Baquelita

La baquelita ( / ˈ b eɪ k ə l aɪ t / BAY -kə-lyte ) fue el primer plástico fabricado con componentes sintéticos. Fue desarrollada por el químico Leo Baekeland en Yonkers, Nueva York , en 1907, y patentada el 7 de diciembre de 1909. ^{[ 3 ]}

La baquelita fue un éxito comercial porque se podía moldear en cualquier forma. Se utilizó para productos tan diversos como utensilios de cocina, joyería, boquillas de pipa, juguetes infantiles y armas de fuego. ^{[ 4 ]} Debido a que la baquelita es resistente al calor y no conductora de electricidad , también se utilizó para fabricar productos como aislantes eléctricos y carcasas para radios y teléfonos.

La creación de un plástico sintético fue revolucionaria para la industria química, que en aquel entonces se centraba principalmente en tintes para telas y explosivos. El éxito comercial de la baquelita impulsó el desarrollo de otros plásticos sintéticos. Como primer plástico sintético comercial del mundo, la baquelita fue declarada Monumento Histórico Nacional de la Química por la Sociedad Química Estadounidense . ^{[ 5 ]}

Formalmente, la baquelita es anhídrido depolioxibencilmetilenglicol, una resina termoendurecible de fenol-formaldehído, formada apartir de una reacción de condensación de fenol conformaldehído .

El atractivo retro de los antiguos productos de baquelita los ha convertido en objetos de colección. ^{[ 6 ]}

La reacción entre fenol y aldehído fue descrita por primera vez en 1872 por Adolf von Baeyer , aunque en aquel momento no se consideró su uso como producto comercial. ^{[ 7 ]}

Leo Baekeland ya era rico gracias a su invención del papel fotográfico Velox cuando comenzó a investigar las reacciones del fenol y el formaldehído en su laboratorio casero. Los químicos habían comenzado a reconocer que muchas resinas y fibras naturales eran polímeros . La intención inicial de Baekeland era encontrar un sustituto para la goma laca , un material de suministro limitado porque se producía naturalmente a partir de la secreción de insectos de laca (específicamente Kerria lacca ). Produjo una goma laca soluble de fenol-formaldehído llamada Novolak , pero no tuvo éxito comercial, ^{[ 5 ]} aunque todavía se usa hoy en día (por ejemplo, como fotorresina ).

Luego comenzó a experimentar con el fortalecimiento de la madera impregnándola con una resina sintética en lugar de recubrirla. ^{[ 5 ]} Al controlar la presión y la temperatura aplicadas al fenol y al formaldehído, produjo un material duro y moldeable que denominó baquelita, en honor a sí mismo ^{[ 8 ] [ 9 ]} y al proceso de curado térmico que requería. Fue el primer plástico termoestable  sintético producido, y Baekeland especuló sobre "los mil y un ... artículos" que podría fabricar. ^{[ 10 ] : 58–59} Consideró las posibilidades de utilizar una amplia variedad de materiales de relleno, incluyendo algodón, bronce en polvo y polvo de pizarra, pero tuvo más éxito con fibras de madera y asbesto, ^{[ 10 ]} aunque el asbesto fue gradualmente abandonado por todos los fabricantes en el último cuarto del siglo XX debido a leyes ambientales más estrictas. ^{[ 11 ] : 9 [ 12 ]}

Baekeland presentó un número considerable de patentes relacionadas. ^{[ 5 ]} La patente de Bakelite, su "método para fabricar productos insolubles de fenol y formaldehído", se presentó el 13 de julio de 1907 y se concedió el 7 de diciembre de 1909. ^{[ 13 ]} También solicitó protección de patente en otros países, como Bélgica, Canadá, Dinamarca, Hungría, Japón, México, Rusia y España. ^{[ 14 ]} Anunció su invención en una reunión de la Sociedad Química Estadounidense el 5 de febrero de 1909. ^{[ 15 ]}

Baekeland inició la producción semicomercial de su nuevo material en el laboratorio de su casa, comercializándolo como aislante eléctrico. En el verano de 1909, cedió los derechos para Europa continental a Rütger AG. La filial creada en ese momento, Bakelite AG, fue la primera en producir baquelita a escala industrial.

