ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ

ВЕК ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС

В последние три десятилетия возникла новая область науки — химия высокомолекулярных со­единений, то-есть веществ, состоящих из огром­ных молекул. Эта область науки крепкими узами связана с практикой, с производством. С каждым годом всё большее и большее число изделий из высокомо­лекулярных веществ входит в промышленность и быт человека.

Ещё А. М. Бутлеров нашёл, что полученный им угле­водород изобутилен С4Н8 способен уплотняться. В настоя­щее время из этого углеводорода в больших коли­чествах готовят ценный эластичный материал. Это —

Такие огромные молекулы содержат от шести до восьми тысяч атомов углерода и 12—16 тысяч атомов водорода.

По своим свойствам оппанол похож на каучук. Однако он отличается большей стойкостью по отношению к озону, кислотам и другим веществам. Это объясняется тем, что оппанол по своему строению относится к классу парафи­нов, химическая стойкость которых нам уже известна. Оппанол употребляется для получения водонепроницае­мых тканей, а также добавляется в каучук с целью увеличения его стойкости по отношению к химическим веществам.

Недавно получен новый вид пластической массы — бе­лое роговидное вещество — политен. Политен обра­зуется при уплотнении этилена при давлении в 1000 атмо­сфер. Молекулы политена имеют следующий вид:

Политен обладает превосходными электроизоляцион­ными свойствами и применяется главным образом в элек - трокабельной промышленности.

TOC o "1-5" h z Н Н

Если в этилене >с=с< заменить все атомы водо - Н Н Р Р

Рода на атомы фтора, то получится вещество с=с/ •

Р Р

называемое тетрафторэтиленом.

Путём его уплотнения получен новый вид пластической массы — тефлон. Строение молекул этого вещества

Такое же, как и молекул политена. Разница заключается в том, что все водороды замещены на фтор. Тефлон имеет удивительные свойства. По своей химической стойкости он превосходит золото и платину. Он не разрушается ни щелочами, ни кислотами, на него не действует «царская водка» (смесь азотной и соляной кислот). Единственное вещество, которое разрушает тефлон,— металлический натрий, да и то при очень высокой температуре. Тефлон, без сомнения, найдёт разнообразное промышленное при­менение.

Большой интерес представляют пластические массы, получаемые из эфиров акриловой кислоты и некоторых родственных веществ. Все эти пластмассы более про­зрачны, чем стекло. Это — так называемое органи­ческое стекло или плексиглас. Органи­ческое стекло не бьётся и, будучи нагрето до 100°, легко формуется. Недостатки его заключаются в том, что оно горюче и может быть легко поцарапано.

Промышленное производство плексигласа началось два десятилетия назад. Сырьём для его производства в конеч­ном счёте служит либо пропилен, либо этилен. Химические процессы, приводящие к получению органического стекла, вначале были весьма сложны, и поэтому до 1940 года про­изводство плексигласа развивалось медленно. В 1940 году был открыт простой путь получения эфиров акриловой кислоты из отхода молочной промышленности — молоч­ной кислоты. Хотя такой способ относительно дорог, од­нако его преимуществом являются простота и доступность сырья.

В последнее время большое значение для техники при­обрели пластические массы, изготовляемые из хлори -

Н XI

Стого винила >С = Сс, газообразного ве -

Н/ н

Щества, получаемого из ацетилена.

Хлорвиниловые пластические массы легко окраши­ваются. В зависимости от способа приготовления, они име­ют различные свойства и применяются как заменители кожи и каучука, а также как материал для производства патефонных пластинок. Из хлорвиниловой пластмассы по­лучают, например, белые настольные клеёнки, чёрные пла­щи, розовые, голубые, зелёные дождевые накидки и т. п.

Если в хлористом виниле заменить хлор на остаток уксусной кислоты (СН3СОО), то получится так называе­мый вирилацетат. Пластмассы из этого вещества прозрачны и отличаются высокой прочностью. Они ши­роко применяются в качестве броневого стекла в авиа­ции, для смотровых щелей танков и т. п.

В настоящее время всё более расширяется промышлен-1 ное изготовление пластических масс из формалина и моче­вины — аминопластов. Их называют также м о - чевинно-формальдегидными смолами. Строе­ние молекул этих веществ отличается от молекул каучука, ©ппанола, политена и т. п.

Молекулы аминопластов по форме напоминают кар­кас строящегося здания. Такое строение лишает веще­ство эластичных свойств, но придаёт ему повышенную прочность.

Особенностью аминопластов является их бесцветность. Добавляя к ним красящие вещества, можно получать из­делия различного цвета. С такими изделиями вы, несо­мненно, знакомы. Это — посуда, бритвенные приборы, письменные приборы и т. д.

Одним из самых старых и самых распространённых видов пластических масс являются бакелиты. Они изготовляются из формальдегида и фенола (карболовой кислоты). Молекулы бакелитов по своему строению по­добны молекулам аминопластов. Бакелиты начали выра­батываться в России ещё в 1912 году.

