Новости Библиотека Учёные Ссылки Карта сайта О проекте


Пользовательский поиск





предыдущая главасодержаниеследующая глава

Увеличение производства синтетических материалов с заданными свойствами

Выдающийся русский химик А. М. Бутлеров, исследуя невидимый мир строения молекул, обосновал возможность создания новых материалов с заранее заданными свойствами. По выдвинутой им теории строения вещества, меняя соотношение и условия взаимодействия немногих исходных продуктов, можно получать сотни и тысячи полимерных веществ с разными свойствами.

До начала XX в. технический прогресс основывался преимущественно на использовании природных материалов. В последние 40 лет появилось множество новых материалов, состоящих из высокополимерных молекул. Молекулы полимеров состоят из огромного числа атомов, соединенных между собой в длинные цепи. Своеобразие высокомолекулярных соединений состоит в том, что они обладают свойствами газов (упругость), жидкостей (тепловое расширение, сжатие и текучесть) и твердых тел (сопротивление изменению формы). Процесс соединения малых молекул в большие - он называется процессом полимеризации - осуществляется либо при высоких давлениях и температурах, либо благодаря применению химических посредников - катализаторов.

Природные органические материалы - растительные волокна, натуральный каучук, кожа, древесина, хлопок, шерсть, шелк и т. п. - тоже полимеры, но их ассортимент ограничен. В природе нет, например, прозрачного каучука, шерсти, которая не боится огня, и многих других материалов, нужных современной технике: прочных, как сталь, и прозрачных, как стекло, обрабатывающихся так же легко, как дерево, не горящих в огне и не ржавеющих на воздухе.

Химия открыла неисчерпаемые возможности для синтеза полимерных молекул и создания из них веществ с заданными свойствами. Появились самые разнообразные синтетические волокна, каучуки, пластмассы, искусственные меха и т. д. Темпы развития и объемы производства полимерных материалов и изделий в наше время служат одним из важных показателей научно-технического прогресса страны. До 1939 г. мировое производство синтетических полимеров исчислялось десятками тысяч тонн. В настоящее время мировой объем ежегодного производства полимерных материалов достиг около 60 млн. т. Таких темпов развития не знала ни одна отрасль промышленности.

Среди синтетических полимерных веществ можно выделить несколько больших семейств. Это связано с тем, что молекулярные цепи в полимерах обладают разной подвижностью. В тех случаях, когда цепи атомов легко вытягиваются и способны перемещаться относительно друг друга, речь идет о синтетических каучуках. Их упругие свойства зависят от сокращения и удлинения молекулярных цепей. Каучуком называют все полимеры, сохраняющие упругие свойства в пределах широкого интервала температур (до 150° и выше). При очень низких температурах каучуки замерзают. Правда, не так давно созданы морозостойкие сорта каучуков.

Пластмассы - это полимеры, размягчающиеся только при высоких температурах. В широком интервале температур они являются твердыми телами с большой прочностью и относительно малой, но достаточной упругостью. Большую группу пластмасс составляют синтетические волокна. К ним относятся полимеры с высокой температурой размягчения (не ниже 180-200°) и способностью при высоких температурах вытягиваться в прочные ориентированные нити.

Наконец, полимерами являются лаки и краски. Для них характерны особые качества - не только упругость, но и способность прочно соединяться с металлом, деревом, стеклом, большая стойкость к истиранию, температурным, атмосферным и механическим воздействиям.

Наука и производство сталкиваются с громадным разнообразием полимеров. Большое значение для них имеют не только органические, но и неорганические полимеры, обладающие рядом преимуществ перед первыми - термической стойкостью, электроизоляционными свойствами, устойчивостью против многих химических воздействий и др. Так, стекловолокно и стеклопластики, пеностекло, стеклокерамика, пористые силикаты, синтетические слюды, асбест и подобные им материалы широко используются в строительстве, машиностроении, авиации. Многие неорганические полимеры, а также композиции неорганических полимеров с органическими будут применяться для улучшения структуры почвы, при производстве новых видов удобрений и для других целей,

Синтетический каучук, пластмассы, химические волокна

В Государственном музее Революции хранится образец первого в мире синтетического каучука, изобретенного в СССР и полученного в 1930 г. на опытной заводской установке из этилового спирта по методу академика С. В. Лебедева. Ныне в нашей стране вырабатываются десятки сортов искусственных каучуков самых разных свойств.