Para 1910, Baekeland producía suficiente material en Estados Unidos como para justificar la expansión. Fundó la General Bakelite Company de Perth Amboy, Nueva Jersey , como una empresa estadounidense para fabricar y comercializar su nuevo material industrial, y estableció contactos en el extranjero para producirlo en otros países. ^{[ 5 ]}

La Bakelite Company produjo resina fundida "transparente" (sin relleno ) para un mercado pequeño durante las décadas de 1910 y 1920. ^{[ 16 ] : 172–174} Bloques o varillas de resina fundida , también conocida como "ámbar artificial", se mecanizaban y tallaban para crear artículos como boquillas de pipa , boquillas de cigarrillos y joyas . ^{[ 16 ] [ 17 ]} Sin embargo, la demanda de plásticos moldeados llevó a la empresa a concentrarse en el moldeo en lugar de en la fundición de resinas sólidas. ^{[ 16 ] : 172–174}

La Bakelite Corporation se formó en 1922 después de un litigio de patentes favorable a Baekeland, a partir de la fusión de tres compañías: Baekeland's General Bakelite Company; la Condensite Company, fundada por JW Aylesworth; y la Redmanol Chemical Products Company , fundada por Lawrence V. Redman . ^{[ 18 ]} Bajo la dirección de publicidad y relaciones públicas de Allan Brown, quien llegó a Bakelite desde Condensite, Bakelite se comercializó agresivamente como "el material de mil usos". ^{[ 10 ] : 58–59 [ 19 ]} El 25 de agosto de 1925 se presentó una solicitud de marca registrada con la letra B sobre el símbolo del infinito , y se afirmó que la marca estaba en uso desde el 1 de diciembre de 1924. En sus solicitudes de marca registrada se enumeraron una amplia variedad de usos. ^{[ 20 ]}

El primer número de la revista Plastics , de octubre de 1925, tenía la baquelita en su portada e incluía el artículo «Baquelita: ¿Qué es?» de Allan Brown. La gama de colores disponibles incluía «negro, marrón, rojo, amarillo, verde, gris, azul y mezclas de dos o más de estos». ^{[ 21 ]} El artículo destacaba que la baquelita se presentaba en diversas formas.

La baquelita se fabrica en diversas formas para adaptarse a diferentes necesidades. En todas ellas, la base fundamental es la resina de baquelita inicial. Esta variedad incluye material transparente, para joyería, artículos para fumadores, etc.; cemento, para sellar bombillas eléctricas en bases metálicas; barnices, para impregnar bobinas eléctricas, etc.; lacas, para proteger la superficie de herrajes; esmaltes, para dar un recubrimiento resistente a equipos industriales; baquelita laminada, utilizada para engranajes silenciosos y aislamiento; y material de moldeo, a partir del cual se forman innumerables artículos de utilidad y belleza. El material de moldeo se prepara normalmente mediante la impregnación de sustancias celulósicas con la resina inicial "sin curar". ^{[ 19 ] : 17}

En un informe de 1925, la Comisión Arancelaria de los Estados Unidos elogió la fabricación comercial de resina fenólica sintética como "un logro claramente estadounidense" y señaló que "la publicación de cifras, sin embargo, constituiría una divulgación virtual de la producción de una empresa individual". ^{[ 22 ]}

En el Reino Unido, Bakelite Limited, una fusión de tres proveedores británicos de resina de fenol-formaldehído (Damard Lacquer Company Limited de Birmingham , Mouldensite Limited de Darley Dale y Redmanol Chemical Products Company de Londres ), se formó en 1926. Una nueva fábrica de Bakelite abrió sus puertas en Tyseley , Birmingham, alrededor de 1928. ^{[ 23 ]} Fue el "corazón de la producción de Bakelite en el Reino Unido" hasta su cierre en 1987. ^{[ 24 ]}

En 1931 se inauguró en Bound Brook, Nueva Jersey , una fábrica para producir resinas fenólicas y precursores. ^{[ 10 ] : 75}

En 1939, las empresas fueron adquiridas por Union Carbide y Carbon Corporation .

