Midajo Bakalit ve Plastik
Fenol ve formoldan elde edilen sentetik bir maddedir. Kehlibarın yerine kullanılır. Bilhassa elektrik tesislerinin kurulmasında yararlıdır. Elektrik düğmeleri, prizleri vb. yapılır. Sentetik (yapay) olarak elde edilen ilk reçine, İsmi, ilk keşfeden Belçika asıllı Amerikalı kimyacı Leo Hendrik Baekeland’ın soyadından alınmıştır. Fenol (C6H5OH) ve formaldehitin (CH2O) birleşmesiyle elde edilen bakalit, ısı etkisiyle kimyasal maddelere ve mekanik etkenlere çok dayanıklı, sert, çözünmez bir madde halini alır.
300oC'ye kadar ısıtıldığında kararlı halini alır. Çok saf hali renksiz veya altın sarısı gibidir. Bakalit çeşitli renklere boyanarak değişik maksatlarla silah sanayiinde, süs eşyası, elektrik geçirmediği için priz vs. yapımında, düğme, pipo ağızlıklarında, dolmakalem saplarında ve daha birçok eşyanın yapımında kullanılır.
Katalizör olarak sodyum hidroksit, sodyum karbonat ve amonyak gibi bazlar kullanılır. Kondenzasyon işlemi üç aşamada gerçekleşir. Birinci aşamada sıvı ya da yarı katı bir plastik oluşur. Isıtma sürdürülünce ikinci aşamada ısıyla yumuşayan ancak erimeyen bir ürün elde edilir. Bu reçine ısıyla birlikte basınç etkisinde kondenzasyonun ilerlemesi sonucunda yumuşamayan, erimeyen ve hiçbir çözücüde çözünmeyen bir polimere dönüşür. Bu son ürüne bakalit adı verilir.
Tepkimenin mekanizması tam olarak bilinmemektedir. İşlem sırasında çoğu kez ikinci aşamada belirli oranda dolgu maddesiyle renk verici bir pigment katılır ve üçüncü aşama ya da döküm işlemine geçilir. Döküm işlemi genellikle 120-180oC'de ve 14 atmosfer basınç altında yapılır. Dolgu maddesi içermeyen bakalitler saydam, renksiz ya da kehribar rengindedir. Genel olarak, odun tozu ve benzeri selüloz ürünleri, asbest, mika, pamuk elyafı gibi maddelerden oluşan dolgu maddesi %50 oranında kadar katılabilir.
Bakalit yoğunluğu düşük; mekanik özellikleri iyi; elektrik direnci çok yüksek; su, nem ve çözücülere dayanıklı; 205oC'ye kadar ısıdan etkilenmeyen; yanmayan; sert ve kırılgan bir plastiktir. Alkalilere karşı pek dayanıklı değildir. Yükseltgen asitler dışındaki asitlerden etkilenmez. Sese karşı yalıtkandır. Asbest gibi dolgu maddelerinin ısıya ve kimyasal etkilere karşı dayanıklılığını artırır.
Bakalit çubuk boru ve levha biçiminde birçok yerlerde, bu arada bazı kimya ve elektrik aygıtlarının, elektrik tesisat parçalarının (duylar, anahtarlar vb), çeşitli makine parçalarının, telefon ve dolmakalemlerinin yapımında kullanılır. Kondenzasyon işleminin ikinci aşamada kesilmesiyle elde edilen fenolformaldehit reçineleri yanıştırıcı olarak, iyon değiştiricilerin yapımında ve emprenye edici reçineler olarak kullanılır. Formika da bakalit temeline dayanan bir üründür.
Plastiğin babası olarak kabul edilen Leo Hendrik Baekeland 14 Kasım 1863’te Belçika’nın Ghent kentinde dünyaya geldi. Çocukluğunda evden kaçıp denizlerde dolaşmanın düşünü kurardı. Bu nedenle coğrafya dersinde büyük başarı gösteriyordu. Büyüdükçe fotoğrafçılığa olan tutkusuyla deniz düşlerini yitirdi. Ailesi, onun odasında ders çalıştığını sanırken, Leo çektiği resimleri banyo ederdi.
Fotoğrafçılık tutkusu, sonraki yıllarda kimyaya ilgi duymasına neden oldu. Ghent Teknik Okulu’nda akşamları kimya derslerine girmeye başladı.
