У свеце вялікіх малекул
Памер: 262с.
Мінск 1959
Ферменты — бялкі — самыя складаныя рэчывы на свеце. Але нічога непазнавальнага ў прыродзе няма.
Раскрыць будову малекул ферментаў -— адна з вялікіх задач сучаснай навукі.
Як толькі зразумеем будову ферментаў, то навучымся з цягам часу іх вырабляць, спачатку тыя, якія ёсць у прыродзе, а потым і тыя, якія нам будуць патрэбны.
Хімія вялікіх малекул дазваляе будаваць ферменты на заказ з загадзя зададзенымі ўласцівасцямі.
I гэта дасць людзям вялікую ўладу над важнейшымі хімічнымі пра« цэсамі, якія толькі адбываюцца ў свеце арганічных рэчываў.
ggj j/іак, пмыпааьца, уіўтра
A Z
1. Значныя лічбы
Падарожжа ў свет вялікіх малекул скончана. Мы заглянулі ў мінулае — паглядзелі, як хутка растучая тэхніка і прамысловасць у XIX стагоддзі настойліва патрабавалі ад хімікаў стварэння штучных матэрыялаў і хімікі змаглі не толькі замяніць прыродныя матэрыялы, але і задаволіць новыя патрабаванні, Мы ўбачылі нараджэнне новай навукі — хіміі высокамалекулярных злучэнняў.
Перамога, атрыманая хімікамі над шаўкавічным чарвяком у дзевяностых гадах мінулага стагоддзя, заклала фундамент для далейшага развіцця гэтай маладой навукі.
Мы прасачылі яе трыумфальнае шэсце ў нашы дні. Хімікі навучыліся па свайму погляду «сшываць» з малых малекул разнастайнай даўжыні ланцугі.
Яны навучыліся ператвараць празрыстыя, як вада, арганічныя вадкасці ў мяккія, пластычныя штучныя смолы, у цвёрдыя, як сталь, пластмасы, у гібкую, эластычную рызіну.
Карыстаючыся нескладанымі сродкамі — тэмпературай, ціскам, каталізатарам, хімікі здолелі не толькі ажыццявіць цудоўныя ператварэнні гатовых прыродных высокамалекулярных злучэнняў—цэлюлозы, каўчуку, казеіну, але і знайшлі спосабы вырабу новых рэчываў з вугляроду, вадароду, кіслароду, азоту.
Ніколі яшчэ ні адна галіна прамысловасці не развівалася так хутка, як вытворчасць высокаполімерных матэрыялаў у наш час.
За трыццаць гадоў сусветная вытворчасць пластычных мас, штучных і сінтэтычных валокнаў, сінтэтычных каўчукаў павялічылася больш чым у 100 разоў.
У 1958 годзе ва ўсім свеце было выраблена больш 5 мільёнаў тон сінтэтычных матэрыялаў.
Рыс. 98. Вечнае пяро з нейлону.
У Савецкім Саюзе яшчэ дваццаць гадоў назад задыміліся трубы заводаў пластычных мас, фабрык штучнага валакна, была створана магутная прамысловасць сінтэтычнага каўчуку.
3 кожным годам расце і пашыраецца ў нас вытворчасць розных полімераў. 3 1940 па 1956 год вытворчасць пластмас узрасла ў нас у 8,5 раза, а выпрацоўка штучнага валакна —у 12 разоў,
XXI з’езд КПСС намеціў у сваёй пастанове яшчэ больш хуткія тэмпы развіцця вытворчасці полімераў.
У бліжэйшыя гады ў 4 разы павялічыцца вытворчасць штучных ва локнаў і ў 12—13 разоў найбольш каштоўных з іх, сінтэтычных валокнаў, у 7 разоў — пластычных мас і сінтэтычных смол.
Шырокае скарыстанне полімераў у розных галінах тэхнікі і быту спрашчае тэхналагічны працэс вытворчасці вырабаў, эканоміць працу, час, грошы.
Капітальныя затраты на вытворчасць адной тоны медзі ў 5 разоў большыя, чым такой жа колькасці полівінілхларыду, у 16 разоў вышэй, чым полістыролу, і ў 50 разоў больш, чым карбаміднай смалы.
Выраб дэталей з пластмас значна прасцейшы, чым з металу і дрэва. Прасаваннем, штампоўкай, прэс-ліццём можна атрымаць зусім гатовую, папярэдне апрацаваную дэталь, якая не патрабуе ні шліфавання, ні па-
Рыс. 99. Дэталь з нейлону.
