1920 년 carothers 는 Tajia 대학에서 이학 학사 학위를 받았습니다. 그런 다음 비교적 유명한 일리노이대 대학원에 진학했고 192 1 일리노이대 이학 석사 학위를 받았습니다. 그가 의사였을 때, 그는 시카고에 가서 시카고 대학의 박사 학생이 되었다. 1924 시카고 대학교 화학박사 학위를 받았습니다.
박사 학위를 받은 후 하버드대는 그를 하버드에서 강사로 초빙하여 교수도 하고 과학연구도 했다. 탄탄한 기초와 유연한 두뇌로 카로더스는 하버드에서 빠르게 자리를 잡고 교장의 인정을 받았다. 그가 하버드에 뛰어들어 큰일을 준비하고 있을 때 듀폰이 그를 찾아왔다.
듀폰은 1803 에 설립되어 세계 최대의 화학공업 회사 중 하나이다. 풍부한 자산과 충분한 기술력을 가지고 있어 세계 화공 제품 시장에서 큰 몫을 차지하고 있다. 하지만 1920 년대와 1930 년대에 듀폰은 독일에서 바이엘, 바덴 등 화학업체들의 강한 도전을 받아 시장 점유율이 갈수록 줄어들고 있다. 이는 독일이 슈타우딩거를 비롯한 화학자들이 고분자 합성의 이론과 실천에 두드러진 공헌을 해 고무 플라스틱 등을 합성했기 때문이다. 독일 화학공업회사를 강력하게 지지하고 미국 화학회사에 도전했다. 이런 상황에 직면하여 듀폰사는 분발하여 따라잡기로 결심했고, 독일 회사도 색깔로 삼았다.
듀폰은 독일의 화공기업이 큰돈을 벌 수 있는 것은 높은 수준의 과학연구 업무가 뒷받침되기 때문이라는 것을 알고 있다. 듀폰은 경쟁에서 독일 화학회사를 물리치기 위해 기초과학 연구에 종사하기로 했다. 하버드 대학이 미국 일류 대학이라는 점을 감안할 때 듀폰사 이사회는 하버드대 총장에게 진재실학, 창의력, 용기가 있는 젊은 화학자를 찾아 회사의 기초 연구 업무를 주관하기로 했다. 하버드대 총장 코난트 박사는 갑자기 카로더스를 떠올렸다. 당시 카로더스는 겨우 32 세였고 과학연구에는 나무를 세우지도 않았고 지명도도 높지 않았지만 코난트는 그가 이 일을 감당할 수 있다고 믿고 새로운 직무에서 큰 성과를 거두었다.
이렇게 코난트의 추천으로 듀폰의 중금에 투입된 카로더스는 듀폰의 초청을 받아 회사 기초부 연구실 주임이 되어 기초연구 업무를 구체적으로 담당했다.
1928 년, 카로더스는 듀폰에 가서 일했다. 그가 취임한 후 자신을 위한 첫 번째 임무는 합성고무 연구에서 독일을 따라잡는 것이다.
고무가 공업 생산에 쓰이는 역사는 매우 짧아서, 지금까지 겨우 100 년밖에 되지 않았다. 1845 년 영국 엔지니어 R "톰슨은 자동차 주행 중 진동을 줄이고 이 발명품의 특허를 획득하기 위해 바퀴 주위에 부풀릴 수 있는 고무관을 설치했다. 1890 까지 타이어는 공식적으로 자전거에 사용되었고, 5 년 후 각종 자동차도 타이어를 사용했다.
자동차의 수가 크게 늘어남에 따라 공업 생산에 대한 고무 수요가 천문학적 수치에 이르렀으며, 이는 많은 나라의 전략 물자 비축에 어느 정도 위기를 가져왔다. 제 1 차 세계 대전에서도 기계화가 막 시작되었을 때 독일은 연합군 해군이 고무 공급을 차단했기 때문에 작동하지 않았다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 전쟁명언) 이를 위해 일부 공업국가들은 합성고무 제조 가능성을 탐구하기 시작했다. 이번 경기에서 독일이 앞섰다.
