У свеце вялікіх малекул
Памер: 262с.
Мінск 1959
Яны вельмі добра мыюцца і пасля мыцця не «садзяцца» і доўга захоўваюць свой прыгожы вонкавы выгляд.
Ужыванне штапельнага валакна замест бавоўны для выпрацоўкі змешаных паўшарсцяных тканін значна паляпшае іх якасць і вонкавы выгляд. На тэкстыльных фабрыках з яго з прымессю натуральнай шэрсці вырабляюць касцюмныя тканіны.
Таннасць зыходнай сыравіны і апрацоўкі адкрывае перад штапельным валакном шырокія перспектывы. Вытворчасць яго хутка расце. Ужо зараз яго выпрацоўка дасягае амаль 40 працэнтаў ад сусветнага вырабу штучнага валакна. У 1958 годзе ва ўсіх краінах было выраблена звыш 1300 тысяч тон штапельнага валакна.
Для атрымання такой колькасці натуральнай шэрсці спатрэбіўся б статак у 230—240 мільёнаў авечак.
Група савецкіх інжынераў —3. Ф. Кіпершлак, Е. М. Магілёўскі, П. К. Карукоўскі і В. Е. Салаўёў — некалькі гадоў назад распрацавала і ўкараніла ў вытворчасць новы, удасканалены спосаб атрымання і перапрацоўкі штапельнага валакна.
У СССР бесперапынна паляпшаецца і ўдасканальваецца выпрацоўка ўсіх відаў штучнага валакна. Прадукцыйнасць пры вырабе «драўнянай» шэрсці значна вышэй, чым у вытворчасці віскознага шоўку.
Так, на фабрыцы штучнага валакна выпускаюць у суткі 15—20 тысяч кілаграмаў віскознага шоўку, а штапельнага валакна можна на такой фабрыцы вырабіць 60—100 тысяч кілаграмаў у суткі.
12. Футра з дрэва
Выдатныя ўласцівасці віскозы далі магчымасць хімікам атрымаць яшчэ адну перамогу ў спаборніцтве з авечкай. 3 віскозы савецкія хімікі навучыліся атрымліваць не толькі шэрсць, але і штучнае футра.
3 віскозы цяпер робяць штучны каракуль. Толькі вопытны спецыяліст зможа адрозніць цёмна-шэрыя шкуркі з бліскучымі кольцамі, якія ляжаць шчыльнымі радамі пяшчотных завіткоў, ад шкурак натуральнага каракулю.
Многа метамарфоз прыходзіцца пераадольваць тонкім шаўкавістым ніткам віскознага валакна, перш чым яны стануць тугімі змяінымі кольцамі штучнага каракулю.
Спачатку валакно фарбуюць у розныя колеры — чорны, карычневы,— затым апрацоўваюць спецыяльнымі хімічнымі саставамі для надання яму вадаўстойлівасці і сушаць у тэрмастаце пры тэмпературы 120—140 градусаў. Але на гэтым папярэдняя апрацоўка валакна яшчэ не заканчваецца.
Неабходна выдаліць некаторыя шкодныя прымесі.
Для гэтага віскозяае валакно старанна прамываюць гарачай вадой, сушаць 1 намотваюць на шпулькі.
Пучок валакна з некалькіх соцень нітак (300 белых і 100 чорных) паступае цяпер у сінельную машыну. Невялікі нож, які бесперапынна круціцца, рэжа доўгі жгут валакна на кароценькія валаконцы, якія заціскаюцца паміж дзвюма баваўнянымі ніткамі. Бясконцай стужкай выходзіць з машыны пушыстая нітка. Рабочыя вытворчасці называюць яе сінель.
Яна трапляе ў завівачны апарат. Дзве невялікія трубачкі хутка верцяцца над распаленымі электрычнымі спіралямі. Калі сінель праходзіць міма спіралей, то пад уплывам вярчэння трубачак і высокай тэмпературы яна ператвараецца ў тугі жгут. Яго застаецца толькі прымацаваць да асновы — палатна, і штучнае футра гатова.
Яшчэ зусім нядаўна сінель, прымацаваную да асновы ўручную, прышывалі да палатна на швейнай машыне.
Гэта была працаёмкая і мала прадукцыйная аперацыя.
Савецкія вынаходцы не маглі мірыцца з гэтым. Дырэктар Маскоўскага эксперыментальнага завода № 2 Міністэрства прамысловых тавараў шырокага ўжытку СССР інжынер П. Ф. Сапілеўскі сканструяваў
Рыс. 30. Схема вытворчасці штучнага каракулю:
1 — шкурку штучнага каракулю цяжка адрозніць ад натуральнага; 2 — штучны каракуль робяць з міткалю, баваўняных нітак, каўчукавага клею і віскознага валакна; 3 — выраб каракулю пачынаецца на машыне, дзе віскознае валакно рэжацца на кароткія ніткі; 4 — жгут віскознага валакна ўкладваецца на баваўняную аснову; 5 — жгуты валакна шчыльна прыліпаюць да палатна; 6 — гатовае футра паступае ў сушылку.