Еще недавно многие смотрели на искусственный каучук как на заменитель натурального. Теперь он приобрел совершенно самэстоятельное значение. Некоторые синтетические каучуки по ряду свойств превосходят натуральный или обладают такими свойствами, которые вовсе не присущи натуральному. Так, резины из естественного каучука набухают в бензине и маслах, не могут работать при температурах выше 120°, а резины из синтетических каучуков бензомаслоустойчивы, некоторые из них работают при нагреве до 300°. Советские химики изобрели синтетические каучуки, стойкие к истиранию. Шины некоторых из них в 3-4 раза долговечнее обычных. Из синтетических каучуков пытаются создать эластичные материалы, пригодные для работы в широких интервалах температур.

В "Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-1980 годы" подчеркивается необходимость расширить производство и улучшить качество резинотехнических изделий, а также расширить исследования в области синтеза химических соединений для получения веществ и материалов с новыми свойствами.

Одна из важных проблем современной химии - создание синтетических латексов. Над ее решением успешно работают сотрудники Всесоюзного научно-исследовательского института синтетического каучука имени академика С. В. Лебедева в Ленинграде. Синтетический латекс - это микроскопически малые частицы синтетического каучука, находящиеся в воде во взвешенном состоянии. Из этого материала путем его вспенивания воздухом и последующей вулканизации получают губчатую резину, которая находит широкое применение в автомобильной промышленности и в других отраслях народного хозяйства. Она легка, эластична, прочна, обладает незначительной пористостью. Получены и латексные краски. Такие краски быстро сохнут и устойчивы к сырости. Производство их весьма выгодно. Оно совершенно не требует растительных масел, которых при изготовлении масляных красок затрачивается более 130 кг на тонну.

Большое значение латексы приобретают в связи с развитием производства искусственной кожи. Они незаменимы как пропиточные материалы во многих производствах. Синтетические латексы в больших масштабах станут применяться в электротехнической, бумажной, строительной и других отраслях промышленности.

Первую пластмассу - целлулоид - изобрели в 1869 г. в США, смешивая нитроклетчатку с камфарой. В самое короткое время целлулоидные изделия получили всеобщее признание. В начале XX в. появилась очень прочная пластическая масса бакелит из органических веществ фенола и формальдегида.

Отечественное производство пластмасс родилось на орехово-зуевском заводе "Карболит". Незадолго до Октябрьской революции в Орехово-Зуеве в лаборатории небольшого химического производства трудился химик Г. С. Петров. Его поиски завершились крупным открытием, на основе которого в 1912 г. в России впервые была получена смесь нефтяных сульфокислот, названная контактом Петрова. Применив свой контакт при конденсации фенолов и альдегидов, исследователь получил высокомолекулярные вещества - синтетические смолы. Об открытии стало известно далеко за пределами России. Им воспользовались в европейских странах и в США.

Полученный изобретателем продукт переработки каменного угля получил название "карболит". В Орехово-Зуеве возник завод с таким же названием. До революции это была скорее небольшая мастерская, в которой трудилось несколько десятков рабочих. Они кустарным способом изготовляли самые простые пластмассовые изделия. В годы Советской власти "Карболит" стал большим, оснащенным мощной техникой заводом.

Г. С. Петров был одним из первых организаторов и создателей промышленности пластмасс в СССР. Им получено 200 авторских свидетельств на изобретения, его перу принадлежит 13 книг. Много лет он был профессором Московского химико-технологического института имени Д. И. Менделеева и возглавлял научные исследования Института пластмасс.

Большинство современных пластмасс представляет собой смесь нескольких веществ, которые можно разделить на три основные группы: связующие вещества, наполнители и пластификаторы.

Связующие вещества - основа пластмассы. Такими веществами являются природные и главным образом искусственные смолы - высокомолекулярные органические полимеры, которые при нагревании размягчаются и переходят в пластическое состояние. Наполнители заполняют пространство между частицами связующего вещества, усиливают их взаимную связь и тем создают прочность пластической массы. Кроме того, они позволяют сократить расход связующих материалов и удешевить пластмассу. В качестве наполнителей применяют древесную муку, бумагу, ткань, асбест, стекловолокно и т. д. Пластификаторы увеличивают степень пластичности пластмасс при нагревании, что улучшает процесс изготовления изделий нужной формы. Кроме того, пластификаторы обеспечивают эластичность готовых изделий.

