Baekeland, Leo Hendrik (1863-1944)

EnglishNederlandsfrançais

FR

Baekeland in de zoo van Berlijn in 1932. Bron: Baekeland familie

Scheikundige, uitvinder, ondernemer en scheikundig ingenieur, geboren in Gent op 14 november 1863, gestorven te Beacon, New York, op 23 februari 1944.

Levensloop

Leo Baekeland was de zoon van Rosalie Merchie (1833-1914), een huishoudhulp, en Carolus Baekeland (1830-1902), een schoenmaker en herbergier. Hij groeide op in Gent, waar lessen aan de Nijverheidsschool zijn interesse in de toegepaste wetenschap en technologie stimuleerden. Dankzij een overheidsbeurs en de steun van lokale mentoren zette hij zijn studies verder aan de Faculteit Wetenschappen van de Rijksuniversiteit Gent. Baekeland specialiseerde zich daar in de scheikunde en behaalde zijn doctoraat op 23 juli 1884. Nadien leek Baekeland aanvankelijk op weg naar een academische carrière. Hij werkte verder aan de rijksuniversiteit als een preparator en assistent bij het vak algemene scheikunde, gedoceerd door Théodore Swarts. Ook werd hij benoemd als docent scheikunde en fysica aan de Middelbare Normaalschool in Brugge. In 1887 won hij bovendien een interuniversitaire wedstrijd met een studie over de dissociatie van loodnitraat. In 1889, kort voor zijn huwelijk met de dochter van Swarts, werd hij gepromoveerd tot de positie van professor in opleiding (agrégé spécial) aan de universiteit.

Op Baekelands aandringen vertrokken hij en Céline Swarts echter kort na hun huwelijk naar de Verenigde Staten. Hier kreeg hij een job als onderzoekschemicus aangeboden kreeg van E. & H. T. Anthony & Co., een groot fotografiebedrijf met hoofdzetel in New York. Tot verrassing van zijn werkgever, besloot Baekeland na ongeveer een jaar om alweer te vertrekken bij Anthony & Co.. Hij ging echter niet in op de herhaaldelijke verzoeken van zijn echtgenote om terug te keren naar Europa. Baekelands doel was om in de ‘nieuwe wereld’ een carrière uit te bouwen als uitvinder-ondernemer, naar het voorbeeld van onder meer Thomas Edison en Alexander Bell. Zijn grote doorbraak volgde in de tweede helft van de jaren 1890, toen het door hem ontwikkelde fotopapier Velox aansloeg bij amateurfotografen.

Tijdens de Eerste Wereldoorlog kreeg Baekeland zelfs de kans om met Edison samen te werken: de American Chemical Society droeg hem voor als lid van de door Edison geleide Naval Consulting Board. Tijdens en na de oorlog was Baekeland ook actief in de prestigieuze National Research Council, waar hij zich onder meer bezighield met de hervorming van het Amerikaans patentsysteem. In 1917 nam het Department of Chemical Engineering van Columbia University in New York Baekeland in dienst als een ereprofessor. Baekeland droeg bij tot de Amerikaanse oorlogsvoorbereidingen en -inspanningen, waardoor hij bekend geraakte bij een breder publiek. In zijn dagboek noteerde hij in 1915 gevat: “I am placed among the celebrities and criminals nowadays [Ik behoor tegenwoordig tot de beroemdheden en criminelen].”

Onder wetenschappers, ingenieurs, en ondernemers stond Baekeland al voor de wereldoorlog bekend als de uitvinder van bakeliet, het eerste synthetische plastic. In 1907 slaagden Baekeland en zijn medewerker Nathaniel Thurlow erin om een nieuwe fenolhars te creëren door fenol met formaldehyde te polymeriseren via een condensatiereactie. De verdere ontwikkeling en de vermarkting van een hele reeks varianten van dit product – dat Baekeland aanvankelijk als “Bakalite” omschreef maar nadien consequent als “Bakelite” promootte – zou Baekelands reputatie en verdere carrière sterk vormgeven. Samen met zijn patentvertegenwoordigers slaagde hij er in om een sterke intellectuele eigendomspositie op te bouwen niet enkel in Noord-Amerika maar ook in Europa en andere werelddelen. De vele rechtszaken en andere juridische verwikkelingen die plaatsvonden, vertraagden de ontwikkeling van de fenolharsindustrie aanvankelijk. Dit liet Baekeland en zijn medewerkers echter wel toe om een relatief grote controle over de industrie uit te oefenen.

