История полимеров

Первый  шлюз из пластмассы

    Он  установлен на одном из каналов в  районе Быгдощи в Польше. Это первый мировой опыт применения цельнопластмассового шлюза. Шлюз очень хорошо зарекомендовал себя в эксплуатации. Пластмассовые  элементы могут использоваться без замены более 20 лет, а конструкции из дубовых балок, применяемые ранее, приходилось менять каждые 6 лет.

Соединение  полимерных материалов

    Соединение  двух пластмассовых панелей —  непростая задача. Их можно привинтить или приклепать, но для этого необходимо заранее сверлить отверстия Их можно приклеить, но тогда необходимо оборудовать рабочее место системой вентиляции. Если обе панели термопластичны, то их можно приварить, но и тут необходима вентиляция, тем более, из-за локальных перегревов соединение может оказаться продеструктировавшим и непрочным.

    Очень хороший способ, а также оборудование для его реализации, предложила французская  фирма "Брансон". Для этого используется генератор ультразвука мощностью 3 кВт, частотой 20 Кгц, а также "звуководы" и сонотроды. Наконечник сонотрода, вибрируя, проникает сквозь верхнюю деталь, толщина которой может достигать 8 мм. Входя в нижнюю деталь, он "захватывает" с собой расплав верхнего полимера. При этом энергия ультразвуковых колебаний преобразуется в тепло лишь на небольших участках, поэтому получается точечная сварка.

Полимеры  существуют дольше, чем мы сами. На самом  деле, полимеры стары  как сама жизнь, поскольку  вся жизнь на Земле  базируется на трех типах полимеров, а именно, ДНК, РНК и протеинах. Но эта страница посвящена самым первым из синтетических полимеров, то есть полимеров, созданных руками человека, а конкретно производным целлюлозы.

Самым первым синтетическим  полимером, конечно же, была кожа, модифицированный природный полимер, получаемый при искусственном образовании сетчатой структуры ("сшиванием") протеинов, содержащихся в шкурах животных. Дубление кожи было открыто тысячи лет тому назад, но эта страница рассказывает о некоторых синтетических полимерах, появившихся позднее. Это производные целлюлозы. Их основой также служит природный полимер, целлюлоза. Они занимают особую роль в истории полимеров, поскольку их изобретение было началом всплеска в изобретении синтетических полимеров, который продолжается и в наши дни.

Производные целлюозы являются формами  целлюлозы, полимера, встречающегося в  дереве, хлопке и  бумаге, которые были химически изменены. Ученые впервые стали  делать их во второй половине девятнадцатого века, задолго до того, как они на самом деле узнали, что такое полимеры.

Самый первый из них появился, когда ученый подействовал на целлюлозу в форме хлопка азотной кислотой. В результате была получена нитроцеллюлоза.

Весьма  часто, как только изобретено нечто  новое, первым делом  мы пытаемся сообразить, каким же образом  можно применить  это новое изобретение, чтобы убивать  людей. Так было и в случае с нитроцеллюлозой. Нитрат целлюлозы, который также называли пушечным хлопком, оказался мощным взрывчатым веществом. Вскоре нитроцеллюлоза заменила обычный порох в качестве взрывчатого заряда в боеприпасах для пушек и ружей. И нитроцеллюлоза работала так хорошо, что она была способна убить десять миллионов людей за четыре коротких года.

Дабы  быть честным по отношению  к нитроцеллюлозе, надо сказать, что  она была использована также и в мирных целях. Видите ли, даже тогда люди были обеспокоены тем, что стада слонов в Африке исчезали слишком быстро, и необходимо было найти замену слоновой кости для изготовления бильярдных шаров. Нитроцеллюлоза является также термопластиком, поэтому она была вскоре использована для изготовления шаров для бильярдных залов во всем мире. Единственной проблемой было то, что изредка некоторые шары взрывались во время игры.

Нитроцеллюлоза  была также использована для изготовления первого композиционного материала, содержащего полимер, а именно, армированного стекла. Это был бутерброд, сделанный из листа нитроцеллюлозы между двумя слоями стекла. Этот лист из нитроцеллюлозы не давал стеклу распадаться, когда оно было разбито. Это было важным открытием для изготовления ветровых стекол автомобилей. Конечно же стекло разбивалось, осколки оставались держаться на листе из нитроцеллюлозы, вместо того, чтобы лететь в лицо пассажирам автомобиля при аварии.

Если  при взаимодействии целлюлозы с азотной  кислотой получается нитроцеллюлоза, то я полагаю, что  не надо слишком много  воображения, чтобы  понять, что происходит, если вы подействуете на целлюлозу уксусной кислотой. Да, ребята, мы получаем ацетат целлюлозы. Он используется в качестве волокна. Это волокно используется для изготовления мантий для выпускного вечера. А в качестве термопластика он также используется для изготовления фотопленки. Когда-то и нитроцеллюлоза также использовалась для изготовления кинопленки, но сочетание легко воспламеняющейся нитроцеллюлозы и горячих ламп в проекторе было причиной слишком большого количества пожаров в кинотеатрах. Слышали ли вы когда-нибудь, как пропадают старые фильмы, поскольку они сняты на "горючую нитратную пленку"? Эти фильмы сняты на кинопленку, сделанную из нитроцеллюлозы. Ацетат целлюлозы был просто спасением, поскольку он сберег кинотеатры от пожаров и позволил старым фильмам дольше появляться на экранах. Конечно, нам хотелось, чтобы некоторые фильмы пропадали побыстрее. Но, увы, новые кинопленки из полиэфира приходят на замену старому доброму целлюлоиду.

И конечно, если это  еще не было достаточно сильным ударом для  нитроцеллюлозы, ацетат целлюлозы заменил  ее и при изготовлении армированного стекла.