En 2005, el fabricante alemán de baquelita Bakelite AG fue adquirido por Borden Chemical de Columbus, Ohio, ahora Hexion Inc. ^{[ 25 ]}

Además del material original de baquelita, estas empresas fabricaron posteriormente una amplia gama de otros productos, muchos de los cuales se comercializaron bajo la marca "Plásticos de baquelita". Estos incluían otros tipos de resinas fenólicas fundidas similares a la catalina y resinas de urea-formaldehído , que podían fabricarse en colores más brillantes que elanhídrido depolioxibencilmetilenglicol. [ 6 ] [ 10 ^]

Una vez que las patentes de Baekeland sobre calor y presión expiraron en 1927, Bakelite Corporation se enfrentó a una fuerte competencia de otras compañías. Debido a que la baquelita moldeada incorporaba rellenos para darle resistencia, tendía a fabricarse en colores oscuros que la ocultaban. ^{[ 10 ]} En 1927, la compañía Catalin produjo cuentas, brazaletes y pendientes, mediante un proceso diferente que les permitió introducir 15 nuevos colores. Joyería translúcida, fichas de póker y otros artículos hechos de resinas fenólicas fueron introducidos en las décadas de 1930 o 1940 por la compañía Catalin bajo el nombre Prystal. ^{[ 26 ] [ 27 ]} La creación de resinas fenólicas jaspeadas también puede atribuirse a la compañía Catalin.

La fabricación de baquelita es un proceso de varias etapas. Comienza con el calentamiento de fenol y formaldehído en presencia de un catalizador como ácido clorhídrico, cloruro de zinc o amoníaco. Esto crea un producto de condensación líquido, conocido como baquelita A , soluble en alcohol, acetona o fenol adicional. Al calentarlo aún más, el producto se vuelve parcialmente soluble y puede ablandarse con calor. El calentamiento prolongado da como resultado una goma dura insoluble. Sin embargo, las altas temperaturas necesarias para crearla tienden a causar una fuerte formación de espuma en la mezcla cuando se realiza a presión atmosférica estándar, lo que provoca que el material enfriado sea poroso y quebradizo. El paso innovador de Baekeland fue introducir su último producto de condensación en un molde con forma de huevo llamado "bakelizador". Al calentarlo a presión, a unos 150 °C (302 °F) , Baekeland logró suprimir la formación de espuma que de otro modo se produciría. La sustancia resultante es extremadamente dura, infusible e insoluble. ^{[ 6 ] : 67 [ 10 ] : 38–39}  

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  Sala de pesaje
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  Habitación tranquila
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  Sala de refrigeración
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  Laboratorio de inspección de resinas y barnices
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  Prueba de muestras de resina
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  Laboratorio de desarrollo

Moldeo por compresión

La baquelita moldeada se forma mediante una reacción de condensación de fenol y formaldehído, con harina de madera o fibra de amianto como relleno, bajo alta presión y calor en un lapso de tiempo de curado de pocos minutos . El resultado es un material plástico duro. ^{[ 28 ]} El amianto se abandonó gradualmente como relleno porque muchos países prohibieron su producción. ^{[ 11 ] : 9}

El proceso de moldeo de la baquelita presentaba varias ventajas. La resina de baquelita podía suministrarse en polvo o en forma de lingotes preformados parcialmente curados, lo que aumentaba la velocidad de fundición. Las resinas termoendurecibles, como la baquelita, requerían calor y presión durante el ciclo de moldeo, pero podían retirarse del proceso sin necesidad de enfriamiento, lo que también aceleraba el proceso. Además, debido a la superficie lisa y pulida resultante, los objetos de baquelita requerían menos acabado. ^{[ 29 ]} Se podían duplicar millones de piezas de forma rápida y relativamente económica. ^{[ 10 ] : 42–43}