Изделия из пластмасс отличаются прочностью, легкостью и дешевизной. Известно, что сталь, например, тяжелее воды почти в 8 раз, а пластмассы - лишь в 1,5-2 раза. Часто они бывают крепче стали, меди и т. д. Так, текстолит примерно в 6 раз легче меди, а по прочности не уступает чугуну. Текстолитовые вкладыши отлично работают в прокатных станах, гидротурбинах, подъемных кранах и других машинах и механизмах. Текстолитовые вкладыши для прокатных станов в 5-10 раз дешевле бронзовых, а служат в 3 раза дольше.

Пластмассы легко обрабатываются, их можно обтачивать и резать, сверлить и клеить, полировать, шлифовать, прокатывать и пропускать сквозь мельчайшие отверстия. Производство деталей из пластмассы значительно проще и дешевле, чем из любого другого материала.

Среди пластических масс большой известностью пользуются пенопласты. Это непроницаемые для воды и газов тепло- и звукоизоляционные материалы. Благодаря своей пористости они отличаются исключительной легкостью. При равных объемах пенопласты почти в 800 раз легче стали, в 100 раз легче воды и в 25 раз легче пробки. Лодку из пенопласта может нести даже ребенок. Заполненная до краев водой, она не тонет.

Есть пенопласты, устойчивые к действию растворителей и не способные гореть. Они обладают высокими тепло-, звуко- и электроизоляционными свойствами, не подвержены гниению и практически беспредельно долговечны. Почти все они хорошо обрабатываются обычным столярным инструментом, отлично склеиваются с металлами, фанерой, древесиной, стеклом и другими материалами. Сейчас изделия из пенопластов широко применяются в промышленном рыболовстве, в производстве спасательных и тренировочных средств, протезов, термо- и звукоизоляционных материалов, тары, легкой мебели и т. д.

Не так давно Всесоюзным научно-исследовательским институтом синтетических смол создан пенопласт изолан-1. Он не пропускает электричества, легко поглощает звук, не горит. Срок его эксплуатации при температуре 150° - около 20 лет.

Широко известна пластмасса плексиглас. Часто ее называют небьющимся стеклом. Она прозрачна, как стекло, и в то же время очень прочна. Из плексигласа делают стекла для кабины пилота, иллюминаторы корабельных кают, линзы для фотоаппаратов, микроскопов и биноклей. Их производят способами отливки и прессования.

Большим достижением является создание армированных пластмасс, т. е. усиленных стеклотканью или стеклянными волокнами, - так называемых стеклопластиков. Стеклопластики более чем в 1,5 раза легче дюралюминия, в 4,5 раза легче стали и по прочности не уступают цветным металлам и сплавам. В отличие от металлов, они не подвергаются коррозии, устойчивы к воздействию агрессивных сред, обладают высокими электроизоляционными свойствами. Из стекловолокна, пропитанного полиэфирными смолами, делают кузова легковых автомобилей, корпуса катеров и моторных ботов, кабины тракторов, грузовых автомашин и экскаваторов, цистерны и другие крупногабаритные изделия.

Ежегодно почти треть мировой выплавки металла съедает коррозия. От ржавчины не спасают никель и хром, смазки, лаки и краски. И все же у ржавчины нашелся сильный противник. Это металлопласт - материал, сочетающий свойства стали с коррозионной стойкостью пластмассы. Металл, покрытый пленкой металлопласта, практически вечен, ему не страшны растворы самых едких кислот. Пленка служит надежным изолятором, "выдерживая напряжение в тысячи вольт.

Магнитодиэлектрики, или магнитные пластмассы, получают прессованием железного порошка и связующих смол (полистирол, эпоксидная смола и т. п.). Магнитодиэлектрики используются в массовых электротехнических устройствах и электрических машинах.