Onyedi yaşına geldiğinde, burslu olarak Ghent Üniversitesi’ne girdi. Sınıfının en genç öğrencisiydi ve 21 yaşında “maxima cum laude” (en üstün başarı) derecesiyle doktor unvanı aldı. Bir süre öğretmen okulunda ders verdikten sonra 26 yaşında Ghent Üniversitesi’ne döndü ve profesörlüğe yükseldi. Kendi kimya profesörünün kızı Seline’e âşıktı. Baekeland’ın profesör olması aynı zamanda evlenmeleri anlamına geliyordu.
Üniversiteye döndükten bir süre sonra bir burs kazanarak ABD’de fotoğrafçılığın kimyası üzerine araştırmalar yapmak üzere Yeni Dünya’ya gitti. Amerika’da, tanınmış iş adamlarıyla tanıştı; akademik kariyerini bir yana bırakarak sanayi alanında çalışmaya başladı. O dönemde ülkenin en büyük fotoğrafçılık şirketi Anthony’de çalışmaya başladı.Kısa bir süre sonra kendi şirketini kurarak bağımsız araştırmalara girişti. Sonraları, “Birçok buluşlar üzerinde çalıştım ama bunları uygulama alanına geçirmek, başlıbaşına bir serveti gerektiriyordu” diyecekti.
Bir keresinde kalay elde etmek için yeni bir yöntem deniyordu. O sırada geçirdiği büyük bir kaza, onu patlayıcı maddelerle yapmak istediği bir başka deneyden vazgeçirdi. Yeniden, gençlik merakı olan fotoğrafçılığa yöneldi. Onu yıllardır düşündürmekte olan yeni bir fotoğraf kağıdı üzerinde çalıştı. O zamanlar filmler güneşte basılıyordu. Bu da filmin, havaya bağlı olması demekti. Sarı ışınlara karşı çok duyarlı olan bir gümüş klorid elde etti. Böylelikle fotoğraflar, hava nasıl olursa olsun yapay ışıkta banyo edilebilecekti.
Baekeland, bu yeni fotoğraf kağıdına “Velox” adını verdi ve patentini aldıktan sonra üretimine geçti. Kendisine bir ortak bularak “The Nepara Company” adlı firmayı kurdu. Ancak kimi teknik ve parasal sorunlarla karşılaştı. Yaz sıcağının üretime zararlı olduğu görüldü. Nemin bozucu etkilerini yok etmek için yeni bir dondurma sistemi oluşturdu.
İşe başladıkları yıl Amerikan halkının büyük bir ekonomik sıkıntı yaşadığı dönemdi. Kriz atlatıldıktan sonra bile satışlar çok azdı. İnsanlar güneşte film banyo etmekten bir türlü vazgeçirilemiyordu. Birkaç yıl sonra, Velox üstün kalitesinden ötürü ilgi çekmeye başladı ve Baekeland da para kazanmaya başladı.
1899’da “Eastman–Kodak”tan bir öneri aldı. İş görüşmesine giderken yılda 25 bin dolardan aşağı kesinlikle çalışmayacağını düşünüyordu. Eastman’ın önerisi ise 1 milyon dolardı. Baekeland otuzaltı yaşına geldiğinde oldukça zengin bir kişi olmuştu. Ve artık kendini, asıl yapmak istediği işlere adayabilecekti. Bundan sonra, kendisini dünya çapında ünlü yapacak bir alanda, reçineler üzerinde çalışmaya başladı. Baekeland’ın bu konudaki araştırmalarına başladığı 1906 yılında en çok kullanılmakta olan doğal reçine gomalaktı. Gomalak, “tachardia lacca” adlı küçük bir böcekten elde ediliyordu. Sarı verniğin, cilaların ve günlük yaşamla ilgili daha birçok gereksinimin ana maddesiydi. Bununla birlikte, tüm öteki doğal reçineler gibi kolay yumuşuyordu. Basınç ve ısı altında kullanımı zorlaşıyordu.
Baekeland, gomalakın yerini tutacak bir maddeyi üretebilmek için çalışmalara başladı. Aslında kendisinden önce başka araştırmacılar da bu alanda girişimlerde bulunmuştu. Örneğin Adolph Baker 1871’de hidrojeni alınmış alkol ve fenollerin birbirleri üzerinde bir garip bir etki oluşturduğunu görmüştü. Bu maddeler karıştığı zaman tuhaf şeyler oluyordu. Sözgelimi, ısıtıldığı zaman, karışım kaynıyor, köpürüyor, cızırdıyor ve çevreye erimiş parçacıklar saçılıyordu. Kaynama azaldığında geriye delikli, gri renkte bir kütle kalıyordu. Bununla da hiçbir şey yapılamıyordu.