Baekeland (vierde van links) bij het Witte Huis, tussen zijn vrouw Céline Swarts en president Calvin Coolidge. Bron: Bron: National Photo Company Collection, Library of Congress’

Na het verstrijken van verschillende van Baekelands patenten rond 1926 schoot de productie van fenolhars de hoogte in, omdat de technologie nu algemeen toegankelijk was.Ondanks de toegenomen concurrentie wist de door Baekeland geleide Bakelite Corporation een sterke positie te handhaven in de Amerikaanse plasticsindustrie. Baekelands bedrijf droeg ook bij tot het ontwikkelen van een steeds groter aantal toepassingen voor bakeliet. Het presenteerde dan dan ook als “the material of a thousand uses” [het materiaal met duizend toepassingsmogelijkheden]. Bakelieten radio’s, telefoons en sigarenhouders behoorden tot de meest zichtbare toepassingen. Minder bekend is dat bakeliet onder meer ook in vernis en laminaat werd verwerkt.

Als bedrijfsleider deed Baekeland na de Eerste Wereldoorlog nog maar weinig eigen onderzoek. Zijn ondernemingen stelden wel een relatief groot aantal wetenschappers en ingenieurs tewerk en hij begeleidde ook doctorale en postdoctorale onderzoekers aan Columbia die door zijn onderneming gefinancierd werden. Een van de laatste beslissingen uit Baekelands carrière betrof de goedkeuring van de overname van de Bakelite Corporation door de Union Carbide and Carbon Corporation in 1939. Baekeland hoopte tevergeefs dat zijn zoon, George Washington, aan het hoofd zou komen te staan van de nieuwe bakelietafdeling van Union Carbide. De echtgenoot van zijn dochter Nina werkte eveneens voor de Bakelite Corporation. De familie Baekeland zou echter geen economische dynastie opbouwen. Na het vervroegd pensioen van zoon George midden jaren ‘50 zou zelfs geen enkel familielid nog actief zijn in de boomende plasticsindustrie.

Uitvindingen en bedrijven

Naast de Bakelite Corporation richtte Baekeland nog verschillende andere bedrijven op. De meeste daarvan dienden om zijn eigen uitvindingen te vermarkten. Hij was echter ook betrokken bij de uitwerking en commercialisering van technologieën die door andere wetenschappers en ingenieurs werden bedacht. Aan de Rijksuniversiteit Gent stichtte Baekeland samen met zijn collega Jules Guequier en diens echtgenote, Valérie Gleesener, een commanditaire vennootschap in de fotochemische industrie, Dr. Baekelandt et Compagnie. Baekeland was verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de technologie van het bedrijf en stond zijn intellectuele eigendomsrechten af. Zijn partners namen de overige aspecten van het ondernemerschap en bedrijfsbeheer op zich. De vennootschap zette in op een fotografische glasplaat waarmee een latent beeld automatisch ontwikkeld kon worden door de plaat in water onder te dompelen. Deze uitvinding had als doel om het toen dominante gelatine zilverdrukproces gebruiksvriendelijker te maken. Het werd in het algemeen goed ontvangen in fotografische kringen. De techniek had echter ook haar gebreken en de schulden van Dr. Baekelandt et Cie stapelden zich al snel op. Die financiële problemen leidden tot spanningen tussen Baekeland en zijn partners. Mogelijks droegen die bij tot Baekelands migratie naar de Verenigde Staten in 1889 en zijn beslissing om er definitief te blijven.