Директор Института элементоорганических соединений АН СССР, академик Н. А. Несмеянов отмечал:

"Главным результатом деятельности нашего коллектива можно считать утверждение элементоорганической химии как самостоятельной области науки, пограничной между органической и неорганической химией. Будучи первым в мире научным учреждением такого профиля, институт, по существу, заново разработал целые разделы этой науки - химию органических производных переходных металлов, крупные разделы химии фосфора, бора, кремния, фтора, хлора и других элементов. Работы института приобрели мировую известность. Они представляют практический интерес для создания принципиально новых химических процессов и веществ с ценными свойствами".

Ленинской премией 1972 г. отмечены выдающиеся работы академика И. Л. Кнунянца по химии фтора, одного из интереснейших элементов таблицы Менделеева.

Все отрасли техники настойчиво требуют материалов, обладающих повышенной теплостойкостью и сохраняющих свои эксплуатационные качества при высоких температурах. Исследователи пробуют получать полимеры, отвечающие этим требованиям, в частности изменяя химический состав полимерной молекулы, вводя в нее группы, придающие изделию свойства повышенной термической устойчивости.

Очень важными с этой точки зрения оказались так называемые элементоорганические соединения, цепочки молекул которых содержат атомы разных элементов. Особенно большое значение для техники высоких температур приобрели органические соединения кремния, фтора и некоторых других элементов.

Еще в 30-е гг. советский ученый К. А. Андрианов разработал способ получения первых искусственных кремнийорганических смол, положив начало их промышленному производству. Жидкие кремнийорганические вещества не замерзают даже при -60-70°. На основе кремнийорганики создано семейство лаков и эмалей, которые применяются для защиты металлов и сплавов от коррозии. Эмаль, в которую кроме кремний-органической смолы входят металлические красители, выдерживает температуру до 550°. Кремнийорганические лаки устойчивы при 1700-1800°, когда плавится даже сталь. Тонкие Кремнийорганические пленки годами способны охранять от атмосферной влаги самые разные материалы.

В "Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-1980 годы" говорится: "Предусмотреть рост выпуска синтетических смол и пластических масс в 1,9-2,1 раза, повысить качество и срок службы пластмасс. Увеличить производство новых видов полимерных материалов, прежде всего конструкционного назначения" (Материалы XXV съезда КПСС, с. 182). Решению этой важнейшей задачи способствует научно-техническое сотрудничество с социалистическими странами. Так, за последние годы совместно со специалистами из ГДР создана установка "Полимир", удостоенная Государственной премии 1976 г. В связи с этим министр химической промышленности Л. А. Костандов отмечал:

"В результате напряженного труда рабочих, ученых и инженеров многих отраслей народного хозяйства СССР и ГДР в рекордно короткий срок (4 года) была спроектирована, построена и введена в действие на Полоцком химическом комбинате первая установка "Полимир-50" по производству полиэтилена высокого давления мощностью 50 тыс. т в год. Запланировано строительство подобных установок в Томске, Ангарске, Сумгаите и в городах ряда стран СЭВ. Новая установка советских и немецких специалистов была по достоинству оценена за рубежом. Лицензия на "Полимир-50" закуплена фирмой "Зальцгиттер" (ФРГ)".

Группа изобретателей под руководством доктора технических наук, профессора Новочеркасского политехнического института А. А. Кутькова создала материал, широко известный под названием "маслянит". По физико-механическим данным маслянит приближается к металлам, а антифрикционность роднит его с полимерами. В то же время маслянит и не металл и не пластмасса, а композиция металлов и высокополимеров.

Маслянит прежде всего самосмазывающийся материал - смазка органически входит в его состав. Он обладает очень высокой износостойкостью, значительно большей, чем у бронзы или баббита, и совершенно не боится коррозии. Маслянит применяется в химической промышленности в машино-, авто- и судостроении, гидротехнике, энергетике. Из него изготовляют вкладыши подшипников, зубчатые шестерни, детали, работающие в агрессивных средах, подшипники для погружных электронасосов и т. п.

Маслянит-Д открыл невиданные возможности перед гидростроителями. Так, скользящие направляющие гидрозатворов до сих пор изготовлялись из лигнофоля либо текстолита. Коэффициент трения текстолита - 0,25. У маслянита-Д он составляет всего 0,07, т. е. в 3 раза меньше. Это значит, что на подъем затвора теперь расходуется в 3 раза меньше электроэнергии. Ремонт затвора с маслянитовыми скользящими направляющими отодвигается на долгие годы. Проекты высоконапорных гидрозатворов из маслянита разработаны для Усть-Илимской, Зейской, Саяно-Шушенской, Андижанской ГЭС и др.

