31.03.2011 21:24

История мировой революции… полимерной

Научные открытия всегда приносят пользу. Даже самые незначительные из них, как правило являются кирпичиками в общем здании науки, или очередной ступенью лестницы, по которой человечество поднимается… Ну, куда оно поднимается, это человечество, никто точно не знает. Может, не поднимается, а опускается… Сейчас не об этом.

Есть научные открытия, которые за достаточно короткий срок существенно изменяют мир, в котором мы живем. Не всегда в лучшую сторону, хотя однозначных суждений сделать нельзя. Возьмем, к примеру, атомную бомбу – зло в чистом виде, но ведь атомную энергию можно использовать и в мирных целях.

Конец 19-го, начало 20-го века – начало научной революции, которая продолжается до сих пор. В это время были совершены многие значительные открытия, без которых мир сегодня был бы совсем другим. Одним из таких открытий стало изобретение искусственных полимеров, которое изменило мир.

Паркс изобретает первый искусственный полимер


Первый, можно сказать, рукодельный полимер был представлен Александром Парксом в 1862 году на Большой Международной Выставке в Лондоне. Это вещество, которое публика окрестила паркезином, было органическим материалом,полученным из целлюлозы, которая, приняв при нагревании определенную форму, сохраняла ее в остывшем состоянии. Паркс утверждал, что новый материал мог выполнять все функции каучука, но изделия из него будут обходиться дешевле. Паркезин мог также быть прозрачным, и ему можно было придать практически любую форму. Но очарование быстро спало, когда инвесторы выяснили, что сырьевые материалы слишком дороги, и производство товаров из паркезина становится просто «золотым».


Дебют целлулоида


Во второй половине 19-го века бильярд обрел не шуточную популярность в мире. Но шары, которыми в него играли, делались из слоновой кости и были непомерно дорогими. Кроме того ради этих шаров приходилось убивать сотни слонов, даже не подозревавших о том, как это классно – одним ударом забить девятый в центральную лузу, а тринадцатый в угловую!

Однако вскоре у слонов появился повод поставить памятник Америке. Или по крайней мере одному американцу – Джону Уесли Хайтту, который в 1866 году избавил охотников от одной из причин убивать слонов (впрочем, осталось много других). Он изобрел целлулоид. Из него стали делать бильярдные шары. (Жаль, слонам об этом никто не поведал…). Правда, оказалось, что целлулоид отличается повышенной горючестью, а его основу составляют нитраты целлюлозы, используемые для получения взрывчатых веществ. Особо горячие парни так лупили по шарам, что они вместо попадания в лузу просто взрывались…

Решением этой проблемы стало добавление пластификатора камфоры. Созданный материал и получил официальное название «целлулоид». Была зарегистрирована надлежащая торговая марка (CelluloidTM). Это и был первый термопластик – вещество, которому придавали форму под температурой и давлением, и эта форма сохранялась, когда вещество остывало. Из этого самого CelluloidTM стали делать первую фото- и кинопленку.


История бакелита


Но это была органика. А первым синтетическим пластиком стал бакелит – материал на основе фенольных смол, разработанный в 1907 году американским химиком Лео Байклендом. Байкленд придумал аппарат, который он называл «бэйкелайзер». С его помощью он мог менять температуру и давление, контролируя химическую реакцию, что обеспечило возможность создание экономичного метода производства прессованных изделий. Таким образом, он создал особую смолу, которая, пропитывая волокнистый наполнитель, быстро твердела и принимала форму емкости, в которой находилась. Бакелит не горел, не кипел, не плавился и не растворялся ни в какой кислоте или растворителе. Это и сделало его самым лучшим из всех «пластиков», придуманных до этого. Ведь сделанные из целлулоида изделия могли быть переплавлены сколько угодно раз. Бакелит стал первым в мире термореактивным пластиком, который сохранял форму при любых обстоятельствах. Кроме того, бакелит обладал хорошими электроизоляционными свойствами, был химически стабильным, жаростойким, его форма и цвет не изменялись под влиянием солнечных лучей, морской соли и т.д. Его универсальность и уникальные качества привели к тому, что его стали широко использовать. Особенно им заинтересовались военные. Ко времени Второй Мировой Войны, бакелит использовался практически во всех видах вооружений.


