У свеце вялікіх малекул
Памер: 262с.
Мінск 1959
Смолы ж не такія. Ніякімі спосабамі ў іх не ўдаецца выявіць крышталічную будову. Няма ў іх і пункта плаўлення. Пры награванні яны паступова размякчаюцца, робяцца падатлівымі, пластычнымі і паступова, непрыкметна, пераходзяць у вадкі стан. Акрамя смол, такія ж уласцівасці маюць шкло і іншыя, падобныя на яго, рэчывы. Іх пачалі называць, у адрозненне ад сапраўды цвёрдых цел, ц в ё р д ы м і в а д к ас ц я м і. Яны займаюць прамежкавае становішча паміж сапраўды цвёрдымі целамі і сапраўднымі вадкасцямі.
Пластычныя ўласцівасці цвёрдых вадкасцей — смол — прыцягнулі ўвагу вынаходцаў. Аднак прыродныя смолы ў чыстым выглядзе не былі прыгодныя для вырабу якіх-небудзь прадметаў — на холадзе яны рабіліся крохкімі, як шкло, а ў цяпле раставалі, як масла.
Некаторыя смолы трапічных дрэў, як, напрыклад, шэлак, знайшлі сабе ўжыванне ў якасці вырабнога матэрыялу. 3 яго пачалі вырабляць грамафонныя пласцінкі. Але шэлак, як і бурштын, занадта дарагі.
1 Есць, аднак, цвёрдыя целы, якія маюць расцягнутую галіну пераходу з цвёрдага стану ў вадкі, Так, напрыклад, жалеза знаходзіцца ў пластычным стане ў некаторым тэмпературным інтэрвале.
Вучоныя розных краін стараліся знайсці такія штучныя рэчывы. якія аднаўлялі б уласцівасці прыродных смол. Было зроблена многа розных спроб, але не ўсе яны ўвянчаліся поспехам. Толькі ў 1904 годзе рускі вучоны A. М. Насцюкоў, награваючы сумесь араматычных рэчываў, фармальдэгіду (фармаліну) і сернай кіслаты, якая служыла каталізатарам, атрымаў штучную смалу. Ен назваў яе фармалітам (фармалінавы камень). Упершыню з растворанага ў вадзе газу з непрыемным вострым пахам — фармальдэгіду — у колбах вучонага нарадзілася штучная смала. Таксама як прыродная смала, яна прадстаўляе цвёрдае і пры звычайнай тэмпературы больш або менш крохкае рэчыва. Новая смала нерастваральная ў вадзе, яна растваральная ў некаторых іншых арганічных вадкасцях.
Вынаходства Насцюкова не адразу знайшло сабе скарыстанне. У царскай Расіі хімічная вытворчасць была адной з самых адсталых галін прамысловасці. На тэрыторыі велізарнай краіны налічвалася ўсяго толькі некалькі дзесяткаў заводаў, на якіх пераважна вырабляліся серная кіслата, шчолачы і фосфарныя ўгнаенні. Лякарствы, фарбы, розныя хімічныя рэактывы ўвозіліся з-за мяжы.
Царская Расія пазней за іншыя краіны стала на шлях капіталістычнага развіцця. Яна была аграрнай краінай, адсталай у эканамічных адносінах, і выдатныя адкрыцці рускіх вучоных не маглі знайсці практычнага скарыстання.
Адкрыццё Насцюкова, таксама як і крэкінг Шухава, анілін Зініна, электрычная лямпачка Ладыгіна і многія іншыя вынаходствы, было асвоена за мяжой, а потым паступіла да нас.
Так было і з фармалітам. Праз 8 гадоў у Расію пачалі прывозіць з фармаліту вырабы, якія называліся бакелітамі. Вось тады ім зацікавіліся рускія прамыслоўцы.
К гэтаму часу ў Расіі быў пабудаваны першы коксахімічны завод.
Гісторыя яго ўзнікнення падобна на анекдот і добра характарызуе ўзровень развіцця рускай прамысловасці 50 гадоў назад.
На металургічных прадпрыемствах таго часу выкідаліся на вецер каштоўнейшыя рэчывы, і ніхто не падазраваў, што іх можна выкарыстаць.
Гісторыя ўзнікнення коксахімічнага завода такая.
Аднойчы ў канцы мінулага стагоддзя на адзін з буйных металургічных заводаў прыехаў заказчык. Ён старанна азнаёміўся з вытворчасцю і асабліва зацікавіўся коксавымі печамі. Прыезджы доўга глядзеў на барвова-жоўтыя густыя клубы задушлівага дыму, які вырываўся з коксавых батарэй.