La baquelita posee varias propiedades importantes. Se puede moldear muy rápidamente, lo que reduce el tiempo de producción. Las piezas moldeadas son lisas, conservan su forma y son resistentes al calor, a los arañazos y a los disolventes corrosivos. También es resistente a la electricidad y se valora por su baja conductividad. No es flexible. ^{[ 10 ] : 44–45 [ 29 ] [ 32 ]}

Los productos de resina fenólica pueden hincharse ligeramente en condiciones de humedad extrema o humedad constante. ^{[ 33 ]} Al frotarse o quemarse, la baquelita tiene un olor distintivo, acre, dulzón o a pescado. ^{[ 34 ]}

Las características de la baquelita la hicieron particularmente adecuada como compuesto de moldeo , adhesivo o aglutinante, barniz y recubrimiento protector, así como para las incipientes industrias eléctrica y automotriz debido a su extraordinaria resistencia a la electricidad, el calor y la acción química. ^{[ 10 ] : 44–45}

El primer uso comercial de la baquelita en la industria eléctrica fue el moldeo de pequeños casquillos aislantes, fabricados en 1908 para la Weston Electrical Instrument Corporation por Richard W. Seabury de la Boonton Rubber Company. ^{[ 10 ] : 43 [ 35 ]} La baquelita pronto se utilizó para partes no conductoras de teléfonos, radios y otros dispositivos eléctricos, incluyendo bases y portalámparas para bombillas y tubos electrónicos ( tubos de vacío ), soportes para cualquier tipo de componentes eléctricos, tapas de distribuidores de automóviles y otros aislantes. ^{[ 10 ] [ 36 ]} Para 1912, se utilizaba para fabricar bolas de billar , ya que su elasticidad y el sonido que producía eran similares al marfil. ^{[ 37 ] [ 38 ]}

Durante la Primera Guerra Mundial, la baquelita se utilizó ampliamente, especialmente en sistemas eléctricos. Entre los proyectos importantes se incluyen el motor del avión Liberty , ^{[ 39 ]} el teléfono inalámbrico y el radioteléfono, ^{[ 40 ]} y el uso de hélices de micarta -baquelita en el bombardero NBS-1 y el avión DH-4B . ^{[ 41 ] [ 42 ]}

La disponibilidad de la baquelita y la facilidad y rapidez de moldeo ayudaron a reducir los costos y aumentar la disponibilidad de productos, de modo que los teléfonos y las radios se convirtieron en bienes de consumo domésticos comunes. ^{[ 10 ] : 116–117 [ 43 ] [ 44 ]} También fue muy importante para la industria automotriz en desarrollo. ^{[ 45 ]} Pronto se encontró en una miríada de otros productos de consumo que iban desde boquillas de pipa y botones hasta boquillas de saxofón, cámaras, las primeras ametralladoras y carcasas de electrodomésticos. La baquelita también se usó muy comúnmente en la empuñadura de pistola, el guardamanos y la culata de las armas de fuego. También cargadores para rifles Kalashnikov, aunque los componentes del AKM y algunos rifles AK-74 antiguos se identifican con frecuencia erróneamente como hechos de baquelita, pero la mayoría se hicieron con AG-4S . ^{[ 46 ]} Otros usos durante la primera mitad del siglo XX incluyen mangos de cuchillos y "balanzas". ^{[ 47 ]}

A partir de la década de 1920, se convirtió en un material popular para joyería. ^{[ 48 ]} La diseñadora Coco Chanel incluyó brazaletes de baquelita en sus colecciones de bisutería. ^{[ 49 ] : 27–29} Diseñadores como Elsa Schiaparelli la usaron para joyería y también para botones de vestidos de diseño especial. ^{[ 50 ] [ 51 ]} Más tarde, Diana Vreeland , editora de Vogue , se mostró entusiasmada con la baquelita. ^{[ 52 ]} La baquelita también se usó para hacer cajas de presentación para relojes Breitling . ^{[ 53 ]}