Давайте проясним кое-что  с самого начала. Название "вискоза" было использовано для  обозначения большого количества различных  полимеров, но когда  мы сегодня ведем  разговор о вискозе, то обычно речь идет о ксантогенате целлюлозы. Он используется в качестве волокна, для изготовления одежды из искусственного шелка, который вам, наверное, знаком, на примере гавайских рубашек. Изначально в качестве искуственного шелка использовалась наша старая знакомая - нитроцеллюлоза, но она была слишком легко воспламеняемой, поэтому вскоре ее заменили на ацетат целлюлозы и ксантогенат целлюлозы.

Вы, должно быть, задаете  себе вопрос, зачем  делать волокна из модифицированной целлюлозы, если она и без  того образует замечательные  волокна? Видите ли, волокна целлюлозы имеют ворсистую текстуру. В принципе, в этом нет ничего плохого. Но с другой стороны, волокна шелка гладкие, что дает шелковым тканям такой характерный блестящий вид. Поэтому, когда было обнаружено, что волокна нитроцеллюлозы тоже гладкие и они могут быть использованы для изготовления ткани с блеском, как у шелка, то производные целлюлозы было решено использовать в качестве дешевой замены дорогому шелку.

1835 г. — В результате опытов с хлористым винилом химик Реньо впервые синтезировал поливинилхлорид, о чем сам Реньо не догадывался. Лишь много лет спустя, повторяя его опыты, ученые установили, что смолистые остатки, которые Реньо не стал исследовать, и есть загрязненный продуктами разложения поливинилхлорид.

1839 г. — Работая со стиролом, химик Симон обнаружил в колбах и ретортах какой-то нерастворимый порошок. Однако не придал этому значения. Впоследствие оказалось, что упомянутое в публикациях Симона вещество есть не что иное, как полистирол.

1843 г. — Из природного каучука (белый сок дерева гевеи) получена первая в мире твердая пластическая масса — эбонит. Эта пластмасса представляет собой резину, содержащую около 30% серы.

1856 г. — Англичанин Паркес получил новое вещество целлулоид.

1859 г. — Великий русский химик А. М. Бутлеров — создатель теории химического строения органических веществ — открыл формальдегид.

1870 г. — Начал действовав Кусковский химический завод (ныне в черте Москвы). Этот завод был построен вначале для получения керосина. На нем работали великие русские химики Д. И. Менделеев (1834—1907) и Н. Д. Зелинский (1861— 1953). Здесь впервые в стране было организовано производство блочного полистирола. Завод является экспериментальной базой развития полистирольных пластиков. В настоящее время ордена “Знак Почета” Кусковский химический завод влился в состав нового научно-производственного объединения “Норпласт”.

1872 г. — Американцы братья Джон и Исаак Хайатт, добавив к нитроцеллюлозе камфору, получили пластмассу, которую, как и Паркес, назвали целлулоид.

1872 г. — Немецкий химик Байер впервые получил фенолформальдегидную смолу.

1897 г. — Был открыт галалит — пластмасса на основе измененного белка— казеина, полученного из молока. Слово “галалит” в переводе с греческого языка означает “молочный камень”. Галалит и сейчас применяется для изготовления галантерейных изделий.

1907 г. — Гендрихом Бакеландом была создана фенолформальдегидная пластмасса — бакелит.

1912 г. — Русским химиком И. И. Остромысленским из хлорвинила был получен поливинилхлорид.

1912 г. — Русскому инженеру Г. С. Петрову удалось создать прочную фенолформальдегидную пластмассу — карболит. Ближайшим предшественником карболита явился таралит (названный по имени его авторов Тарасова и Лисева).

1914 г. — В деревне Дубровка, что под г. Орехово-Зуево (Моск. обл.), в старом заброшенном корпусе шелкоткацкой фабрики братьев Брашниных началось кустарное изготовление первой отечественной синтетической пластической массы — карболита. В 1919 г. завод был национализирован. Ныне завод преобразован в ПО “Карболит” ВПО “Союзпластпереработка”.

1920 г. — Слесарь М. В. Осипов и токарь А. Н. Поляков — работники завода “Карболит” — по поручению коллектива изготовили чернильный прибор из темно-коричневого литого карболита, который был подарен В. И. Ленину. Этот подарок и сейчас находится в рабочем кабинете Музея В. И. Ленина в Кремле.

1939 г. — Создан Карачаровский завод пластмасс (Москва). Ныне завод вошел в состав нового научно-производственного объединения “Полимербыт”. Во главе объединения стоит специальное конструкторско-технологическое бюро по товарам культурно-бытового, хозяйственного назначения и галантереи из пластмасс.

1949 г. — В Советском Союзе началось производство фторопласта-4. Из него делают трубы для транспортировки особо агрессивных жидкостей, изоляцию для подводных кораблей, прокладки, сальники, манжеты, вентили и т. д.

1957 г. — На выставке прикладного искусства в Париже демонстрировался дом, целиком построенный из пластмасс по проекту парижского архитектора Лионеля. Дом имел полезную площадь 90 м² и весил 7,5 т.

1958 г. — 7 мая Пленум ЦК КПСС принял постановление “ Об ускоренном развитии химической промышленности и особенно производства синтетических материалов и изделий из них для удовлетворения потребностей населения и нужд народного хозяйства”.

1972 г. — Конференция ООН в Стокгольме приняла Декларацию по охране окружающей среды и объявила 5 июня Международным днем охраны окружающей среды.

1978 г. Май. — Утверждено почетное звание “Заслуженный химик РСФСР”, которое присваивается труженикам отрасли за ударную работу.

Ежегодно последнее  воскресенье в мае страна торжественно отмечает День химика.