ліравання. Для вырабу і апрацоўкі складанай чыгуннай дэталі на адным з заводаў раней патрабавалася 23 аперацыі. Чыгун замянілі пластмасай. Цяпер дэталь не патрабуе ніякай апрацоўкі. Гэта дало магчымасць панізіць вагу дэталі ў 3 разы і значна скараціць плошчу цэха.
Растучая гіганцкімі тэмпамі сацыялістычная прамысловасць мае патрэбу ў новых тэхнічных матэрыялах, якія не баяцца карозіі, вытрымліваюць высокія тэмпературы і маюць значную механічную трываласць.
Хімія полімераў задаволіла запатрабаванні прамысловасці. На хімічных заводах пачалі вырабляць фторапласты і крэмній-арганічныя злучэнні.
2. Нябачная броня
Большасць лакаў і фарбаў, якімі карыстаюцца для аховы металаў ад іржаўлення, дрэва і каменя — ад разбуральнага дзеяння вільгаці і паветра, з часам цьмянее, асыпаецца і трэскаецца.
Лакі і фарбы, падрыхтаваныя на аснове крэмній-арганічных полімераў, «старэюць» вельмі павольна і служаць у некалькі разоў даўжэй, чым звычайныя. На падобных да лакавых і фарбавых плёнках не затрымліваюцца кроплі вады, іх не разбураюць праменні сонца, на іх не дзейнічае вецер. Яны не баяцца ні грыбкоў, ні запляснення — злейшых ворагаў масленай фарбы.
Калі растварыць крэмній-арганічныя полімеры ў бензоле, талуоле або ацэтоне, то атрымаюцца цудоўныя гарачаўстойлівыя лакі. Іх можна
16 Б. Я. Розен
249
вырабляць і з дадаткам пігментаў, напрыклад алюмінію або цынку ў парашку, вокісу тытану.
Пігментаваныя алюмініем лакі ўстойлівыя да тэмпературы плюс 500 градусаў. Яны ўжываюцца для фарбавання дымавых труб, пакрыцця награвальнікаў, аховы стальных вырабаў, якія працуюць пры высокай тэмпературы.
Шырокае ўжыванне знайшлі гэтыя лакі з дабаўкай цынкавага пылу і графіту ў якасці надзейных засцерагальнікаў металу ад карозіі.
Крэмній-арганічныя вадкасці ўжываюць пры перапрацоўцы нафты і сінтэзе розных арганічных рэчываў для падтрымання раўнамернай тэмпературы плюс 300—400 градусаў.
Яны выкарыстоўваюцца для барацьбы з запеньваннем у вінаробстве, у цукровай вытворчасці, пры сінтэзе штучнага каўчуку.
ІІІырокае ўжыванне гэтых вадкасцей пры адліванні дробных дакладных дэталей дазволіць вызваліць працу некалькіх дзесяткаў тысяч рабочых.
А калі насыціць такімі саставамі цэмент, бетон, гіпс, камень, то яны стануць зусім непранікальнымі. А якую вялікую эканомію гэта абяцае будаўніцтву. Ужо не трэба будзе так часта фарбаваць фасады дамоў. Фасады будынкаў, надзейна ахоўваемыя нябачнай броняй ■—танчэйшай гідрафобнай плёнкай, будуць доўга радаваць вока сваім бліскучым убраннем. Фарба не будзе ні цьмянець, ні асыпацца.
На нашых заводах ужо выпрацоўваюць каля 40 розных крэмній-арганічных полімераў, аднак вырабляюць іх яшчэ ў невялікай колькасці. Згодна з рашэннямі XXI з’езду КПСС у бліжэйшым будучым значна пашырыцца іх вытворчасць.
Ужываемыя ў тэхніцы ў цяперашні час крэмній-арганічныя рэчывы пабудаваны з ланцугоў малекул, у саставе якіх ёсць толькі атамы крэмнію і кіслароду.
Аднак у лабараторыях навукова-даследчых інстытутаў ужо атрыманы новыя віды крэмній-арганічных полімераў, у ланцугах малекул якіх, апрача атамаў крэмнію і кіслароду, ёсць атамы розных металаў; алюмінію і тытану, кобальту і нікелю, волава і магнію.
Па будове сваіх малекул яны больш нагадваюць шкло і сілікаты, чым арганічныя полімеры — штучныя смолы, пластмасы, цэлюлозу. Дзякуючы гэтаму, яны вытрымліваюць больш высокую тэмпературу, чым усе вядомыя нам арганічныя і крэмній-арганічныя рэчывы.