спецыяльную машыну, якая ў многа разоў павышае прадукцыйнасць працы і паскарае выкананне гэтай аперацыі.
Жгут падаецца з аднаго канца машыны, а насустрач яму рухаецца аснова—баваўнянае палатно, прамазанае тонкім слоем каўчукавага клею. Сінель паслядоўна праходзіць два транспарцёры, адзін з якіх рухаецца з хуткасцю 20 метраў у мінуту, а другі — у 500 разоў павольней. Сінель укладваецца на другім транспарцёры звілістымі радамі. Сустракаючыся з палатном, яна прыліпае да яго і трывала змацоўваецца з ім пасля таго, як пройдзе пад нагрэтым валам барабана.
Сканструяваная інжынерам Сапілеўскім каракуляўкладачная машына можа выпусціць у год столькі каракулю, колькі можна сабраць з 500 тысяч ягнят.
У 1958 годзе на нашых заводах было зроблена некалькі соцень тысяч метраў штучнага футра, На пашывачных і абутковых фабрыках з яго выкраілі каўняры і манжэты розных фасонаў, шапкі і загатоўкі для цёплага абутку.
Штучны каракуль, таксама як натуральны, надзейна ахоўвае ад холаду, не баіцца дажджу, снегу і не выгарае на сонцы.
1. Вучымся сшываць малекулы
Ствараючы штучнае валакно, вучоныя карысталіся ўжо гатовымі прыроднымі матэрыяламі, пабудаванымі з вялікіх малекул: яловай або бавоўнавай цэлюлозы, казеіну, малака або бялковых рэчываў — гароху і соі.
А чаму ж не навучыцца самім будаваць такія ж вялікія малекулы! Узяць тыя ж зыходныя элементы, з якіх іх будуе прырода: вуглярод, ваду, азот і стварыць у лабараторыі новыя валакністыя рэчывы. Падрыхтаваць з гэтых рэчываў прадзільны раствор, праціснуць яго праз фільеры і атрымаць цалкам сінтэтычнае валакно, называемае так у адрозненне ад штучнага валакна, зробленага з малекул, якое ёсць у прыродзе ў гатовым выглядзе.
I ў гэтым няма нічога немагчымага. Трэба толькі канчаткова адмовіцца ад імітацыі шаўкапрадаў і авечак: ісці сваім шляхам, апярэджваючы і перарабляючы прыроду.
Хімікі ўжо даўно навучыліся злучаць асобныя атамы ў невялікія малекулы. 3 атамаў вугляроду, вадароду і кіслароду ў вялікай колькасці—-у заводскім маштабе — вырабляюць малекулы газаў ацэтылену, метану і яшчэ некалькіх тысяч розных рэчываў.
Але для таго каб ствараць вялікія малекулы, трэба навучыцца «сшываць» маленькія малекулы ў бясконца доўгія ланцужкі.
Вучоныя спрабавалі авалодаць майстэрствам хімічнай «кройкі» і «шыцця». Выявілася, што далёка не ўсе арганічныя злучэнні здольныя «сшывацца» ў доўгія ланцужкі.
Калі атам вугляроду выкарыстаў усе свае чатыры кручочкі — валентнасці для далучэння іншых атамаў, то, відавочна, яму не будзе чым счапляцца, усе яго сувязі, або валентнасці, як гавораць хімікі, насычаны. Атрымалася малекула, няздольная да счаплення з іншымі малекуламі. Злучэнні, у якіх вуглярод не мае свабодных сувязей, называюцца н а с ы ч а н ы м і. Прыкладам можа служыць малекула газу метану.
У малекуле метану да атама вугляроду далучаны чатыры атамы вадароду. 3 малекул метану «сшыць» ланцужок нельга.
Іншая справа злучэнні вугляроду, дзе зрасходаваны не ўсе кручочкі — валентнасці. Напрыклад, у малекуле этылену змяшчаюцца два атамы вугляроду і чатыры вадароду. Кожны з атамаў вугляроду двума кручочкамі далучае да сябе два атамы вадароду, а дзвюма валентнасцямі, якія засталіся, яны счапляюцца паміж сабой.