Скончыўшы агляд завода, госць накіраваўся ў кантору. Уладальнік завода дастаў праспекты і прапанаваў яму багаты выбар рэек і бэлек розных размераў.
Але госць ветліва растлумачыў, што ён мае на ўвазе набыць нешта зусім іншае. Ен хацеў бы закупіць на заводзе дым на 20 гадоў уперад. Незвычайная прапанова прыезджага агарошыла ўладальніка завода. Ен не ведаў цаны бязважкаму тавару, не ведаў, якой мерай мераць дым! Нарэшце дым быў усё ж такі прададзены настойліваму пакупніку.
Праз некалькі месяцаў непадалёку ад коксавых пячэй вырас коксахімічны завод. На гэтым заводзе з дыму выпрацоўвалі свяцільны газ, аміяк, вадарод, карболавую кіслату (фенол) і многія іншыя каштоўныя рэчывы. Перапрацоўка газаў коксавых пячэй давала фенол, а фенол быў асновай вытворчасці пластычных мас-—фармаліту, бакеліту. Расія набыла такім чынам уласную сыравінную базу для вытворчасці пластмас.
Работы A. М. Насцюкова былі працягнуты Е. 1. Арловым, Г. С. Пятровым і іншымі рускімі вучонымі.
У 1914 годзе ў Арэхава-Зуеве, у невялікім гарадку, размешчаным непадалёку ад Масквы, на рацэ Клязьме пабудавалі маленькі заводзік, хутчэй кустарную майстэрню, у якой выпрацоўвалі па спосабу прафесара Г. С. Пятрова фенолфармальдэгідную смалу — карбаліт (карболавы камень).
Толькі пасля Вялікай Кастрычніцкай сацыялістычнай рэвалюцыі надзвычайнае адкрыццё рускага хіміка знайшло шырокае прамысловае скарыстанне. Зараз у Савецкім Саюзе налічваецца некалькі дзесяткаў заводаў, якія вырабляюць фармаліт і карбаліт.
7. Метамарфозы адной смалы
Пры падрыхтаванні вырабаў з фенолфармальдэгіднай смалы адбываецца своеасаблівая і дзівосная хімічная рэакцыя. Як актор старажытнага тэатра, які, некалькі разоў пераапранаючыся, мяняў у час спектакля сваё аблічча, так і штучная смала ў працэсе перапрацоўкі тройчы мяняе свой выгляд.
Спачатку змешваюць фенол з фармалінам — атрымліваецца празрыстая, як вада, вадкасць. Затым гэтую вадкасць кіпяцяць. Паміж фенолам і фармальдэгідам адбываецца хімічная рэакцыя. Малекулы фенолу энергічна злучаюцца з малекуламі фармальдэгіду. Пры гэтым адшчапляюцца малекулы вады, гэта значыць з двух рэчываў атрымліваецца не адно новае рэчыва, як у звычайнай рэакцыі злучэння, а два: адно асноўнае, другое пабочнае — вада. Такая рэакцыя, пры якой два рэчывы ўшчыльняюцца ў адно і пры гэтым вылучаюцца пабочныя прадукты, называецца рэакцыяй кандэнсацыі.
У выніку кандэнсацыі фенолу з фармальдэгідам атрымліваецца новае рэчыва. Яно называецца рэзолам, або смалой А. Гэтая смала збіраецца на дне катла светла-жоўтай масай, а паверх яе адетойваецца вада. Ваду адпампоўваюць помпай, а рэзол сушаць.
Застылы рэзол цвёрды, як каніфоль, і такі ж крохкі. Ен добра раствараецца ў спірце і ў ацэтоне, а на агні плавіцца. Аднак награванне для рэзолу не праходзіць бясследна. Пад уздзеяннем цяпла з ім адбываецца дзіўная метамарфоза. Крохкая і цвёрдая маса размякчаецца, робіцца гнуткай і эластычнай. Яна пачынае цягнуцца, як рызіна. Адбываецца гэта таму, што ад награвання маленькія малекулы рэзолу злучыліся ў доўгія ланцужкі. Утварыліся вялікія лінейныя малекулы, і рэзол перастаў быць рэзолам. Новае рэчыва ўжо называецца рэзіт о л а м, або смалой В.
Рыс. 59. Схема рэакцыі малекул фенолу з малекуламі фармаліну:
/ — лінейная малекула фенолфармальдэгіднай смалы; 2 — трохмерная малекула той жа смалы.
