У свеце вялікіх малекул
Памер: 262с.
Мінск 1959
— He прымайце блізка да сэрца, Тацяна Іванаўна,— сказаў адзін з сяброў Смірнова,— хутка ў магазінах з’явяцца такія абрусы, на якіх зусім не ўтвараюцца плямы. Усё роўна ці Вы пральяце чарніла, масла або віно.
Віно не разальецца на такім абрусе, яно не будзе ўбірацца тканінаю, а дробнымі бурштынавымі пацерачкамі скоціцца на падлогу.
Хімікі распрацавалі асобыя саставы. Іх называюць водаадштурх-
ваючымі, або гідрафобнымі. Тканіну, насычаную такімі саставамі, можна амаль суткі трымаць у вадзе, і яна застанецца сухою. Звычайнае ж сукно, калі яго апусціць у ваду, ужо праз дзесяць мінут стане наскрозь мокрым.
Тканіна, насычаная гэтымі цудоўнымі саставамі, не толькі не прапускае вільгаці, але нават не намочваецца з паверхні. Такой яна застанецца і пасля мыцця.
На паверхні матэрыялу ўтворыцца найтанчэйшы налёт полімеру. Ён, як броня, ахоўвае яго не толькі ад вільгаці, але і ад дзеяння святла і атмасферных ападкаў.
У касцюме з такой тканіны можна гадзінамі вандраваць пад праліўным дажджом і не вымакнуць. Падобна да таго як найтанчэйшыя тлушчавыя налёты ахоўваюць пер’е вадаплаўных птушак — гусей, качак, лебедзей —• ад намочвання вадой, так і налёты новых саставаў ахоўваюць тканіны ад вільгаці.
У абутку, насычаным гідрафобнымі вадкасцямі, можна смела хадзіць па лужах і па расталым снезе, не рызыкуючы прамачыць ногі. He страшная такому абутку і гразь: яна лёгка здымаецца вільготнай анучкай, а чаравік або туфель не губляе нават бляску.
Вядома, колькі клопатаў робіць мыццё пасуды пасля снедання, абеду, вячэры. А калі талеркі, кубкі, сподкі апрацаваць такімі растворамі, то іх і не трэба старанна мыць і выціраць ручніком. Дастаткова ледзьледзь спаласнуць цёплай вадой. Вада ж не бярэцца да сценак кубка або шклянкі, якія пакрыты цудоўным ахоўным налётам. Яна скочваец-
Рыс. 93. Шчоткі з поліэтылену.
ца з іх, як снежны камяк з гары.
А калі насыціць такімі саставамі будаўнічыя матэрыялы — цэглу, камень, бетон, то вільгаць не будзе пранікаць у іх поры.
Яшчэ некалькі гадоў назад у Ленінградзе быў пакрыты ахоўнымі растворамі рад дамоў. Гідрафобныя саставы да гэтага часу надзейна засцерагаюць іх ад злых ворагаў — сонечных праменняў, дажджу, снегу.
Гэтыя цудоўныя саставы спатрэбіліся не толькі тэкстыльшчыкам, папернікам, будаўнікам, дапамагаючы ім павышаць вадаўстойлівасць розных матэрыялаў. Яны зрабілі вельмі добрую паслугу і лёт-
чыкам.
Пры палётах на вялікай вышыні, а асабліва ў арктычных шыротах, вельмі хутка настае абледзяненне нясучых плоскасцей самалёта. Пры ўтварэнні на крылах ледзяной коркі апарат робіцца цяжкім і, урэшце, губляе кіраванне і разбіваецца.
Вучоныя для барацьбы з абледзяненнем вынайшлі незамярзаючы састаў — антыфрыз, якім пакрываецца знадворная паверхня самалёта.
Аднак, гэты сродак аказаўся недастаткова эфектыўным.
Новыя ж гідрафобныя саставы не дапускаюць нарошчвання лёду, таму што яны «адштурхваюць» вільгаць.
Назіральнае шкло ў аўтамабілі ў дажджлівае надвор’е засцілаецца, як туманам, вадзяной плеўкай, а зімой пакрываецца ледзяной коркай. Гідрафобны састаў і тут прыходзіць на дапамогу. Ен пазбаўляе вадзіцеля ад непатрэбных клопатаў. Шкло, якое пакрыта такім саставам, заўсёды будзе празрыстым.
Гідрафобныя саставы хімікі вырабілі з новых полімераў — крэмнійарганічных рэчываў.
