Melacak Evolusi Material Polimerik: Inovasi Pionier Abad ke-19 (Bagian 2)
Pada pertengahan abad ke-19, dunia material mengalami gelombang kemajuan transformatif. Dalam satu tahun—1846—gutta-percha disesuaikan untuk isolasi telegraf, ban karet dibuat untuk kereta ratu Victoria, Alexander Parkes menyempurnakan teknik vulkanisasi suhu ruangan, dan eksperimen tidak sengaja oleh Christian Friedrich Schönbein memicu pengembangan bahan peledak yang akan menjadi guncotton.
Schönbein, profesor kimia di Universitas Basel, menemukan ozon dan mengakui kekuatan pengoksidaan campuran asam nitrogen-sulfur. Saat menyuling larutan ini di dapurnya, tumpahan ke delantal kapas menyebabkannya terbakar seketika. Selulosa nitrat yang dihasilkan—umum dikenal sebagai guncotton—memicu persaingan senjata singkat namun intens di Eropa dan Rusia, dengan paten yang diajukan dan upaya reverse-engineering yang meluas. Volatilitas ekstrim material menyebabkan kecelakaan spektakuler dan, pada akhirnya, larangan dan penurunan eksperimen.
Di tengah kekacauan ini, peneliti yang menjelajahi selulosa nitrat menemukan bahwa melarutkannya dalam campuran eter dan alkohol menghasilkan zat yang disebut kollodium. Saat kering, kollodium menjadi film tahan dan transparan yang dapat berfungsi sebagai vernis, lapisan tahan air, atau padat dapat dibentuk. Ia menawarkan properti serupa dengan karet dan gutta-percha tetapi janji biaya lebih rendah.
Alexander Parkes, yang mempioneer vulkanisasi dingin, mempatentkan material dapat dibentuk ini pada 1856 sebagai Parkesine. Ia debut di Great Exhibition London pada 1862, menerima medali perunggu. Parkesine menunjukkan berbagai produk—termasuk bola biliar—namun kelayakan komersialnya gagal. Pelarut yang mahal yang diperlukan untuk produksi kollodium, coupled dengan penggunaan Parkes pada limbah kapas standar rendah dan plastisizer minyak ricin berlebih, menghasilkan produk yang kurang stabil dimensi dan menderita variabilitas batch yang parah.
Pada waktu yang sama, juara biliar Michael Phelan menawarkan hadiah $10.000 untuk material yang dapat menggantikan gading dalam bola biliar. John Wesley Hyatt, pem Cetak yang tertarik dengan tantangan ini, mulai bereksperimen dengan komposit kain, kayu, dan kertas yang dilapisi shellac, debu gading, atau tulang. Paten 1865-nya menghasilkan bola gading tiruan yang tidak memuaskan, yang mengarah pada paten 1868 untuk campuran kertas dan serpih kayu yang diproses di bawah panas dan tekanan tinggi.
Keakraban Hyatt dengan kollodium—yang digunakan dalam perawatan luka dan industri cetak—menjadi kunci. Tumpahan botol kollodium meninggalkan film keras, menginspirasinya untuk melapisi bola biliarnya dengan material tersebut. Melalui refinisan berulang, ia meningkatkan viskositas kollodium dan, pada 1869, menghasilkan kompad yang dapat melapisi inti kayu di bawah panas dan tekanan. Kejutan ini mendapatkannya paten untuk bola biliar yang diperbaiki, kemudian dikenal sebagai celluloid.
Meskipun celluloid tidak pernah memasuki produksi komersial untuk bola biliar maupun menerima hadiah Phelan, karya Hyatt menyiapkan panggung untuk kemajuan di masa depan. Dengan meninjau kembali paten Parkes, ia menemukan bahwa kamfer, saat digunakan sendiri sebagai plastisizer, dapat membuat kollodium sepenuhnya dapat dibentuk. Wawasan ini memungkinkannya mengubah kollodium Parkes menjadi material serbaguna—celluloid—yang propertinya dapat disesuaikan dengan mengubah kandungan kamfer.
Perkembangan paralel terjadi di Inggris, di mana Daniel Spill—mitra Parkes—mengambil alih venture yang gagal Parkes dan menyebut nama Xylonite untuk material berbasis kamfer. Sengketa paten yang dihasilkan memanjang dari 1877 hingga 1884, pada akhirnya mengakui Parkes sebagai pencipta asli dan mengizinkan pembuatan produk celluloid yang berlanjut.
Dalam kolumn berikutnya kami akan melacak aplikasi yang meluas celluloid dan kelahiran teknik pemrosesan plastik baru yang akan membentuk manufaktur modern.
TENTANG PENULIS: Mike Sepe adalah konsultan material dan pemrosesan independen global berbasis di Sedona, Ariz. Dengan lebih dari 40 tahun pengalaman di industri plastik, ia menasihati klien tentang seleksi material, desain untuk manufakturabilitas, optimasi proses, troubleshooting, dan analisis kegagalan. Kontak: (928) 203‑0408 • mike@thematerialanalyst.com.