Калі рэзітол ахаладзіць, ён зацвярдзее, таксама як і рэзол. Але ўласцівасці яго іншыя. Дарэмна спрабаваць растварыць рэзітол — ён страціў гэтую здольнасць. Яго малекулы настолькі доўгія, што амаль пазбавіліся сваёй рухомасці. У малекул растваральнікаў як бы не хапае сіл іх раз’яднаць. Рэзітол пад дзеяннем растваральнікаў толькі набракае.
Аднак і для рэзітолу паўторнае награванне не праходзіць без усякіх вынікаў. У ім адбываецца новае ператварэнне. Ніткападобныя малекулы рэзітолу звязваюцца паміж сабою мосцікамі. 3 асобных малекул утвараецца суцэльнае малекулярнае збудаванне, якое па сваёй будове нагадвае рашэцістую форму з мноствам падоўжных, папярочных і косых сувязей, вузлоў і ўмацаванняў. Рэзітол перастае быць рэзітолам — ён становіцца р э з і т а м, або смалой С.
Аднак смалой новае рэчыва называюць толькі таму, што яно «смалянога» паходжання. Рэзіт ужо не мае ўласцівасцей, належачых смолам. Ён не плавіцца і не размякчаецца ад цяпла. ён не раствараецца ні ў спірце, ні ў ацэтоне, ні ў іншых арганічных растваральніках. ён цвёрды, амаль як чыгун, не праводзіць электрычнага току, як фарфор, не баіцца ні кіслот, ні шчолачаў і не адчувальны да атмасферных уздзеянняў.
Звычайна рэзіт называюць пластмасай, але і гэтая назва дасталася яму, так сказаць, па спадчыне ад рэзолу і рэзітолу. Рэзіт не мае пластычнасці. ён цвёрды матэрыял.
Хімікі стварылі выдатнае рэчыва, якое спачатку падатлівае і пластычнае, як воск, растваральнае ў спірце, як цукар у вадзе, а потым становіцца цвёрдым, нерастваральным і стойкім.
Раскрыта і тайна чароўных ператварэнняў гэтага рэчыва — яно змяняе сваю будову. Ведаючы гэтую ўласцівасць рэзолу-рэзітолу-рэзіту, не цяжка выкарыстаць яго метамарфозы для патрэб прамысловасці, таксама як не цяжка было пабудаваць першы паравоз або параход, пасля таго як вынайшлі паравую машыну.
Здольнасць фенолальдэгіднай смалы, або, як яе яшчэ для кароткасці называюць, фенапласту, ператварацца з растваральнага і плаўкага рэзолу ў нерастваральны і няплаўкі рэзіт, дазваляе адліваць і прасаваць з яго розныя вырабы — корпусы тэлефонных апаратаў, тэлефонных трубак, штэпселей, выключальнікаў і тысячы іншых прадметаў.
8. Ператварэнне шэрага парашка
На заводзе пластмас рэзол здрабняюць у тонкі парашок на шаравым або якім-небудзь іншым млыне і змешваюць з драўняным пілавіннем, размолатым у муку. У гэтую сумесь дабаўляюць фарбавальнік — сажу або якія-небудзь іншыя фарбы і змякчальнікі, рэчывы накшталт стэарыну. Атрымліваецца непрыгожы на выгляд, падобны на тонка прасеяны попел, парашок.
Далейшыя ператварэнні гэтага парашка нагадваюць чараўніцтва. Каб апынуўся на заводзе пластычных мас тэхнолаг мінулага стагоддзя, 136
то ён глядзеў бы на сучаснага рабочага, як на чараўніка, які адным рухам рукі ператварае шэранькі парашок у гатовыя рэчы.
Рабочы ўкладвае ў заглыбленне стальной формы — матрыцы — злучальныя правады і металічныя дэталі будучай тэлефоннай трубкі. Затым ён зачэрпвае вымяральнай шклянкай патрэбную яму порцыю прасавальнага парашка і засыпае яго ў матрыцу. Наступным рухам майстар, як накрыўкай, закрывае матрыцу верхняй часткай прасформы — пуансонам.
I матрыцы і пуансоны вырабляюць з асабліва трывалай сталі. Яны маюць тоўстыя сценкі, таму што ім даводзіцца вытрымліваць вельмі вялікія ціскі.
Майстар рухае прасформу паміж плітамі гідраўлічнага прэса, затым ыаціскае рычаг. Верхняя пліта апускаецца і націскае на прасформу. Стрэлка манометра перамяшчаецца да 150 атмасфер. У некаторых выпадках ціск даводзяць і да 350 атмасфер.
КНІГІ ОНЛАЙН