3. Памочнікі шафёраў і пекараў
Некалькі гадоў назад Інстытут хіміі сілікатаў Акадэміі навук СССР атрымаў урадавае заданне — стварыць такі матэрыял для ізаляцыі электрычных машын, радыётэхнічных прыбораў, які быў бы вільгацяўстойлівым і ў той жа час мог бы вытрымаць тэмпературу ў 250— 300 градусаў.
За выкананне ўрадавага задання ўзяліся навуковыя супрацоўнікі Інстытута — доктар хімічных навук прафесар Б. Н. Доўгаў, кандыдат хімічных навук М. Г. Варанкоў, кандыдат тэхнічных навук Н. П. Харытонаў.
Пачаліся доўгія пошукі. Які ж матэрыял можа цалкам задаволіць пастаўленыя патрабаванні?
Ён жа павінен быць не толькі вадаўстойлівым і тэрмастойкім, але і дастаткова эластычным.
Спачатку звярнуліся да пластмас (полістырол, вінілпласт). Яны вільгацяўстойлівыя і эластычныя, але не вытрымліваюць больш 130 градусаў. He падыходзяць і іншыя сінтэтычныя арганічныя рэчывы: капрон, нейлон.
Большасць жа полімераў і сінтэтычных матэрыялаў пабудавана з малекул-гігантаў, якія прадстаўляюць сабой доўгія ланцугі з атамаў вугляроду. Да такога вугляроднага «шкілета» далучаны атамы вадароду, кіслароду, азоту або іншых элементаў.
Спалучаючы розныя арганічныя і крэмніевыя злучэнні, можна атрымаць разнастайныя полімеры з рознымі ўласцівасцямі, але з высокай вільгацяўстойлівасцю і тэрмастойкасцю.
Вось з гэтых рэчываў Б. Н. Доўгаў і М. Г. Варанкоў стварылі такі электраізалюючы матэрыял, які дазволіў значна паменшыць размеры электрычных машын, павысіць іх магутнасць і павялічыць тэрмін іх службы. Новы электраізалюючы матэрыял хутка заваяваў сабе прызнанне. З’яўленне сінтэтычнай электраізаляцыі з такімі выдатнымі
ўласцівасцямі зрабіла магчымым безаварыйную работу электрычных машын і прыбораў у асоба складаных умовах эксплуатацыі, напрыклад у трапічным клімаце, пры павышанай вільготнасці паветра, ва ўмовах высокай вібрацыйнай нагрузкі.
Раней электрарухавікі ўрубавых машын і камбайнаў у вугальных шахтах досыць хутка зношваліся і патрабавалі рамонту. Цяпер, карыстаючыся электраізаляцыяй з крэмній-арганічных рэчываў, удалося павысіць тэрмін іх службы ў 6 разоў і паменшыць у некалькі разоў затраты па капітальнаму рамонту.
3 кожным годам расце ў нашых шахтах здабыча вугалю, усё больш машын і агрэгатаў удзельнічае ў барацьбе за вугаль. Ужыванне крэмній-арганічнага ізаляцыйнага матэрыялу дазволіць сэканоміць сотні мільёнаў рублёў штогод толькі ў адных кладоўках прыроды.
Зімой, калі траскучы мароз абпальвае твар, шафёрам часта з вялікай цяжкасцю ўдаецца запусціць матор. Чаму ж летам запуск рухавіка ажыццяўляецца лёгка і хутка? Аказваецца, на холадзе значна павялічваецца вязкасць машыннага масла, з якога рыхтуюць змазку. А застыўшая змазка перашкаджае свабоднаму вярчэнню рухавіка. Прыходзіцца грэць матор і затрачваць шмат намаганняў, каб прывесці яго ў дзеянне.
Дрэнна працуе машыннае масла і пры высокай тэмпературы, яно робіцца вельмі вадкім. Амаль у 9 разоў памяншаецца яго вязкасць пры 100 градусах. Таму новыя змазачныя саставы незаменныя для авіяцыі. Імі змазваюць магутныя маторы ў самалётах, дзе звычайнае машыннае масла ўжо не можа служыць даволі надзейна.
Вадкія крэмній-арганічныя змазкі не баяцца ні гарачыні, ні холаду, япы безадказна працуюць пры тэмпературы мінус 60 градусаў і пры награванні да 200 градусаў.
У некаторых працэсах перапрацоўкі нафты і пры сінтэзе розных арганічных рэчываў патрэбна падтрымліваць у апаратах раўнамерную тэмпературу ў 300—400 градусаў. Hi вада, ні іншыя арганічныя вадкасці не падыходзяць, яны кіпяць або раскладаюцца пры такіх высокіх тэмпературах. Крэмній-арганічныя злучэнні ў гэтых умовах служаць верна і надзейна.