Het volgende bedrijf dat Baekeland mee oprichtte was de Nepera Chemical Company in Yonkers, New York. In tegenstelling tot Dr. Baekelandt et Cie was Nepera wel heel succesvol. De uiteindelijke verkoop van de onderneming aan George Eastman van de Eastman Kodak Company in 1899 werd een kantelpunt in Baekelands leven: vanaf toen konden hij en zijn gezin zich financieel veel meer veroorloven. Het bekendste product van Nepera was een gelatine-zilverchloride fotopapier dat in 1895 als “Velox” op de markt geïntroduceerd werd. Hiermee konden hobbyisten zelf hun foto’s bij kunstlicht ontwikkelen. Naast bakeliet wordt Velox doorgaans beschouwd als Baekelands belangrijkste uitvinding. Zoals gebruikelijk was in de fotografische industrie, bewaarde Nepera een strikte geheimhouding omtrent de samenstelling van de fotografische emulsie die in het papier gebruikt werd. Bij de verkoop aan Eastman werden Baekeland en zijn partners, de financier Leonard Jacobi en de scheikundige Albert Hahn, er bovendien contractueel toe verplicht om dat stilzwijgen te bewaren. Baekeland deed zelf ook tegenstrijdige uitspraken over de periode en omstandigheden waarin hij Velox uitvond. Mogelijks bouwde de emulsie gebruikt in Velox voort op onderzoek dat Baekeland had verricht toen hij nog verbonden was met Dr. Baekelandt et Cie in Gent of met Anthony & Co. in New York. Vermoedelijke gaf Baekeland dit omwille van juridische overwegingen niet toe. Een prominente Oostenrijkse fotochemicus Josef Maria Eder beweerde later dat Baekeland zich op een door hem gepubliceerde emulsie had gebaseerd. Andere wetenschappers benadrukten echter de belangrijke verschillen tussen Baekelands emulsie en die van Eder en diens collega, Giuseppe Pizzighelli.

In de jaren volgend op de verkoop van Nepera aan Eastman werd Baekeland medestichter van de American Fireproofing & Cement Company, de American Retting Company en de Continental Flax Company. Deze drie bedrijven vermarkten uitvindingen van andere Belgen of Belgische Amerikanen. Baekeland verdiepte zich ook in de elektrochemie, onder meer tijdens een studieverblijf aan de Technische Hochschule Berlijn-Charlottenburg. Ook ging hij aan de slag als chemisch consultant. Zijn belangrijkste cliënt was de Development and Funding Company, de voorloper van de Hooker Electrochemical Company. Development and Funding (D&F) investeerde in de ontwikkeling van de zogenaamde Townsend Cell, waarmee natriumchloride via elektrolyse kon worden omgevormd tot natriumhydroxide en chloor. Baekeland paste onder meer het tussenschot dat de twee delen van de Townsend cel scheidde verschillende keren aan. Hij adviseerde zijn cliënt ook bij de omschakeling van een experimentele productie met enkele testcellen naar de grootschalige productie van natriumhydroxide in een nieuwe fabriek dichtbij de Niagara Falls. In de beginjaren van deze fabriek werden de omwonenden en vooral de arbeiders van D&F regelmatig blootgesteld aan chloorgas, wat respectievelijk tot eigendoms- en gezondheidsschade leidde. Baekeland liet zich privaat kritisch uit over de arbeidsomstandigheden bij D&F, maar hij verdedigde het bedrijf tegelijkertijd als expertgetuige in door buurtbewoners aangespannen rechtszaken.

Baekelands ervaringen in de fotochemie en elektrochemie droegen ertoe bij dat hij de reactie tussen fenol en formaldehyde anders benaderde dan voorgangers. Baekeland begon aandacht te schenken aan deze reactie door de prijsstijging van kamfer – een multi-inzetbaar product verkregen uit kamferbomen in het hedendaagse Taiwan – ten tijde van de Russisch-Japanse oorlog van 1904-05. Net zoals veel andere uitvinders hoopte Baekeland een synthetisch alternatief voor kamfer te ontwikkelen. Hij nam daarom Thurlow in dienst, een elektrochemicus die voordien al een synthetisch kamferproces had uitgevonden. De door Baekeland en Thurlow verkregen fenol-formaldehyde condensatieproducten leken echter geschikter om schellak, een harsachtige stof uitgescheiden door een eveneens in Azië voorkomend insect, te vervangen. Een belangrijke doorbraak volgede in 1907, toen Baekeland zelf onverwacht een nieuw condensatieproduct verkreeg dat kon worden verhard tot een onoplosbare en hittebestendige plastic die zou kunnen concurerren met rubber en celluloid. Het zou nog een kleine drie jaar duren vooraleer het eerste bakelietbedrijf werd opgericht in Erkner nabij Berlijn. De Amerikaanse General Bakelite Company volgde in oktober 1910. General Bakelite fuseerde begin jaren 1920 met zijn twee belangrijkste concurrenten, de Condensite Company of America en de Redmanol Chemical Products Company. Deze fusie leidde tot de vorming van de Bakelite Corporation.