Baekeland düşünüyordu; bu kütle nasıl denetim altına alınabilirdi? Kendinden önceki araştırmacıların deneylerini çok dikkatlice inceledi. Yüksek ısıda reaksiyonun köpürmesini azaltmak amacıyla karışıma amonyak ekledi, sodyum hidroksiti denedi...
Haftalarca süren sonuçsuz denemelerden sonra, artık yardımcıları, bu işten vazgeçmesi için ısrar etmeye başladılar. Baekeland da, önceki araştırmacılar da ısının yaratıcı bir öğe olduğunu kabul ediyorlardı. Ancak yüksek ısı, reaksiyonu denetimden çıkarıyordu. Bu nedenle 50–75 derece arası bir ısı kullanılmalıydı. Baekeland’ın içinde bu düşüncenin yanlış olduğuna ilişkin bir sezgi vardı. Tam tersine daha az değil, çok daha fazla ısı kullanılmalıydı. Normal atmosferde yüksek ısı reaksiyonu bozabilirdi. Ama ısıyla birlikte basınç da yükselebilirdi. Diğer bir deyişle, neden kimyasal maddeler 150–200 santigrat derecede bir fırında pişirilmesindi? Artan basınç, artan ısıyı karşılayabilirdi.
Bu yeni yöntemi geliştirdikten sonra Baekeland sorunu da çözdü. Isıyı artırdı ve alkaliler ekledi. İlk sıvıyı fırınına koydu. Sonuçta gizemli yeni bir madde ortaya çıktı. Bu madde hem katı hem saydamdı. Kalıpta oldukça mükemmel biçim alıyordu. Bir kez ısındı mı kaskatı kesiliyor ve bir daha erimiyordu. Bu çok dayanıklı bir maddeydi.
Bu maddenin 2,5 cm. kalınlıkta bir parçası, 3 tonluk bir ağırlığı kaldırabiliyordu. Çok sert ve hafif olan, kolayca biçim verilebilen, bunlara karşın ısıya, asitlere, elektriğe, hava değişikliklerine dayanıklı olduğu görülen bu maddeye Baekeland kendi adını verdi: “Bakalit!” Bu, plastik maddelerin ilk örneğiydi ve sanayide bir devrim başlamıştı.
1909 yılının 6 Şubat akşamı Baekeland, New York Kimyacılar Kulübü’nde, buluşunu kamuoyuna açıkladı.
Baekeland, önceleri, buluşunun en az kırk ayrı sanayi kolunda kullanılacağını düşünüyordu. Ama yanılıyordu, çünkü bugün dünyadaki neredeyse tüm sanayi kollarında bu madde kullanılmaktadır. Bakalitin ne denli yararlı olacağı ilk kez elektrik sanayisinde anlaşıldı. Elektrik akımına dayanıklı olduğu için, bakalit, hemen lastik ya da kehribarın yerini almıştı.
Bakalit, çok kısa bir süre sonra radyolarda ve otomobillerde kullanılmaya başlandı. Tükenmez kalem, bilardo topları, şemsiye sapları, tablalar, takma dişler, kemer tokaları ve daha yüzlerce nesne bakalitten yapıldı.
Yirmi yıl kadar bir süreyle Baekeland’ın yöneticiliğini üstlendiği Bakelite Corp., bu maddenin üretimini elinde tuttu. Bununla birlikte 1933 yılında otuzun üzerinde üretici bu işe atılmış, aynı maddeyi yaklaşık yüz değişik adla piyasaya sürüyordu.
Baekeland’ın bakalitle yaptığı deneyler, tüm plastik alanına yararlı olmuştur. 1943 yılına dek beşbinin üzerinde plastik kategorisi geliştirilmişti. İkinci Dünya Savaşı sırasında ise, yılda 4,5 milyon kilodan fazla plastik silah sanayisinde kullanıldı.
Leo Hendrik Baekeland 23 Şubat 1944’de öldü. Yaşamının sonuna değin, savaş yaratanlar ondan ne denli yararlanırlarsa yararlansınlar, bilimin insanların yararına olduğuna inanıyordu. Şöyle diyordu:
“Eğer sorumluluk duygusu ve yönetme yeteneği olmayan politikacılar insanların en kötü duygularını gereksiz yere uyandırmaya devam ederlerse, bundan kimyacıları sorumlu tutmayın. Savaşsız bir dünyada yaşamanın koşulu, bilimsel çalışmaları önlemekten ibaret değildir.”