일찍이 1880 년에 과학자들은 이소프렌을 너무 오래 두면 부드러워지고 산화하면 고무와 같은 물질이 된다는 것을 발견했다. 카이사르 윌리엄 2 세는 독일의 화학공업 방면의 뛰어난 기예를 보여 주기 위해 이 물질로 왕실 자동차의 타이어를 만들었다. 그러나 산화 이소프렌을 합성고무 원료로 사용하는 데는 두 가지 어려움이 있다. 한편으로, 이 물질의 원천은 고무 자체입니다. 한편 고무의 탄력성과 유연성도 부족해 자동차 타이어 만들기에 적합하지 않다. 물론 국가 활동에만 사용된다면 받아들일 수 있다.
나중에 독일인들은 이소프렌과 비슷한 쉽게 얻을 수 있는 화합물로 합성 고무를 만들었다. 그들은 고무 대신 디메틸 부타디엔으로 중합된 화합물을 메틸 고무라고 부른다. 이런 고무는 내압이 이상적이지는 않지만 가격이 싸서 대량 생산할 수 있다. 제 1 차 세계 대전 중 독일은 약 2500 톤의 메틸 고무를 생산했다.
듀폰은 독일 화학공업의 발전에 직면하여 압력을 느꼈다. 기초부 연구실 주임인 카로더스는 이에 대해 깊이 체득했다. 그는 독일을 따라잡기 위해 고분자 합성 방면에서 독일의 업적을 이해할 필요가 있다는 것을 알고 있다. 이를 위해 그는 슈타우딩거 등 유명 예술가의 논문을 연구하고 독일 고분자 합성의 진척을 분석하고 제품의 우열을 탐구하여 따라잡기 위해 팀을 조직했다. 독일에서 제조한 메틸 고무의 성능이 이상적이지 않기 때문에 carothers 는 먼저 합성고무 연구에 집중할 것이다.
카로더스의 지도 아래, 그의 실험실은 밤에 늘 등불이 환했고, 그와 조수들은 밤새 잠을 자지 않고 중요한 기술 문제를 토론했다. 많은 불면의 밤을 거쳐, 그들은 마침내 합성 고무 기술에서 돌파구를 만들었다. 그들은 석유 산업의 부산물인 에틸렌을 원료로 선택하고 염화수소를 넣어 염화 비닐로 중합한 다음 촉매제의 촉매와 고압에서 네오프렌을 성공적으로 합성했다.
Carothers 가 합성한 네오프렌은 초기 독일 고무보다 비용이 적게 들 뿐만 아니라 품질도 우수하며 천연 고무가 가지고 있지 않은 내식성까지 갖추고 있다. 예를 들어, 휘발유와 같은 유기 용제는 내부식성이 높으며, 천연 고무와 같이 휘발유를 만나면 쉽게 연화되는 것이 아니다. 따라서 네오프렌은 천연 고무보다 유관 등에 더 적합하다. 네오프렌의 개발에 성공한 결과, 다른 많은 분야와 마찬가지로 합성 고무 분야에서도 인공제품은 천연물질의 대체물로 작용할 수 있을 뿐만 아니라 천연물질보다 성능이 우수하다는 것을 알 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 네오프렌, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언)
카로더스는 석유공업의 부산물을 이용해 천연 고무보다 성능이 우수한 합성고무를 생산해 첫 발을 성공적으로 쏘아 듀폰사에서 큰 반향을 일으켰다. 그래서 그는 미국의 유명한 화학자가 되었다. 듀폰은 1932 까지 네오프렌을 산업화하여 시장에 내놓았습니다. 이후 제 2 차 세계대전에서 네오프렌은 미국 정부가 전력을 다해 발전시킨 고무 제품 중 하나가 되었다.
