Wallace Hume Carothers

Carothers a commencé à travailler au Du Pont Experimental Station en février 1928. Son but primaire était d'effectuer la synthèse d'un polymère d'une masse molaire supérieure à 4 200 g mol⁻¹, 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 D^r 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 D^r Arnold M. Collins, isole le chloroprène, liquide qu'il polymérise pour former un matériau solide qui ressemble au caoutchouc. Ce produit est le premier caoutchouc synthètique^{[réf. nécessaire]} et s'appelle aujourd'hui néoprène.

Aussi en 1930, un autre membre de l'équipe de Carothers, le D^r Julian Hill, tente la formation de polyesters à partir de glycols (ou diols) et des diacides carboxyliques, toujours dans le but d'obtenir une masse molaire supérieure à 4 000 g mol⁻¹. Ses efforts sont couronnés de succès lorsqu'il obtient un polymère synthétique de masse molaire voisine de 12 000 g mol⁻¹. Ce polymère à masse molaire élevée peut être étiré à l'état fondu pour former une fibre, ce qu'on considère comme une sorte de soie synthétique dite « superpolyester ».

Les formations des polyesters et des polyamides sont des exemples de polycondensation, un type de polymérisation par étapes. Carothers a développé la théorie de la polymérisation par 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 (dans le cas de la polymérisation par étapes seulement).

Hill produit aussi une fibre synthétique qui est davantage élastique et forte en combinant les réactifs à basse pression, dans un appareil à distillation. Malheureusement cette fibre ne peut pas être commercialisée parce que l'eau chaude la transforme en agglomération collante. Cette déception amène Carothers à abandonner la recherche sur les polymères pendant quelques années.

En 1934, Carothers et son équipe replacent leur attention dans les fibres et remplacent les glycols par les diamines. La réaction des diacides carboxyliques et des diamines produit un nouveau type de polymère dit polyamide, beaucoup plus stable que les polyesters. Les polyamides peuvent former des zones cristallines en raison du développement de liaisons hydrogène intercaténaires. 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 les D^r W.R. Peterson et Coffman, et ensuite par le D^r Gérard Berchet.

Le 28 février 1935, Berchet produit quinze grammes du polyamide 6-6, polymère ultérieurement appelé nylon. Il est difficile à manipuler à cause de son point de fusion élevé (265 °C), mais sa grande force mécanique amène Bolton à le choisir pour le développement commercial.

• Du Pont de Nemours et compagnie
• Polymère

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