Para 1930, el diseñador Paul T. Frankl consideraba la baquelita una "Materia Nova", "expresiva de nuestra propia época". ^{[ 10 ] : 107} Para la década de 1930, la baquelita se usaba para piezas de juegos como piezas de ajedrez , fichas de póker , ^{[ 54 ]} dominós , ^{[ 55 ]} y juegos de mahjong . ^{[ 56 ] [ 57 ]} Los utensilios de cocina hechos con baquelita, incluyendo recipientes y vajilla, se promocionaban por su resistencia al calor y a las astilladuras. ^{[ 58 ] [ 59 ]} A mediados de la década de 1930, Northland comercializó una línea de esquís con una base negra de "ebonita", un recubrimiento de baquelita. ^{[ 60 ] [ 61 ]} Para 1935, se usaba en guitarras eléctricas de cuerpo sólido . Intérpretes como Jerry Byrd adoraban el tono de las guitarras de baquelita, pero les resultaba difícil mantenerlas afinadas. ^{[ 62 ]}

Charles Plimpton patentó BAYKO en 1933 y lanzó rápidamente sus primeros juegos de construcción para la Navidad de 1934. Llamó al juguete Bayko Light Constructional Sets , siendo las palabras "Bayko Light" un juego de palabras con "baquelita". ^{[ 63 ]}

Durante la Segunda Guerra Mundial, la baquelita se utilizó en diversos equipos bélicos, como gafas de piloto y teléfonos de campaña . ^{[ 64 ]} También se empleó para joyería patriótica de la época de guerra. ^{[ 65 ] [ 66 ]} En 1943, incluso se consideró la resina fenólica termoendurecible para la fabricación de monedas, debido a la escasez de materiales tradicionales. Se probaron la baquelita y otros materiales no metálicos para su uso en la moneda de un centavo en los EE. UU. antes de que la Casa de la Moneda se decidiera por el acero recubierto de zinc . ^{[ 67 ] [ 68 ]}

Durante la Segunda Guerra Mundial, los botones de baquelita formaban parte de los uniformes británicos. Estos incluían botones marrones para el Ejército y botones negros para la RAF . ^{[ 69 ]}

En 1947, el falsificador de arte holandés Han van Meegeren fue condenado por falsificación, después de que el químico y curador Paul B. Coremans demostrara que un supuesto Vermeer contenía baquelita, que van Meegeren había utilizado como endurecedor de pintura. ^{[ 70 ]}

A finales de la década de 1940, los materiales más nuevos estaban reemplazando a la baquelita en muchas áreas. ^{[ 45 ]} Los fenólicos se utilizan con menos frecuencia en productos de consumo general hoy en día debido a su costo y complejidad de producción, y su naturaleza quebradiza. Todavía aparecen en algunas aplicaciones donde se requieren sus propiedades específicas, como componentes pequeños con formas de precisión, cilindros de freno de disco moldeados, mangos de cacerolas, enchufes eléctricos, interruptores y piezas para planchas eléctricas, placas de circuitos impresos , así como en el área de juegos de mesa y de sobremesa económicos producidos en China, Hong Kong e India. Artículos como bolas de billar, dominós y piezas para juegos de mesa como ajedrez, damas y backgammon están hechos de baquelita por su apariencia, durabilidad, pulido fino, peso y sonido. Los dados comunes a veces se hacen de baquelita por su peso y sonido, pero la mayoría están hechos de un polímero termoplástico como el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). La baquelita se sigue utilizando para el aislamiento de cables, pastillas de freno y componentes automotrices relacionados, así como en aplicaciones eléctricas industriales. La baquelita se sigue fabricando en láminas, varillas y tubos para aplicaciones industriales en los sectores de la electrónica, la generación de energía y la industria aeroespacial, bajo diversas marcas comerciales. ^{[ 45 ]}