Wetenschappelijke publicaties

Het overgrote deel van Baekelands wetenschappelijke publicaties behandelden verschillende aspecten van zijn eigen uitvindingen in de fotografische, elektrochemische en plasticsindustrieën. De belangrijkste uitzondering is de omvangrijke studie naar de dissociatie van loodnitraat waarmee Baekeland de Belgische interuniversitaire onderzoekscompetitie won in 1887. De bevindingen van deze studie publiceerde hij in 1890 in het Frans en in 1904 in een Engelstalig artikel in de Journal of the American Chemical Society.

De presentatie van een onderzoekspaper over “The Synthesis, Constitution and Uses of Bakelite” aan de New Yorkse afdeling van de American Chemical Society in februari 1909 was een van de hoogtepunten uit Baekelands carrière. Het artikel “Phenol Resins and Resinoids” (Industrial and Engineering Chemistry, 1925), gebaseerd op een door Baekeland begeleid doctoraatsonderzoek van Howard L. Bender aan Columbia University, droeg bij tot een fundamenteler inzicht in de structuur van fenolharsen. Op het 5th International Congress of Applied Chemistry in Berlijn in 1903 schreef en presenteerde Baekeland maar liefst 8 van de 22 papers in de aan fotografische scheikunde gewijde sessies. Die papers werden nadien ook allemaal gepubliceerd, maar hadden een kleinere impact dan Baekelands latere publicaties over bakeliet.

Erkenning

Baekeland leidde de Chemists’ Club in New York in 1904, de American Electrochemical Society in 1909, het American Institute of Chemical Engineers in 1912 en de American Chemical Society (ACS) in 1924. Hij ontving meerdere prijzen, waaronder de Willard Gibbs Medal van de Chicago-afdeling van de ACS en de Perkin Medal van de Amerikaanse afdeling van de Society of Chemical Industry. Verder ontving hij eredoctoraten van onder meer de University of Pittsburgh en de University of Edinburgh en werd hij in 1935 verkozen tot de Amerikaanse National Academy of Sciences. Time magazine plaatste Baekeland in 1924 op zijn cover en omschreef hem in 1939 als de “father of plastics”. In 1999 rekende datzelfde tijdschrift hem tot de 100 meest invloedrijke mensen van de twintigste eeuw.

Bibliografie

Bijker, Wiebe E., Of Bicycles, Bakelites, and Bulbs: Toward a Theory of Sociotechnical Change, Cambridge, MA: MIT Press, 1995.

Kaufmann, Carl B., 'Grand Duke, Wizard and Bohemian: A Biographical Profile of Leo Hendrik Baekeland (1863–1944).' Masterproef, University of Delaware, 1968.

Meikle, Jeffrey L., American Plastic: A Cultural History New Brunswick, N.J: Rutgers University Press, 1995.

Mercelis, Joris., Beyond Bakelite: Leo Baekeland and the Business of Science and Invention, Cambridge, MA: MIT Press, 2020.

Morris, Susan W., 'Resource Networks: Industrial Research in Small Enterprises, 1860–1930', Doctoraatsverhandeling, Johns Hopkins University, 2003.

Wautier, Kristel, en Danny Segers., "Nothing succeeds like success”: Het levensverhaal van Leo Baekeland, de uitvinder van het bakeliet", Heemkundige kring De Oost-Oudburg v.z.w., jaarboek xliv (2007): 125-78.