Ожидается эффективное применение маслянита в вакууме. Дело в том, что в вакууме металлы не могут быть в паре (бронза - сталь и т. д.) - смазка моментально испаряется, и металлы свариваются. Если один из металлов заменить самосмазывающимся материалом, например сделать шестерню из полимера, а зубчатое колесо из металла, вакуум уже не страшен.

Современные пластмассы, в частности полиамиды, широко применяются в производстве деталей автомобилей. Это дает возможность не только снизить стоимость последних, но и уменьшить их вес примерно на 20-30%. В ближайшем будущем применением пластмасс в автомобилестроении предполагается экономить примерно 15 млн. руб. в год.

Уже изобретены и все шире будут применяться полимерные вещества, обладающие специальными свойствами, в том числе полупроводниковыми. Изготовленные в виде пленок, тканей, деталей, они помогут решить многие Задачи радиоэлектроники, приборостроения, освоения космического пространства.

В строительстве и в мебельной промышленности используется большое количество дерева. В будущем предполагается применять его в химически обработанном виде. Древесина, пропитанная синтетическими смолами, становится негорючей, противостоит гниению. Для получения высококачественных древесных пластиков будут все шире пользоваться древесными отходами - стружкой, опилками.

Всесоюзный научно-исследовательский институт новых строительных материалов- головной научный центр промышленности полимерных стройматериалов - в содружестве с московскими предприятиями создал ряд новых строительных полимерных материалов и бытовых изделий. Директор этого института, кандидат химических наук А. Ф. Полуянов рассказывает:

"Разработки наших ученых широко внедряются на заводах и комбинатах страны, и в частности на московских предприятиях. Так, например, на мытищинском комбинате "Стройпластмасс" внедрена технология производства рулонных ковров разных цветов и рисунков, пленочных обоев - долговечных и легко моющихся. Специалисты ВНИИНСМа помогли комбинату в освоении производства теплозвукоизоляционного линолеума на войлочной подоснове и износостойкого поливинил-хлоридного линолеума, плиток для пола и бумажно-слоистого пластика - отличного водостойкого покрытия для стен и мебели.

На Дмитровском домостроительном комбинате налажен выпуск панелей междуэтажных перекрытий домов с упругими звукоизолирующими прокладками. С применением изделий из разработанного ВНИИНСМом перлитопластбетона, отличающегося высокими теплоизоляционными качествами, возведен ряд зданий, среди которых здание Всесоюзного института легких сплавов.

Полимерные материалы и изделия, выпускаемые предприятиями отрасли по разработкам ВНИИНСМа, находят применение на многих стройках Москвы. Только через строительные тресты и домостроительные комбинаты Главмосстроя на объектах столицы внедрено около ста наименований новых строительных пластмасс".

Полимеры органически вошли в сельскохозяйственное производство. Из полимерных пленок изготовляются временные склады, хранилища для зерна и овощей, парники. Полимеры будут применять для задержания влаги, защиты посевов от вредителей и холода. Они помогут улучшить структуру почв, сыграют важную роль в создании новых форм удобрений и химикатов, обеспечивающих комплексность действия и, регулирование времени пребывания препарата в почве.

Без полимеров немыслима и современная медицина. Они применяются в виде нитей, клеев, синтетических кровезаменителей, из них делают протезы. Некоторые типы полимерных соединений обладают физиологической активностью. Лекарственные препараты из них помогут борьбе со многими заболеваниями. Полимеры позволят регулировать время пребывания лекарства в организме.

Широкие перспективы открывают технике высокомолекулярные ионообменные смолы - иониты. Они обладают способностью извлекать из растворов ионы. Иониты получили широкое применение в тех технологических процессах, при которых требуется извлечь ценные редкие и радиоактивные элементы из сильноразбавленных растворов. Они используются и в тонкой водоочистке. Иониты позволяют решить проблему пресной воды на корабле. Вместо цистерны взятой в запас воды мореплаватели берут с собой колонку с порошком иони-та, напоминающим манную крупу. Морская вода, пропущенная через эту колонку, становится пресной.