Злучэнні, у якіх атамы вугляроду злучаны двайнымі і трайнымі сувязямі, называюцца ненасычанымі, або непрэдзельнымі. Вось гэтыя двайныя або трайныя сувязі атамаў вугляроду аказваюцца слабым месцам у такіх малекулах. ІІад уплывам знадворных уздзеянняў адна з дзвюх сувязей лёгка разрываецца. На канцах малекул з’яўляюцца свабодныя сувязі, якімі яны і могуць счапляцца адна з другой.
Рыс. 31. «Малекулярны цягнік».
Падобна да таго як на чыгуначнай станцыі з асобных вагонаў фарміруецца цягнік, так і малекулы ненасычаных злучэнняў, выкарыстоўваючы свае «запасныя» сувязі, злучаюцца паміж сабой, утвараючы ланцужкі. Састаўленне «малекулярных цягнікоў», гэта значыць «сшыванне» малекул, называюць у хіміі полімерызацыяй. Гэты тэрмін утвораны з двух грэчаскіх слоў: «полі»—■ мноства і «мерас» — частка. Вялікія малекулы, складзеныя з многіх часцінак, называюцца полімерамі, а маленькія малекулы зыходных рэчываў—монамерамі («монас» — адзіны).
Для таго каб з малекул монамеру скласці ланцужок, хіміку трэба выканаць дзве аперацыі. Спачатку зрабіць так, каб на канцах малень-
Рыс. 32. Схема полімерызацыі этылену.
кіх малекул з’явіліся свабодныя сувязі. Затым прымусіць гэтыя малекулы злучыцца паміж сабой.
Узаемадзеянне паміж малекуламі можа адбывацца толькі пры іх сутыкненнях (каб счапіць два вагоны, іх абавязкова трэба падагнаць адзін да другога ўшчыльную). I зусім відавочна, што чым часцей малекулы будуць сутыкацца, тым хутчэй будзе адбывацца хімічная рэакцыя. Значыць, каб паскорыць ход рэакцыі, трэба зблізіць малекулы або прымусіць іх рухацца хутчэй.
Зблізіць малекулы можна толькі павелічэннем ціску, а паскорыць іх рух награваннем.
Для таго каб «скаваць» малекулярны ланцужок, хімік, як каваль, ужывае гарачыню і ўдар — тэмпературу і ціск. Гэта нязменныя памочнікі хіміка ў яго складанай рабоце. Павялічваючы ціск і асабліва па-
вышаючы тэмпературу, хімік паскарае рэакцыю.
Назіраючы за ходам хімічных рэакцый пры награванні, вучоныя заўважылі дзіўную з’яву. Пры павышэнні тэмпературы на кожныя
Рыс. 33. Павышэнне тэмпературы і павелічэнне ціску выклікае паскарэнне руху малекул. Пры павышэнні тэмпературы на 10 градусаў хуткасць руху малекул узрастае ў 2 разы, пры павышэнні тэмпературы на 20 градусаў — у 4 разы і г. д.
10 градусаў хуткасць хімічнай рэакцыі ўзрастае ў 2—3 разы. Калі павялічыць тэмпературу яшчэ на 10 градусаў, то хуткасць рэакцыі ўзрастае ў 2X2 = 4 разы, пры павышэнні тэмпературы на 30 градусаў — у 8 разоў, a пры павышэнні на 40 градусаў — у 16 разоў.
Калі ж закіпіць вада, у якой растворана ўзятае для рэакцыі рэчыва, то хуткасць яго ператварэння зменіцца ў 210 разы, гэта значыць у 1024 разы.
Выходзіць, што
хуткасць рэакцыі павялічваецца значна хутчэй, чым павышаецца тэмпература. На самай справе, ка-
лі тэмпература павялічыцца ў 10 разоў, хуткасць рэакцыі павялічыцца ў 500 з лішнім разоў.
Гэтая дзіўная на першы погляд заканамернасць доўгі час заставалася без тлумачэння. Загадка гэтая была раскрыта толькі ў 1913 годзе.
Як вядома, малекулы газаў і вадкасцей бесперапынна рухаюцца і хуткасць іх вялікая. Пры звычайнай хатняй тэмпературы малекулы вуглякіслага газу імчацца з хуткасцю 372 метры ў секунду. Хуткасць малекул вадзяной пары яшчэ вышэйшая —■ 582 метры ў секунду, а хуткасць малекул вадароду — 1740 метраў у секунду. Але гэта іх сярэдняя хуткасць. Вучоныя высветлілі, што малекулы рухаюцца не з аднолькавай хуткасцю. Сярод іх ёсць асобныя звышхуткія малекулы, якія імчацца так, як быццам рэчыва нагрэта не на 10—20 градусаў, а на некалькі тысяч градусаў.
КНІГІ ОНЛАЙН