카로더스는 첫 전투에서 승리를 거둔 후 자신감이 크게 높아졌다. 다음으로 그는 합성섬유 분야에 진출할 것이다. 그는 합성중합체로 섬유에 사용할 수 있는 섬유를 만들고 싶어한다. 이것은 매우 매력적인 직업이다.
처음에는 연구가 순조롭게 진행되지 않았다. 그들은 많은 방안을 구상했고, 직원들은 반복적으로 시도해 보았지만 결과는 모두 실패했다. 돈을 물 쓰듯 써서, 초기 수십만 원의 과학 연구 경비가 아주 빨리 다 써버렸다. 이때 듀폰사의 사장은 그에게 큰 지지를 주었다. 회사 회장은 특히 총연구부 주임에게 "carothers 가 원하는 만큼 준다" 고 말했다.
바로 이런 좋은 분위기 속에서 카로더스는 차근차근 성공의 길로 들어섰다. 그는 먼저 아미노기와 카르복실기를 함유한 분자를 연구하여 더 좋은 방법을 찾아 그것들을 큰 고리 구조를 가진 분자로 축소하기를 희망했다. 그러나 일이 뜻대로 되지 않아, 그는 이 분자들이 고리형 분자로 뭉친 것이 아니라 긴 사슬 분자로 뭉쳐져 있다는 것을 발견했다.
그러나, 이런 상황에서, 카로더스는 준비가 되어 있지 않다. 그도 긴 사슬 분자의 가능성을 예상했기 때문에 그는 이 기회를 놓치지 않았다. 그는 즉시 이 새로운 물질을 연구했고, 결국 기디산과 육메틸아민으로 섬유를 만들었다. 이런 섬유는 구조적으로 실크와 비슷하다.
하지만 애초에 생산된 섬유질은 그리 좋지 않았고, 주로 강도가 너무 낮았다. 분석을 통해 carothers 는 응축 과정에서 발생하는 물에서 문제가 발생했다고 판단했습니다. 물의 존재는 반대 효과, 즉 수해반응을 만들어 중합반응을 계속할 수 없게 했다. 카로더스는 문제를 해결할 방법을 찾았고, 그는 중합반응을 저압에서 진행하게 했다. 저압은 물의 증발 속도를 촉진시켜 물이 계속 증발할 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. Carothers 는 냉각에 사용되는 유리판을 반응 액체 위에 놓고, 증발된 물은 유리판에 응결되어 스스로 흐른다. 이렇게, 그는 수렴의 중단없는 것을 보장함으로써 합성이상적인 레이온을 위한 토대를 마련했다.
카로더스는 합성섬유의 생산 기술에 대해 더 토론했다. 그는 아 디프 산과 헥사 메틸렌 디아민 응축 중합체를 녹인 다음 작은 구멍을 통해 짜서 실크로 당겼다. 쿨링 과정에서 carothers 등은 긴 사슬 분자가 늘어나기 전에 불규칙하다는 흥미로운 현상을 발견했지만, 쿨링 후 분자 체인은 섬유에 평행하게 배열되어 섬유의 강도와 탄력을 크게 증가시켰다. 이를 통해 중축 합, 용융 압출 성형 및 실온 냉간 당김을 포함한 용융 방사의 기본 생산 공정을 확립했습니다. 이 공예로 실크와 같은 광택이 나는 가는 실을 얻을 수 있는데, 실크처럼 부드럽고 아름답고 심지어 실크보다 더 튼튼한 직물을 짜낼 수 있다. 카로더스는 이 합성섬유를 나일론 -66, 학명은 폴리아미드 -66 으로 명명했다. 세계에서 가장 실용적인 가치를 지닌 레이온입니다. 사용한 원료는 완전히 화학적으로 생산된 것으로, 과거에 말한 레이온과는 달리 명목상' 인조' 로, 실제로 사용된 원료는 천연적이다.
