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早期生活和教育經(jīng)歷

卡羅瑟斯出生于愛荷華州伯靈頓，他在家中四個小孩排行老大，有一個弟弟跟兩個妹妹。青年時期著迷于各種工具和機(jī)械裝置，當(dāng)他進(jìn)入愛荷華州得梅因的公立學(xué)校就讀，在那里被認(rèn)為為一個認(rèn)真的學(xué)生。畢業(yè)后迫于父親的壓力，進(jìn)入得梅因的Capital City Commercial College就讀，而其父是該校的副校長。與1915年7月完成會計和文秘課程。

1915年9月，卡羅瑟斯進(jìn)入密蘇里州的Tarkio College，盡管最初主修英語，但在化學(xué)系主任Arthur Pardee的影響下轉(zhuǎn)向化學(xué)，由于化學(xué)成績優(yōu)異，在Arthur Pardee前往南達(dá)科他大學(xué)（University of South Dakota）擔(dān)任化學(xué)系主任后成為化學(xué)老師，在學(xué)習(xí)的同時教授高年級課程。1920年24歲時從Tarkio College取得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，之后進(jìn)入伊利諾大學(xué)在Carl Shipp Marvel教授的指導(dǎo)下攻讀碩士學(xué)位，并于1921年獲得。

1921年至1922年，他在南達(dá)科他大學(xué)擔(dān)任了一年的化學(xué)講師，這也隨著卡羅瑟斯被美國化學(xué)會志接收并發(fā)表的研究論文而成為了他獨立科研生涯的開端。在這篇文章的研究工作中卡羅瑟斯測定了苯基異氰酸酯(C6H5-N=C=O)和疊氮基苯(C6H5-N=N=N)的物理性質(zhì)，由于兩種物質(zhì)測得的物理性質(zhì)非常相似，使得卡羅瑟斯得出結(jié)論認(rèn)為疊氮基苯分子中的疊氮基結(jié)構(gòu)應(yīng)該是三個氮原子呈直鏈排列而非過去認(rèn)為的環(huán)狀結(jié)構(gòu).

之后回到伊利諾伊大學(xué)在羅杰·亞當(dāng)斯的指導(dǎo)下攻讀博士，主修有機(jī)化學(xué)的同時輔修物理化學(xué)和數(shù)學(xué)，1924年取得博士學(xué)位。

職業(yè)經(jīng)歷

1924年起擔(dān)任了兩年伊利諾伊大學(xué)香檳分校有機(jī)化學(xué)講師。1926年入哈佛大學(xué)任有機(jī)化學(xué)講師。1927年杜邦公司決定開始資助一些不以在短時間內(nèi)開發(fā)出賺取利潤的化學(xué)產(chǎn)品為目標(biāo)的基礎(chǔ)理論研究，卡羅瑟斯前往威爾明頓商討加入杜邦公司并出任新建的基礎(chǔ)研究實驗室中的有機(jī)化學(xué)研究主管的可能性。

進(jìn)入杜邦

離開學(xué)術(shù)界加入工業(yè)界對卡羅瑟斯是一個艱難的決定。起初他拒絕了杜邦的聘用，理由是日益加重的神經(jīng)衰弱。雖然如此，杜邦的一位主管Hamilton Bradshaw還是來到哈佛勸說卡羅瑟斯改變想法，并承諾給予他更高的工資，相比于在哈佛每月267美元的收入在杜邦卡羅瑟斯可以拿到每月500美元的工資。

后來在寫給他在Tarkio College時期的室友Wilko Machetanz的一封信中，他放大了他的抑郁感。

發(fā)明氯丁橡膠

1928年2月26日卡羅瑟斯成為杜邦公司有機(jī)化學(xué)研究的負(fù)責(zé)人，他來到杜邦后的第一個目標(biāo)是合成出一種最早由德國化學(xué)家赫爾曼·埃米爾·費(fèi)歇爾實現(xiàn)合成的分子量超過4200的聚合物。然而直到1929年中旬，卡羅瑟斯帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊仍未能合成出分子量超過4000的這種聚合物。1930年1月，Elmer K. Bolton博士成為卡羅瑟斯的頂頭上司（immediate boss）。Bolton想要在1930年取得實際的成果而且他的愿望實現(xiàn)了。Bolton要求卡羅瑟斯試驗利用乙炔聚合生產(chǎn)合成橡膠.1930年4月，卡羅瑟斯的研究組的一名成員Arnold M. Collins博士分離得到了生產(chǎn)合成橡膠所用的單體氯丁二烯并合成出了第一種合成橡膠－氯丁橡膠。

