古羅馬是通過橫貫亞洲的漫長(zhǎng)的陸路輸入蠶的，由于經(jīng)紀(jì)人一路上步步設(shè)卡抽取通行稅，所以蠶絲到那里后非常昂貴，除了豪門巨富，一般人是可望而不可及的。550年，蠶子被偷偷地帶進(jìn)君士坦丁堡，從此歐洲便開始了蠶絲生產(chǎn)。盡管如此，蠶絲在不同程度上仍然屬于奢侈品。另外，直到目前為止，蠶絲仍然沒有好的代用品。人造絲固然具有與蠶絲相似的光澤，但卻不及蠶絲纖細(xì)、柔韌。蠶絲是一種蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的分子是由一種叫氨基酸的單體構(gòu)成的，而氨基酸則含有1個(gè)氨基和一個(gè)羧基。氨基與羧基通過二者之間的1個(gè)碳原子相連接；如果以a表示氨基，以c表示羧基，再用短線表示中間的碳原子，我們就可以把氨基酸寫作：a－c。這些氨基酸以從頭至尾的方式聚合起來，也就是說，前面的1個(gè)氨基同后面的1個(gè)羧基縮合，這樣便成了蠶絲分子：……a—c、a—c、a—c、a—c……本世紀(jì)30年代，杜邦公司的化學(xué)家卡羅瑟斯對(duì)一些含有氨基和羧基的分子進(jìn)行了研究，希望借此找到一種較好的方法，將它們縮合成具有大環(huán)結(jié)構(gòu)的分子。（這類分子對(duì)于香料制造業(yè)是很重要的。）與他的愿望相反，他發(fā)現(xiàn)這些分子縮合成了長(zhǎng)鏈分子。卡羅瑟斯早已預(yù)料到可能會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)鏈分子，因此沒有錯(cuò)過這一機(jī)會(huì)。他立即對(duì)此作了進(jìn)一步的研究，最后用己二酸和己二胺制成了纖維。己二酸分子含有兩個(gè)羧基，中間被4個(gè)碳原子隔開，因此可以用C————C表示。己二胺由兩個(gè)氨基構(gòu)成，中間被6個(gè)碳原子隔開，因此可寫為；a——————a。當(dāng)卡羅瑟斯將這兩種物質(zhì)混在一起時(shí)，它們就縮合成具有下列結(jié)構(gòu)的聚合物：……a————————————————a——————————a……可以看出，用點(diǎn)標(biāo)出的縮合部位具有與蠶絲相同的構(gòu)型“c．a(chǎn)”。最初生產(chǎn)的纖維并不是很好，主要是強(qiáng)度太差?？_瑟斯斷定，問題就出在縮合過程中所生成的水上。水的存在產(chǎn)生了一個(gè)相反的作用——水解反應(yīng)，它使聚合反應(yīng)不能持續(xù)很久。卡羅瑟斯找到了一種補(bǔ)救辦法，即讓聚合反應(yīng)在低壓下進(jìn)行，這樣水就會(huì)蒸發(fā)并很容易被清除掉（在鄰近反應(yīng)液體上方斜放一塊冷卻的玻璃板，水蒸氣就會(huì)凝結(jié)在上面并自行流走，這種裝置叫做分子蒸餾器）。這樣，聚合反應(yīng)就能不斷地進(jìn)行下去，并形成很長(zhǎng)的直鏈。1935年，卡羅瑟斯終于為合成理想的纖維奠定了基礎(chǔ)。將由己二酸和己二胺縮合而成的聚合物熔化，再通過許多小孔擠壓出來，然后再經(jīng)過拉伸，使纖維平行地排列起來，并成為晶束似的纖維束。這樣就得到了一種與蠶絲相似的帶有光澤的細(xì)絲，它可以織成像絲綢一樣輕柔美觀、甚至比絲綢還要結(jié)實(shí)的織品。用這種方法生產(chǎn)的第一批完全合成的纖維叫做尼龍。然而，卡羅瑟斯未能看到他的發(fā)現(xiàn)所結(jié)出的碩果，他于1937年就去世了。杜邦公司于1938年宣布合成纖維問世，并于1939年開始進(jìn)行商業(yè)性生產(chǎn)。在第二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)陸軍部隊(duì)收購了全部尼龍產(chǎn)品，用以制造降落傘和百余種其他軍需品。戰(zhàn)后，尼龍?jiān)谥埔m業(yè)上完全取代了蠶絲，因此，婦女的長(zhǎng)襪現(xiàn)在叫做尼龍襪。尼龍的合成為許多其他合成纖維的生產(chǎn)開辟了道路。丙烯腈，或稱為乙烯基氰化物（CH2＝CHCN），也可以聚合成與聚乙烯類似的長(zhǎng)鏈，所不同的是，與每個(gè)單元中第二個(gè)碳原子相連的是氰基（在這里它是完全無毒的）。這種產(chǎn)品叫做奧綸。1950年投入使用。如果再添加上氯乙烯，則最終的長(zhǎng)鏈既含有氯原子，又含有氰基，這就是氯丙綸（達(dá)耐爾）。如果通過使用醋酸乙烯（CH2＝CHOOCCH3）來添加醋酸根，則產(chǎn)品就是醋丙綸（阿克利綸）。英國(guó)于1941年制造出了聚酯纖維。這種纖維是由一個(gè)單體的羥基同另一個(gè)單體的羥基縮合而成的長(zhǎng)鏈。這種產(chǎn)物就