Вискоза и целлофан


Вискоза (искусственный шелк) – еще один модифицированный вид целлюлозы – была изобретена в 1891 году французом с труднопроизносимым именем Луи Мари Илэр Берниго. Он искал способы производства искусственного шелка. Наблюдая за шелковичными червями, он понял суть процесса - черви производят некую жидкость, которая затвердевает на воздухе и превращается в шелк. Он решил найти искусственный заменитель этой жидкости. Однако его изобретение было слишком легко воспламеняющимся. Эта проблема была позже решена Чарльзом Тофэмом. Так появилась вискоза.

Целлофан был открыт доктором Жаком Эдвином Бранденбергером, швейцарским текстильным инженером в 1900 году. Однажды Бранденбергер прохлаждался в ресторане и увидел следующую картину: один из посетителей пролил вино на скатерть, официант, как полагается, моментально заменил скатерть на чистую, а испачканную выбросил. Бранденбергер хлебнул винца и решил изобрести такую пленку, которая предохраняла бы ткань, и могла бы переживать подобные инциденты, т.е. легко очищалась бы с помощью салфетки. Он экспериментировал с разными материалами целых 13 лет и в конце концов добавил в ткань вискозу. Он сконструировал машину, производившую листы вискозы, которые были названы целлофаном. После некоторых доработок целлофан стал первой в мире устойчивой к воде гибкой упаковкой.


Открытие найлона


20-ые годы 20-го века были эпохой «пластиковой горячки», которая распространилась по всему миру. Один из лидеров пластиковой промышленности, компания DuPont, стала кузницей различных инноваций, касавшихся пластика. Именно в лаборатории этой компании был разработан найлон. Уолэс Карозерс, молодой химик из Гарварда, воспользовался теорией немецкого ученого Штаудингера о структуре полимеров. Карозерс был первым, кто понял, что заменяя элементы в химической цепочке, можно создавать вещества с разными свойствами. В 40-х годах появились такие материалы, как найлон, полиэтилен и др., которые смогли заменить природные материалы во многих сферах жизни.


Поливинилхлорид и тефлон


Еще одним важным изобретением тех времен был поливинилхлорид, известный как ПВХ, или винил (западное название). Это открытие принадлежит Уолдо Симону, который наткнулся на новый материал, пытаясь склеить резину и металл. ПВХ оказался недорогим, негорючим, и простым в изготовлении.

В 1938 году химики из компании DuPont изобрели тефлон, который сегодня стал неотъемлемым атрибутом любой кухни. Химик Рой Планкетт открыл тефлон совершенно случайно – для каких-то целей ему нужно было закачать охлажденный газ в некую емкость. Нерадивый ассистент забыл эту емкость на холодном складе, где она пролежала всю ночь. Закачанный в нее газ превратился в твердый белый порошок (нет, не в кокаин). Это и был тефлон. Уникальность тефлона заключается в том, что он непроницаем для любых видов кислот и устойчив к любым температурам (как низким так и высоким). А главным его качеством, обеспечившим ему популярность в производстве кухонной посуды (сковородок и кастрюль) является его скользкость – говоря проще, когда Вы жарите мясо, оно к тефлону не прилипает ни при какой температуре.


Полиэтилен


В 1933 году британские химики Фассет и Гибсон, экспериментируя с различными химикатами под высоким давлением случайно натолкнулись на материал, роль которого в современном мире трудно переоценить. Это был полиэтилен. Полиэтилен получил широкое распространение во время Второй Мировой Войны, сначала как покрытие подводных кабелей, потом для радарной изоляции. Именно эксплуатационные качества полиэтилена позволили размещать радары (существенно уменьшив их вес) на самолетах. Это был сильный ход, который помог британской авиации получить преимущество перед продвинутой немецкой техникой.

После войны полиэтилен начал широко использоваться в потребительской сфере, рост его популярности был беспрецедентным. Именно полиэтилен стал первым пластиком, который стал продаваться в США объемами более миллиона фунтов в год. На сегодня полиэтилен – самый распространенный в мире пластик.


В 50-е годы 20-го века полимеры превратились в одну из основных мировых индустрий, которая влияет на все сферы жизни человека. Полимеры позволили усовершенствовать производство «классических» видов продукции – упаковки, тканей и т.д. Но самое главное – из них стали производить новую продукцию, которой человечество ранее не знало: полимеры используются в производстве электроники, компьютеров, телевизоров, автомобилей и т.д. Пластиковые материалы получили широкое распространение в медицине – заменители крови, искусственные органы, протезы. Раннее эти вещи казались фантастикой.


По статистике с 1976 года пластик стал самым используемым в мире материалом. Без сомнения изобретение пластика является одним из важнейших достижений человечества в 20-ом веке.

Еще в этой категории: « Резиновая история
tomsk.ru

Анонсы событий