Гэтыя новыя рэчывы тояць у сабе неабмежаваныя магчымасці, асабліва для стварэння тэрмастойкіх матэрыялаў.
У Інстытуце элементаарганічных злучэнняў Акадэміі навук СССР вядуцца шырокія даследаванні па сінтэзу гэтых новых полімераў.
На аснове аднаго з такіх полімераў створана гарачаўстойлівая эмаль для аховы металаў ад іржаўлення, якая не разбураецца пры тэмпературы звыш 600 градусаў.
Ужыванне ў тэхніцы крэмній-арганічных полімераў знаходзіцца яшчэ на заранку свайго развіцця, але ім, бясспрэчна, належыць будучае.
3. Пройдзе нямнога часу
Вельмі перспектыўным з’яўляецца ўжыванне новага таннага і лёгкага канструкцыйнага матэрыялу — шклапластыку, вытворчасць якога значна павялічыцца ў бліжэйшыя гады.
На адной з прамысловых выставак нядаўна можна было быць сведкам незвычайнага выпрабавання. На стэндзе стаяў бліскучы, упрыгожаны кузаў невялікага легкавога аўтамабіля. Па кузаве праз кожныя некалькі мінут біў цяжкі молат, але ніякіх умяцін на кузаве не заставалася. Калі выпрабаванне скончылася, рабочы ўзваліў на плечы гэты незвычайны кузаў і панёс яго.
Шклапластык, з якога быў зроблены корпус гэтага аўтамабіля, у недалёкім будучым канчаткова выцісне метал у аўтамабілебудаванні. Са шклапластыку будуць будаваць аўтобусы і аўтафургоны. Шклапластыкавыя панелі для кузава аўтобуса, значна лягчэйшыя і таннейшыя за алюмініевыя.
Можна зрабіць кабіну грузавога аўтамабіля са шклапластыку. Яна важыць на 100 кілаграмаў менш за звычайную.
Шклапластык па годнасці ацанілі канструктары самалётаў і караблебудаўнікі. Фюзеляжы самалётаў са шклапластыку не разбураюцца пры самых высокіх хуткасцях палёту і значна лягчэйшыя за металічныя.
На некаторых заводах нашай краіны ўжо выпускаюцца маторныя лодкі, шлюпкі і катэры са шклапластыку.
У бліжэйшыя гады з гэтага надзвычайнага матэрыялу будуць пабудаваны корпусы вялікіх наліўных цеплаходаў, буксіры, пасажырскія судны.
Пройдзе нямнога часу, і тысячы суднаў са шклапластыку будуць спушчаны на ваду са стапеляў нашых заводаў.
Савецкія вучоныя нядаўна распрацавалі новыя метады вытворчасці моцнага і таннага шклянога валакна —• асновы шклапластыку. Яны дазваляюць атрымліваць шклапластык з яшчэ болып высокімі фізіка-механічнымі ўласцівасцямі.
Адваёўваючы ў прыроды адну тайну за другой, хімікі навучыліся ствараць новыя пластмасы і канструкцыйныя матэрыялы з загадзя зададзенымі ўласцівасцямі.
Вывучаючы архітэктуру малекул полімераў, форму і будову іх ланнугоў, вучоныя нядаўна знайшлі ў іх новыя якасці.
Аказалася, што можна не толькі «сшываць» кароткія ланцужкі полімераў у доўгія, але і прышчапляць ланцугі полімераў адзін да другога.
Цяпер хімікі падобны да садаводаў, якія вырошчваюць гібрыды розных раслін, могуць ствараць полімеры-гібрыды. Іх называюць графтаполімерамі (ад англійскага слова «графт» ■—прышчапляць).
Полімеры-гібрыды атрымліваюць у спадчыну' ўласцівасці сваіх «бацькоў».
Напрыклад, полістырол вельмі трывалы, але ў той час вельмі крохкі матэрыял. Ён добры дыэлектрык, але лёгка загараецца і разбураецца пад дзеяннем масла і бензіну. А полівінілхларыд — негаручы і вельмі добра пераносіць бензін і масла.
Калі прышчапіць малекулы стыролу да полівінілхларыду, то атрымаецца цвёрды, моцны полімер з больш высокай вогняўстойлівасцю. Ён ужо не баіцца ні масла, ні бензіну, але захоўвае высокія электраізаляцыйныя ўласцівасці стыролу,
КНІГІ ОНЛАЙН