Иониты обладают замечательным свойством концентрировать вокруг себя примеси, содержащиеся в жидкостях. Ионитами очищают предназначенную для консервации кровь, вылавливают из воды золото при обработке золотоносных руд, фильтруют воду. В пищевой промышленности должны получить широкое применение ионообменные смолы для извлечения ценных продуктов из отходов производства.

Важнейшее значение в наш век приобретает промышленность химических волокон. Прочнейшие канаты и тонкие чулки из продуктов переработки каменного угля, легчайшая ткань из нефтяных газов... Сравнительно недавно все это казалось фантазией. Сейчас производство синтетических волокон - одна из быстро развивающихся отраслей химической промышленности. Если история тканей из шерсти, хлопка, льна, джута и других природных материалов исчисляется тысячелетиями, то история вискозы, получаемой из целлюлозы, насчитывает всего полвека. И уж совсем молодая отрасль - производство синтетических волокон с заданными свойствами. Использование целлюлозы как исходного материала для получения химических волокон сначала привело к появлению нитратного метода для производства искусственного нитрошелка. Но первое химическое волокно было горючим. Вскоре были изобретены два новых метода получения химических волокон из природной целлюлозы - вискозный и ацетатный.

Вискозный метод в настоящее время является самым распространенным. Из вискозного волокна делают шелк, штапель и корд. При ацетатном методе природную целлюлозу обрабатывают с помощью уксусной кислоты и несколько иначе формируют волокно. При этом полученное волокно состоит уже не из чистой целлюлозы, а из ее прочного химического соединения с остатками уксусной кислоты. Ацетатный метод также оказался весьма эффективным. По этому методу получают волокно, из которого вырабатывается высококачественный ацетатный шелк, с успехом заменяющий натуральный в трикотажных и креповых тканях.

Своим широким развитием оба эти метода обязаны очень дешевому сырью в виде целлюлозы из еловой и лиственной древесины, сравнительной простоте технологического процесса и недорогим химическим веществам, идущим на производство волокон. Современная химия и физика не только овладели секретами природы создавать молекулы-гиганты, но и разработали методы синтеза таких полимеров, аналогов которых нет в природе. Из продуктов коксования каменного угля получают полимеры, названные полиамидами. Из них научились изготовлять волокна капрона, анида (нейлона) и др. Из полимеров, получаемых на основе нефтяных газов, делают волокна нитрона, хлорина и многие другие. Если в 4940 Г. в производственных опытных условиях изготовлялось всего три-четыре типа синтетических волокон, то ныне известны десятки различных их видов.

Наша страна располагает достаточной сырьевой базой для промышленности полимеров. Исходным сырьем для нее служат нефть и продукты ее переработки, газы, торф, горючие сланцы, продукты коксования и деревообработки и всевозможные растительные остатки. Мощные установки перерабатывают это сырье в полупродукты, из которых получают полимеры. Так, продукты для производства полиамидных волокон типа капрона и нейлона получают из фенола и бензола. Из тонны фенола получают волокна капрона в количестве, обеспечивающем выработку 25 тыс. пар капроновых чулок.

Синтетическое волокно лавсан в смеси с шерстью дает немнущиеся ткани. Лавсан очень устойчив к высоким температурам и различным химическим веществам, не проводит электрического тока. Лавсановая мононить "Жилка" с успехом заменяет дорогую бронзу в сетках для бумагоделательных машин, позволяет отказаться от натуральной щетины при изготовлении щеток для мельниц и элеваторов.

На ВДНХ, в павильоне "Химическая промышленность", в разделе "Химические волокна" привлекает внимание синтетическое волокно нитрон. Оно отличается многими ценными качествами, сближающими его с тонкой натуральной шерстью. Из нитрона изготовляют пушистые одеяла, искусственные цигейку и каракуль, шторы, спецодежду, теплоизоляционные материалы. Следует заметить, что нитрон в 6 раз дешевле натуральной шерсти.

В том же павильоне демонстрируется и другой новый вид синтетического волокна - полипропилен. Он применяется для изготовления ковров, которые по красоте не уступают коврам из натуральной шерсти, но значительно легче их. Пропиленовые канаты высоко оценили рыбаки. Такие канаты не набухают в воде и не гниют. В экспозиции павильона представлены и медицинские изделия из волокна летилан, в частности протезы кровеносных сосудов и пищевода.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте искусственного волокна создано синтетическое волокно энант, напоминающее капрон. Правда, технология его производства значительно проще. Энант используется как для технических целей, так и для производства текстильных изделий.