發(fā)明聚酯

同年華萊士研究團(tuán)隊的另一名成員Julian Hill博士開始嘗試合成分子量大于4000的聚酯。他的努力很快就得到了回報，一種分子量達(dá)到12000的人造聚合物被合成了出來。如此高的分子量足以使得熔融后的聚合物拉伸成絲狀纖維，因此這種聚合物也被稱作人造絲綢，化學(xué)家成之為超級聚酯(superpolyester)。

聚酯和聚酰胺是兩例利用逐步聚合(step-growth polymerization)進(jìn)行縮聚合成的典型例子?？_瑟斯就此建立起逐步聚合的理論并推導(dǎo)出了卡羅瑟斯方程(Carothers equation)，該方程可根據(jù)單體的轉(zhuǎn)化率計算出通過逐步聚合的方式得到的聚合物所具有的平均聚合度（average degree of polymerization），這個方程表明對于逐步聚合，要得到高分子量的聚合物需要單體在縮聚反應(yīng)中有高的轉(zhuǎn)化率。

Hill博士還通過將二醇和二酸混合后減壓加熱通過分子蒸餾器（molecular still ）移除縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的痕量的水來得到強(qiáng)韌而有彈性的人造纖維。遺憾的是由于這種纖維在熱水中會變成粘性的物質(zhì)而未能被商業(yè)化。此后的幾年中卡羅瑟斯中斷了在聚合物方面的研究工作。

患上抑郁癥

發(fā)明聚酰胺

1934年克羅瑟斯將關(guān)注轉(zhuǎn)回到纖維的合成上，他的研究團(tuán)隊用二胺代替二醇和二酸縮合合成聚酰胺。由于酰胺比酯基更穩(wěn)定所以合成出的聚酰胺比之前合成出的聚酯更穩(wěn)定，也由于聚酰胺通過氫鍵作用可以形成結(jié)晶態(tài)因此使得它的機(jī)械性能增強(qiáng)。因此使得它們比聚酯在日常生活生產(chǎn)中有更廣泛和實際的用途。卡羅瑟斯的研究使得一系列新的聚酰胺問世。這個項目的實驗室工作主要是由W.R. Peterson博士和Donald Coffman博士完成的。1935年Gerard Berchet博士加入到聚酰胺的研究項目中。

1934年夏，在這項研究期間，在尼龍最終發(fā)明之前卡羅瑟斯離開工作消失了一段時間，沒有人知道他去了哪里。他在巴爾的摩的一家精神病診所被找到。顯然深度的抑郁癥迫使他驅(qū)車前往巴爾的摩向精神科醫(yī)生咨詢，并入院。

尼龍問世

出院后不久，華萊士回到杜邦，Bolton指示他繼續(xù)聚酰胺的研究。 卡羅瑟斯在超高分子量聚合物的研究開始時未受到任何約束且在他的心中也沒有任何實際的目標(biāo)。但是由于這一研究是化學(xué)的一個新的領(lǐng)域，杜邦認(rèn)為任何化學(xué)研究的新突破都可能給公司帶來帶來利潤。在研究過程中卡羅瑟斯得到了一些在高溫下會變得粘稠的聚合物，觀察發(fā)現(xiàn)通過將一個棒子插入融化的聚合物中并將棒子從中抽出的方法可以將這種材料紡成細(xì)絲。這一發(fā)現(xiàn)使得項目的研究重心轉(zhuǎn)移到了這些細(xì)絲上，最終尼龍問世。

1935年2月28日，在卡羅瑟斯的指導(dǎo)下Gerard Berchet以己二胺(Hexamethylenediamine)和己二酸為原料合成出了半盎司的聚合物聚酰胺66，也就是后來為人熟知的尼龍，盡管尼龍66由于熔點高難以處理，但Bolton仍選擇它來開發(fā)商業(yè)化的產(chǎn)品，他挑選了George Graves博士作為華萊士的項目工作搭檔，最終George Graves取代了他成為聚酰胺項目的領(lǐng)導(dǎo)者。

婚姻和晚年

1936年2月21日卡羅瑟斯和Helen Sweetman結(jié)婚。 1937年1月8日他的妹妹Isobel因肺炎去世，卡羅瑟斯與妻子Helen前往芝加哥出席葬禮并將其安葬在得梅因，妹妹的去世亦使其憂郁癥更加嚴(yán)重。1937年4月28日卡羅瑟斯前往杜邦的實驗站工作，次日他在費(fèi)城附近的一家旅館的房間內(nèi)喝下?lián)接星杌锏拈僦詺ⅰ]有發(fā)現(xiàn)任何遺囑

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