나일론은 레이온 중에서 가장 중요한 발견 중 하나이다. 그것은 과거의 레이온과 천연 섬유와는 다르다. 그것의 방수 성능은 그 섬유들보다 좋다. 습기를 두려워하지 않고, 쉽게 오염되지 않고, 좀먹지 않고, 강도가 높다. 실험에 따르면 단면면적이 같으면 나일론 실크의 강도는 철사와 같다. 듀폰은 1939 에서 나일론 -66 의 산업생산을 시작했다. 이 회사의 광고 슬로건인' 우리는 철사처럼 강인하고 거미줄처럼 가느다란 아름다운 나일론 실을 생산한다' 는 광고가 미국과 전 세계에 널리 퍼져 있으며, 모두가 이 신제품 나일론을 알고 있다. 그것의 출현은 레이온의 새로운 시대를 열었다.
제 2 차 세계대전 중 미 육군은 낙하산과 100 여 종의 기타 군수품을 만들기 위해 모든 나일론 제품을 획득했다. 전쟁이 끝난 후 나일론은 양말에서 실크를 완전히 대체했다. 서방 국가의 여성들은 얇은 양말을 즐겨 신지만, 원래 섬유는 실크가 비싸고 면섬유가 튼튼하지 않고 양모가 얇지 않아 장시간 반복해서 세탁하는 것이 적합하지 않다. 하지만 신흥 나일론 양말은 이러한 요구를 충족시킬 수 있다. 얇고 가볍고 튼튼해서 소비자들에게 인기가 많다. 또한 나일론 제품도 다른 업계의 시장을 개척했다. 나일론은 의류에서 침구, 카펫에서 안전벨트, 소방수관에서 인조 모피에 이르기까지 거의 모든 것을 할 수 있다. 이 때문에 나일론은 단기간에 전 세계를 휩쓸었다.
그러나 카로더스는 이 모든 것을 보지 못했다. 1937 년 4 월 29 일 사고로 숨진 해 4 1 세. 카로더스는 줄곧 매우 좌절했다. 그는 쌍둥이 언니가 있는데 남매 관계가 아주 좋다. 그의 여동생이 1936 에서 죽었을 때, 그는 더욱 기분이 나빴다. 그래서 그의 죽음에 대해 어떤 사람들은 자살이라고 생각한다. 어쨌든, 그의 젊은 나이에 일찍 죽는 것은 정말 애석하다.
카로더스의 저서는 주로' 유기합성' 으로 1933 에 출판되었다. 1936 은 미국 과학원원사로 당선되어 공업계에 의해 과학원원사로 선정된 최초의 유기화학자이다. 또한 그는 1930 부터 1937 까지의' 미국 화학학회지' 를 편집했다. 카로더스는 평생 합성섬유와 합성고무에 관한 60 여 편의 논문을 발표해 70 여 건의 특허를 획득했다. 그는 화학자이자 화학 엔지니어로, 깊은 기초 이론 지식과 풍부한 실천 경험을 가지고 있다.
카로더스가 세상을 떠났지만 그의 사업은 다른 사람에게 물려받았다. 그가 사망한 지 이듬해, 조수였던 Prowley 는 일련의 중축 합 반응을 요약하고 중축 합 반응에서 모든 관능단 활성화가 동일한 중요한 원칙을 제시하며 이를 계기로 고분자 재료 공업의 발전을 추진했다. Prowley 는 고분자 재료 연구 방면의 걸출한 성과로 1974 노벨상을 수상했다. 카를로더스가 젊은 나이에 사망하지 않았다면 노벨상은 프루리가 공유했어야 한다는 감개무량한 말이 있었다. 어쨌든 카로더스가 창업한 합성섬유 사업은 이미 세계적인 명성을 얻었고, 카로더스는 이미 역사책에 기록되어 있다.