У Московские текстильщики производят ткани, пропитанные кремнийорганическим препаратом ГКЖ-94. Они отталкивают воду, но отлично пропускают воздух. Обработанное кремнийорганическим веществом сукно не промокает, даже если его держать под дождем около суток, тогда как необработанное сукно становится насквозь мокрым через 10 мин.

В СССР создано волокно легче воды. Ткань из него не тонет, а одежда помогает человеку держаться на воде. Интересны и синтетические ткани, растворяющиеся в воде. На таких тканях вышивают сложный кружевной рисунок, затем ткань опускают в горячую воду. Основа исчезает, остается кружево. Подобным способом получают облегченные шерстяные ткани. Нити растворимой ткани ткут вместе с шерстью. Материал погружают в воду. Получается очень легкая и пушистая ткань.

Доктор химических наук Е. П. Фокин (Институт органической химии Сибирского отделения АН СССР) в 1966 г. изобрел способ получения нового мономера, а затем синтезировал новый термостойкий полимер, на основе которого создана мягкая тонкая пожаробезопасная ткань "Аола". "Советская сторона передала американской стороне образец пожаробезопасной ткани "Аола", из которой предполагается пошив верхней одежды космонавтов,- писали в СССР из Хьюстона - центра подготовки американских астронавтов.- Американская сторона испытала этот материал: ткань затухает, если ее поджечь в среде чистого кислорода при давлении 320 мм рт. ст.... Обе стороны согласились, что материал может быть рекомендован для изготовления полетных костюмов космонавтов, которые будут "использованы в совместном полете по программе "Союз" - "Аполлон"..."

Министр химической промышленности СССР Л. А. Костандов говорит:

"Нам предстоит не только увеличить выпуск химических волокон, расширить их ассортимент, но и всерьез поработать над улучшением качества, добиться, чтобы наша продукция не уступала лучшим зарубежным образцам. Многое намечается сделать для повышения гигроскопичности волокон, чтобы они, подобно хлопку, впитывали влагу. Необходимо добиться, чтобы их окраска была прочной, яркой, всех цветов радуги".

Коллектив Всесоюзного научно-исследовательского института искусственного волокна занимается не только разработкой новых волокон, но и улучшением технологии производства волокон, уже освоенных промышленностью, Так, усовершенствование технологии получения нитрона, предложенное учеными, дает возможность получать с тех же. производственных площадей и с прежним числом рабочих в полтора раза больше синтетического волокна - превосходного заменителя шерсти и мехов.

Одно из магистральных направлений развития химической науки, открывающее путь к интенсификации производства, - синтез термостойких, жаропрочных и ограниченно горючих волокон.

"В материалах волокнистой структуры, - писал академик К. А. Андрианов, - скрытые дефекты встречаются гораздо реже. Известно, что прочность твердого тела зависит от прочности слабого места в его структуре. Например, стекло в блоке по сравнению со стекловолокном разрушается при нагрузке в десятки раз меньшей. По прочности некоторые марки кремнийорганических, борных, графитовых волокон не уступают стали. Эту особенность волокон и стараются использовать, создавая новые материалы".

С помощью синтеза материалы наделяют термостойкостью, эластичностью, химической инертностью, высокими электроизоляционными свойствами, прочностью. Так, из полиэпоксидных полимеров и борных волокон удалось получить новые слоистые пластики, обладающие исключительно высокими свойствами. Их удельная прочность более чем в 2 раза превышает удельную прочность металлов, применяемых в авиации. В отличие от металлов они не подвержены пластической деформации при разрушении. На основе полимеров и волокон с графито-подобной структурой созданы материалы, которые дадут возможность конструкторам снижать вес машин и агрегатов, а строителям - с меньшими затратами возводить здания.

В свое время лампочка с угольной нитью накаливания произвела сенсацию. Но скоро ее затмила лампочка с вольфрамовой нитью.