Las resinas fenólicas tienen alta resistencia al calor y tienden a arder lentamente en lugar de quemarse o fundirse. Por esta razón, los fenólicos se utilizan en soldadura y otras aplicaciones de alta temperatura, y se han utilizado comúnmente en escudos térmicos ablativos . ^{[ 71 ]} Los escudos térmicos soviéticos para ojivas de misiles balísticos intercontinentales y reentrada de naves espaciales consistían en textolita de asbesto, impregnada con baquelita. ^{[ 72 ]} La baquelita también se utiliza en el montaje de muestras metálicas en metalografía . ^{[ 73 ]}

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  Teléfono Ericsson de baquelita , c. 1931
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  Abrecartas de baquelita, c. 1920
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  Radio de baquelita en el Museo de la Baquelita
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  Interruptor de tambor antiguo compuesto de baquelita.
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  Un dominó de baquelita
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  AK-74 y AKS-74U con cargadores de baquelita y empuñaduras de pistola.

Los objetos de baquelita, en particular las joyas y las radios, se han convertido en objetos de colección populares. ^{[ 45 ]}

El término baquelita se usa a veces en el mercado de reventa como un término genérico para varios tipos de plásticos antiguos, incluidos el catalin y el faturan , que pueden ser de colores brillantes, así como artículos hechos de material de baquelita auténtica. ^{[ 44 ] [ 74 ]}

Debido a su estética, existe un material similar llamado fakelite (baquelita falsa) hecho de materiales modernos más seguros que no contienen amianto . ^{[ 75 ]}

La Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos otorgó a Baekeland una patente para un "Método para fabricar productos insolubles de fenol y formaldehído" el 7 de diciembre de 1909. ^{[ 13 ]} La producción de productos de condensación duros, compactos, insolubles e infusibles de fenoles y formaldehído marcó el comienzo de la industria moderna de los plásticos . ^{[ 76 ]}

• La catalina también es una resina fenólica, similar a la baquelita, pero contiene diferentes cargas minerales que permiten la producción de colores claros. ^{[ 77 ]}
• Los condensados ​​son materiales termoestables similares que poseen propiedades, características y usos muy parecidos. ^{[ 78 ]}
• Crystalate es un plástico primitivo. ^{[ 79 ]}
• El fatan es una resina fenólica, también similar a la baquelita, que se torna roja con el tiempo, independientemente de su color original. ^{[ 80 ]}
• La galalita es un plástico antiguo derivado de productos lácteos. ^{[ 81 ]}
• La micarta es una placa aislante compuesta temprana que utilizaba baquelita como aglutinante. Fue desarrollada en 1910 por la Westinghouse Electric & Manufacturing Company, que empleó el nuevo material para la fundición de aspas sintéticas para ventiladores eléctricos Westinghouse. ^{[ 82 ]}
• Novotext es una marca comercial de resina fenólica para textiles de algodón. ^{[ 83 ]}
• El G-10 o garolita está fabricado con fibra de vidrio y resina epoxi.

• Teléfono Ericsson DBH 1001
• Laca , incluyendo objetos de laca asiáticos antiguos.
• Tenita , un material termoplástico celulósico.
• Ebonita , un material similar

• Bakelite®: Líder en resinas y compuestos termoestables
• Baekeland, LH (marzo de 1909). "La síntesis, constitución y usos de la baquelita" . Journal of Industrial & Engineering Chemistry . 1 (3): 149– 161. doi : 10.1021/ie50003a004 . ISSN 0095-9014 . 
• Todo sobre la baquelita: La era del plástico — tráiler de una película de John Maher, con vídeo y recursos adicionales.
• Colección de baquelita de Ámsterdam
• Gran colección de baquelita
• Baquelita: El material de los mil usos
• Museo Virtual de Baquelita de Gante 1907–2007