Крэмній-арганічныя вадкасці ўжываюць для барацьбы з запеньваннем у вінаробстве, у цукровай вытворчасці, пры сінтэзе штучнага каўчуку. Яны незаменныя ў ліцейнай справе, у харчовай вытворчасці.
Шырокае ўжыванне гэтых вадкасцей пры ліцці дробных дакладных дэталей дазволіць вызваліць працу некалькіх дзесяткаў тысяч рабочых.
На хлебазаводах многа клопатаў прыносіць пекарам уласцівасць цеста прыліпаць да формаў, у якіх пякуць хлеб. Раней, каб пазбегнуць прыліпання, пасыпалі паверхню формы мукой, змазвалі тлушчам. А цяпер дастаткова змазаць форму крэмній-арганічнай вадкасцю. Гэта дае магчымасць выкарыстаць адну форму 200 разоў.
Нашы заводы ўжо вырабляюць каля 40 розных крэмній-арганічных полімераў, аднак гэта яшчэ мізэрная колькасць, якая вылічваецца ўсяго толькі дзесяткамі тон.
А паміж тым павелічэнне выпуску гэтых каштоўных рэчываў абяцае вялікую эканомію народнай гаспадарцы, дазволіць карэнным чынам змяніць тэхналогію некаторых вытворчасцей.
Рашэнні майскага Пленума ЦК КПСС абавязваюць кіраўнікоў хімічных устаноў і саўнаргасаў звярнуць асаблівую ўвагу на вытворчасць крэмній-арганічных полімераў.
Сёння яшчэ наша прамысловасць не можа, на жаль, у поўнай меры выкарыстаць надзвычайныя якасці гэтых полімераў, але нядоўга чакаць, калі тысячы, дзесяткі тысяч, сотні тысяч тон новых матэрыялаў на аснове крэмній-арганічных полімераў пацякуць шырокай ракой да спажыўца.
4. Магутны саюзнік хіміка
Хімікі даўно ведалі, што павышаны ціск паскарае ход хімічнай рэакцыі. I яны часта карысталіся павышаным ціскам у сваёй рабоце. Але ў мінулыя гады тэхніка прадстаўляла хімічным лабараторыям толькі аўтаклавы і розныя помпы-прыборы, якія даюць параўнальна невысокія ціскі.
У цяперашні час становішча змянілася. Ужо вынайдзены прыборы, якія ствараюць ціскі ў сотні тысяч атмасфер не толькі ў лабараторыях, але і на вытворчасці.
Вучоныя атрымалі магчымасць даследаваць, як трымаюць сябе розныя рэчывы пад звышвысокім ціскам.
Аказалася, што ўласцівасці рэчываў рэзка змяняюцца і могуць быць створаны новыя рэчывы з надзвычайнымі ўласцівасцямі, невядомымі раней навуцы.
Жоўты фосфар, які з’яўляецца добрым ізалятарам і не праводзіць электрычнага току, пад ціскам у 20 тысяч атмасфер ператвараецца ў свой полімер — чорчы фосфар. Хімічная прырода засталася тая самая, але гэта ўжо новае рэчыва. Яно — вельмі добры праваднік, які не ўступае металу.
Пры высокім ціску і высокай тэмпературы шкло раствараецца ў вадзе. Застаецца толькі дробка белага парашка — крэмніевай кіслаты. Папера становіцца празрыстай, як шкло.
Разлікі паказваюць, што пад ціскам у 40 тысяч атмасфер пры тэмпературы ў 2 тысячы градусаў графіт ператвараецца ў алмаз,
Доследы, праробленыя некалькі гадоў назад акадэмікам Н. Д. Зялінскім, паказалі, што пры рысокім ціску малекулы не толькі хутчэй уступаюць у рэакцыю, але і ўтвараюць больш доўгія ланцугі.
А даўжынёй жа малекулярлых ланцугоў вызначаецца і трываласць сплятаемых з гэтых нітак валокнаў.
Чым даўжэйшы будзе малекулярны ланцужок, тым мацнейшай будзе і тканіна, зробленая са штучнага валакна.
Н . Д. Зялінскі атрымаў яшчэ ў 1946 годзе з этылавага спірту пад ціскам у 5 тысяч атмасфер новую гпастмасу — політэн.
У адрозненне ад усіх іншых вядомых нам пластычных мас політэн не «плыве» пры павышэнні тэмпературы, а трымае сябе, як крышталь з пэўным пунктам плаўлення.
КНІГІ ОНЛАЙН