"Недаром говорят, что новое - это нередко хорошо забытое старое, - рассказывает заведующий лабораторией Ленинградского филиала Всесоюзного научно-исследовательского института искусственного волокна, кандидат технических наук Р. М. Левит. - Мы вернулись к угольной, или угленовой, нити, но, естественно, способ получения этой нити или, как мы теперь говорим, угленового волокна, в корне изменился. Сейчас углен - особый вид углеродного волокна, полученного из органических полимеров, - рождается в пламени печи.

Угленовое волокно оказалось носителем особых электрофизических свойств, благодаря чему перед ним открылись самые разнообразные возможности для применения. Всего несколько минут - и в помещении, где нет никаких обогревательных приборов, становится жарко. Стены такого помещения облицованы панелями, в состав которых входит электропроводная бумага из углена. Панели созданы специалистами ВНИИ искусственного волокна, и Завода слоистых пластиков. На Кольском полуострове построили несколько домиков для оленеводов с панелями- из пластика со слоем угленовой бумаги. Пройдет немного времени, и угленовые нагреватели придут на смену громоздким системам отопления, которые сложно эксплуатировать. "Горячие" панели могут сослужить хорошую службу при обогреве городских и сельских торговых киосков, строительных машин, автомобилей".

Нежнейшее волокно можно получить из базальта. Диаметр тончайшей шелковой нити 10-15 мк, а диаметр базальтовой нити 1-0,5 мк. Базальтовые волокна очень прочны. Пройдя соответствующую обработку, ба-зальтопластик становится в несколько раз прочнее стали. Его стойкость на разрыв 11 т/см2. Модуль его упругости выше, чем у стали. К тому же базальтовое волокно диэлектрик. Оно стойко к кислотным и другим агрессивным средам. Температурный интервал его применения широк - от -269° до 700-900°, в то время как граница применения стекловолокна 400-500°. Качества базальтового волокна заинтересовали и приборостроителей, радиотехников, создателей турбин. Базальтоволокнистые изделия прошли успешные, испытания в мартеновском цехе "Азовстали", в тоннельных и стекловаренных печах, на цементных заводах.

Изоляционные материалы из базальтового волокна-очень легки. Холст из базальта улавливает в воздухе 99,9% дыма и газов, базальтовый войлок заменяет мелиораторам громоздкие и. дорогие песчаные фильтры, базальтовая вата - отличный утеплитель животноводческих помещений: ее не разрушают аммиачные испарения. Базальтопластики очень похожи на обычную пластмассу, но гораздо прочнее ее, не стареют и в 1,5 раза легче алюминия.

Ученые работают над тем, чтобы устранить недостатки синтетических волокон, связанные с их свойством электризоваться. Существует так называемый трибоэлектрический ряд натуральных и искусственных материалов, основанный на их способности электризоваться при трении о человеческую кожу. В начале этого ряда стоят мех, шерсть, хлопок, шелк, которые при трении приобретают положительный заряд. Они оказывают положительное влияние на организм человека. Далее идет синтетика, которая, накапливая статическое электричество, может действовать на человека неблагоприятно. Химики ищут особые вещества - антистатики, которые способны снять или ослабить нежелательный электрический заряд. Многие искусственные ткани уже проходят на фабриках обработку антистатиками. Мастерские химчистки предлагают новый вид услуг - пропитку жидкостями, которые придают вещи водоотталкивающие свойства, немаркость и снимают заряд статического электричества.

На базе новейших достижений науки и техники будет расширен выпуск сырья для химических волокон - кап-ролактама, полипропилена, ацетатов целлюлозы и других полимеров.

Одно из основных направлений развития промышленности химических волокон и сырья для них - замена периодических процессов непрерывными, что будет способствовать максимальной автоматизации производства. Намечается внедрить непрерывный процесс производства капронового кордного и технического волокна с непосредственным формированием нити из расплава.

Широкое применение получают нетканые материалы. В десятой пятилетке предусматривается рост выпуска нетканых материалов в 3,4-3,5 раза.

Химизация народного хозяйства - это мощный рычаг повышения эффективности общественного производства. Продукция химии находит широкое применение в большинстве отраслей, заменяя дорогостоящее естественное сырье, помогая повышать качество изделий, увеличивать производительность труда.

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Кабинеты мебель из дерева на заказ ООО ВЕКО-Массив.




Rambler s Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2017
При копировании материалов активная ссылка обязательна:
http://nplit.ru 'NPLit.ru: Библиотека юного исследователя'