Wallace Hume Carothers
Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Wallace Hume Carothers (27 avril 1896 - 29 avril 1937) était un chimiste américain à la compagnie DuPont. En 1935, il synthétise le nylon.
Après avoir obtenu son doctorat, il enseigne à plusieurs universités avant d'être embauché par Dupont pour travailler en recherche fondamentale. Il devient directeur du groupe de chimie organique au laboratoire Dupont à Wilmington (Delaware), laboratoire où la plupart de la recherche sur les polymères était effectuée. En plus de son développement du nylon, il aide dans le développement du néoprène.
Sommaire |
[modifier] Neoprène
Carothers a commencé à travailler au DuPont Experimental Station en février 1928. Son but primaire était d'effectuer la synthèse d'un polymère d'une masse molaire supérieure à 4200, ce qui représente la valeur déjà obtenue par Emil Fischer. Il dirigeait quelques chimistes avec doctorats ainsi que deux consultants.
En janvier 1930, le supérieur immédiat de Carothers, le Dr. Elmer K. Bolton, lui demande d'examiner la chimie d'un polymère de l'acétylène afin de créer un caoutchouc synthétique. En avril 1930, un chimiste au laboratoire de Carothers, le Dr. Arnold M. Collins, isole le chloroprène, liquide qui polymérise pour former un matériau solide qui ressemble au caoutchouc. Ce produit est le premier caoutchouc synthètique et s'appelle aujourd'hui néoprène.
[modifier] Polyesters
Aussi en 1930, un autre membre de l'équipe de Carothers, le Dr. Julian Hill, tente la formation de polyesters à partir de glycols (ou diols) et des acide dicarboxyliques, toujours avec but d'obtenir une masse molaire supérieure à 4 000. Ses efforts sont couronnés de succès lorsqu'il obtient un polymère synthétique de masse molaire vers 12 000. Ce polymère à grande masse molaire peut être étiré en état fondu pour former un fibre, ce qu'on considère une sorte de soie synthétique dite "superpolyester".
Les formations des polyesters et des polyamides sont exemples de la polycondensation ou la polymérisation en étapes. Carothers a développé la théorie de la polymérisation en étapes et a démontré l'équation de Carothers qui relie le degré de polymérisation moyen au taux de conversion (ou rendement chimique) du monomère en polymère. Cette équation indique que l'obtention d'une masse molaire élevée exige un taux de conversion très élevé (au cas de la polymérisation en étapes seulement).
Hill produit aussi un fibre synthétique qui est davantage élastique et fort en combinant les réactifs sous pression réduite dans un appareil à distillation. Malheureusement ce fibre ne peut pas être commercialisé parce que l'eau chaude le transforme en agglomération collante. Cette déception amène Carothers à abandonner la recherche sur les polymères pendant quelques années.
[modifier] Polyamides et Nylon
En 1934, Carothers et son équipe retourne leur attention aux fibres. et remplacent les glycols par les diamines. La réaction des acides dicarboxyliques et des diamines produit un nouveau type de polymère dit polyamide, beaucoup plus stable que les polyesters. Les polyamides peuvent former des domaines cristallins à l'aide des liaisons hydrogène. Les domaines cristallins améliorent grandement la force mécanique des polyamides et on a envisagé la production d'une soie synthétique pratique pour les applications quotidiennes. Cette recherche conduit à la formation de plusieurs nouveaux polyamides. Le travail expérimental est effectué par le Dr. W.R. Peterson et le Dr. Coffman, et ensuite par le Dr. Gérard Berchet.
Le 28 février 1935, Berchet produit 15 g du polyamide 6-6, polymère ultérieurement appelé le nylon. Il est difficile à manipuler à cause de sa température de fusion élévée (265°C), mais sa grande force mécanique amène Bolton de le choisir pour le développement commercial.
[modifier] Vie personnelle, carrière et décès
Il est né à Burlington (Iowa) le 27 avril 1896, l'ainé de quatre enfants. Il commence ses études en chimie à Tarkio College (Missouri) et à l'Université de Dakota de Sud. En 1924 obtient son doctorat de l'Université de Illinois sous la direction du professeur Roger Adams. Il devient instructeur en chimie organique à l'Université de Illinois de 1924 à 1926 et à l'Université Harvard de 1926 à 1928, poste qu'il quitte pour déménager à Dupont en 1928.
Il se marie le 21 février 1936 avec Helen Sweetman, chimiste qui travaille pour Dupont à préparer des applications de brevet.
Il souffre toute la vie des dépressions psychiatriques. Malgré son succès avec le nylon, il croit avoir peu réussi et avoir épuisé ses idées pour la recherche. Sa malheur est approfondie par le décès de sa soeur préféree en janvier 1937. Le 29 avril 1937, il se suicide dans une chambre d'hôtel en Philadelphie en buvant du jus de citron qui contient le cyanure de potassium. Il ne laisse aucune note explicative. Sa fille, Jane, est née sept mois plus tard.