Бакелиты нашли исключительно многостороннее при­менение. Части автомашин, самолётов, музыкальных ин­струментов, биллиардные шары, части медицинских ин­струментов, телефонные аппараты, дверные ручки, клеи, лаки изготовляются из фенолоформальдегидных пластиче­ских масс.

Наиболее крупным потребителем бакелитов является электротехническая промышленность.

Успешное развитие производства фенолоформальде­гидных пластических масс во многом обязано исследо­ваниям русских и советских химиков Г. С. Пет­рова, С. Н. Ушакова, А. А. Ваншейдта, Б. В. Максорова и других.

Очень ценным видом пластических масс являются глиптали (или глифтали). Своим названием они обязаны самому распространённому представителю этой группы (глипталь), получаемому из глицерина и фтале - вой кислоты.

Развитие производства глипталей шло очень медленно до тех пор, пока в 1918 году не был разработан дешёвый способ получения необходимого при этом производстве фталевого ангидрида — окисление нафталина кислородом воздуха.

Глиптали употребляются главным образом для изго­товления различных плёнок. Вяжущие и клеящие свой­ства глипталей делают их, кроме того, ценными замените­лями различных сортов клея и замазок.

Промышленность изготовляет пластическую массу и из молока. Это — галалит (или «молочный камень»). Сырьём для производства галалита служит казеин — основное белковое вещестзо молока. Казеин осаждают из молока кислотой или сычужным ферментом (веществом, выделяемым стенками желудка коровы). Полученный та­ким образом казеин содержит 10% воды. Для того чтобы изделия из казеина обладали эластичными свойствами и не были ломкими, его смешивают с так называемыми пластификаторами, например с глицерином, а также добавляют краситель. Смесь нагревают под дав­лением, выдавливают в форме стержней, листов или трубок и дают застыть. Галалит иаёт главным образом для производства пуговиц и пряжек.

В самое последнее время найден способ получения пластмасс из куриного пера — отхода птицеводства. Из наиболее грубой части пера изготовляют электроизоля­ционные плиты, остальная же его часть идёт для производства искусственного протеинового во­локна, сходного с натуральным шёлком. Из 100 кило­граммов пера получают 70 килограммов пластмассы или волокна.

Первой искусственно полученной пластической массой был целлулоид.

Сырьём для производства целлулоида служит цел­люлоза (клетчатка) — главная составная часть дре­весины. Отсюда произошло и название целлулоида.

Целлюлозу, полученную путём несложных операций из древесины, обрабатывают смесью азотной и серной кис­лот. Приготовленный таким образом продукт — н и т р о-

Электра выключатель

Р' ІІІШІ

Радиоприемник

Телефонный

Аппарат

Щетка,

Рис. 4. Изделия из пластических масс.

Целлюлозу (нитроклетчатку) обрабатывают спирто­вым раствором камфоры. В образующуюся бесцвет­ную пластмассу можно вводить различные красящие вещества.

Целлулоид применяется для изготовления киноплёнки, для подделки под черепаху, рог, слоновую кость. Целлу­лоид прочен, плохо проводит тепло и электричество. Од­нако широкому применению целлулоида в технике пре­пятствует его лёгкая воспламеняемость. Целлулоид мо­жет даже самовоспламеняться; так, в витринах магазинов иногда загорались на солнце игрушки и гребни из целлу­лоида. Недавно удалось в значительной мере устранить это отрицательное свойство целлулоида. Негорючие сорта целлулоида, без сомнения, займут прочное место при изготовлении самых различных изделий технического зна­чения.

В последние годы появился новый вид пластических масс — кремнийорганические пластмассы. Молекулы-сетки этих веществ имеют следующий вид:

СН3 СН3 сн3

... О—51— О—£>1—О—!м—О...

TOC o "1-5" h z I 1 Д

СН8 О сн3

СН3 | СН3 И так далее

... О— —О——О——О...

I I I

Сн3 сн3 о

I

Кремнийорганические пластмассы превосходят все остальные пластмассы своей устойчивостью к высокой температуре.

Основная заслуга в их синтезе принадлежит совет­скому инженеру К. А. Андрианову.

Химики нашли способы синтеза десятков веществ; с важнейшими из них мы познакомились. У всех

Этих веществ одна общая особенность: их молекулы

Велики.

Поэтому все они вместе с природным каучуком отно­сятся к классу высокомолекулярных соединений.

Искусственно полученные продукты обладают таким разнообразием качеств, такими разносторонними, цен­ными для человека свойствами, которые не встречаются в природных веществах. В этом отношении человек оставил природу далеко позади. Он научился строить гигантские молекулы-нити, сложнейшие молекулы-каркасы, которых не знает природа.

Властно управляя процессами образования моле­кул, человек создаёт всё новые и новые пластические массы.

В зависимости от материалов, которыми пользовался человек для изготовления орудий производства, историю человечества подразделяют на каменный век, бронзовый век, железный век. Наш век — век металлов, век электричества, век атомной энергии. Но он может быть по справедливости назван также и веком пластических масс.