книги из ГПНТБ / Нестареющие полимеры

вало-сь от химиков, чтобы выделить именно эти два вещества!

Допустим, что работающему эмпирически химику нужно найти оптимальные условия получения какоголибо соединения, зависящие от десяти факторов. В этом случае ему приходится вести реакцию, удерживая де­ вять факторов (температуру, концентрацию, время ре­ акции, давление, набор катализаторов и т. д.) постоян­ ными, и изменять один фактор до тех пор, пока не будет найдено для него наилучшее значение. Потом меняется второй фактор, третий... десятый. Исследуются опти­ мальные значения при сочетании различных факторов. И, наконец, после 'многолетних трудов химик нащупы­ вает нужный режим для той или иной реакции.

Значит, сначала химик должен путем бесчисленных

Капица говорит о счетных машинах, которые должны прийти на помощь эмпирикам.

Но вот работа по созданию нового ингибитора за­ кончена. Спасительное вещество добавлено в полимер­ ное изделие. И пока в нем сохраняется достаточное количество ингибитора, старение полимера не наступает. Индукционный, скрытый период цепных реакций раз­ рушения не переходит в период явный. Однако, пре­ дохраняя полимер от старения, ингибитор как бы жертвует собой. Поэтому рано или поздно активных радикалов станет все же очень много, они «набросятся» на молекулы полимера, и начнется процесс его старе­ ния. Но с помощью ингибиторов удается на значитель­ ный срок отдалить наступление этого неприятного мо­ мента: мы уже знаем, что борьба со старением полиме­ ров часто сводится к решению задачи продления индукционного периода цепных реакций.

70

Мы могли бы еще долго продолжать рассказ о труд­ ностях в работе химиков, вызванных тем, что к инги­ биторам предъявляются очень суровые требования, а теория их действия недостаточно разработана. Но книжка идет к концу, а нам еще нужно побывать в других лабораториях института. Ограничимся одним лишь дополнительным замечанием: -противостарители уже теперь расходуются многими тоннами, а вскоре потребность в них возрастет во много раз. Поэтому производство противостарителей должно быть обеспе­ чено наличием достаточно обильных источников сырья и промышленный выпуск не должен обходиться слишком дорого.

«Голос» промышленности

В любом научно-исследовательском институте, свя­ занном с производством, а к таким сейчас относится подавляющее большинство -институтов, с особым вни­ манием прислушиваются к «голосу» промышленности, ее запросам. Только при этом условии наука сможет вы­ полнить стоящие перед ней задачи.

...В одной из лабораторий НИИХИМПОЛИМЕРа недавно было синтезировано химическое соединение, показавшее себя хорошим стабилизатором некоторых пластмасс. Перед сотрудником, получившим это ве­ щество, была поставлена на первых порах такая зада­ ча: любыми средствами, любыми методами добиться успеха. Но когда было получено несколько сотен грам­ мов искомого вещества, когда оно выдержало предва­ рительный экзамен на звание ингибитора, возникла новая задача: разработать такие методы синтеза противостарителя, чтобы их можно было применить уже не только в стенах лаборатории, но и в заводских усло­ виях.

71

На первом этапе исследований ученый мыслит как «чистый» химик, на втором — он уже обязан рассуждать

как химик-технолог.

Однако «голос» промышленности требует, чтобы ин­ гибитор был получен не только удобным способом из доступного сырья, важно еще выпускать его определенной формы, лучше всего в виде небольших гранул.

В большинстве случаев ингибиторы «рождаются» в колбах химиков и в заводских реакторах в виде порош­ ков. А те, кто должен использовать ингибиторы, как раз

ине любят иметь дело с порошками.

Упроизводственников есть уже давний, и достаточно

печальный, опыт обращения с порошками. В течение десятков лет во все увеличивающихся количествах — теперь уже десятками миллионов тонн — промышлен­ ность поставляет цемент — серый, мелкий порошок, ко­ торый при малейшем дуновении ветерка образует в воздухе легкое облачко.

Легкое облачко! Несмотря на.всякие ухищрения: плотную упаковку цемента в бочках или двойных бу­ мажных мешках, герметичность крышек-люков цементо­ возов, замкнутость цементопроводов ■— системы труб, по которым сыпучий продукт транспортируется из скла­ дов в цеха на бетонных и железобетонных заводах, — несмотря на все усилия людей, занятых упаковкой и перевозкой цемента, около десяти тонн из каждых ста, выпускаемых промышленностью, безвозвратно теряется в виде пылевых облаков. В масштабах страны вес «лег­ кого цементного облачка» измеряется миллионами тонн.

И только потому, что цемент относительно дешев и пылевые облака обычно образуются под открытым не­ бом, где они не приносят особого вреда, распыление цемента не превращается в национальное бедствие. Впрочем, никто, конечно, не собирается мириться с по­ терей столь огромных количеств ценного продукта. И

П

если за границей борьба с потерями цемента ведется, главным образом, путем создания все более плотной (и дорогой) упаковки, то у нас возможен и принц» пиально иной путь. Из обжигательных печей цементных заводов выходит не летучий порошок, а довольно круп­

заграницы, являются в основном большие и гигантские железобетонные заводы и стройки, оснащенные мощной и разнообразной техникой. Следовательно, клинкер можно измельчать, превращая его в цемент, не только на цементных заводах, но и непосредственно там, где цемент потребляется. При этом потери на его распы­ ление резко снизятся.

Мы так подробно остановились на проблеме распы­ ления цемента потому, что в ней. есть много общего с проблемой распыления противостарителей: их тоже надо перевозить на большие расстояния, они тоже при первой же возможности образуют «легкие облачка». Но

зиться на здоровье рабочих; в-третьих, ингибиторы требуют гораздо более точной

дозировки, чем цемент. Для этого применяются авто­ матические дозаторы. А эти приборы «не ладят» с порошками, они «предпочитают» иметь дело с крупин­ ками, плотными кусками, гранулами какого-либо ве­

щества; в-четвертых же, и это, пожалуй, самое главное, из

обжигательных печей цементных заводов выходят куски

73

клинкера, своего рода гранулы, а противостарители получаются обычно в виде порошков, которые еще нужно превратить в гранулы.

Как? Ведь не станешь же лепить, замесив, как тесто, вручную, комочки, шарики, вермишелинки из ингиби­ торной «муки». Нужно найти, придумать, разработать приемы превращения порошков в одинаковые по разме­ ру и форме гранулы без помощи человеческих рук, индустриальными методами. Решением этой задачи и заняты сотрудники еще одной лаборатории НИИХИМПОЛИМЕРа — лаборатории выпускных форм...

Прервем на этом рассказ о поисках ингибиторов. Нам уже ясно, что эти поиски не только сложны и трудны, но и увлекательны: они требуют и больших специальных познаний в области химии, и умения мыс­ лить в производственных масштабах, и огромной на­ стойчивости в достижении поставленной цели.

* * *

«Нестареющие полимеры» — так называется эта не­ большая книжка, посвященная одной из важнейших проблем современной химии. Однако речь в ней шла главным образом о том, как и почему полимеры стареют. Противоречие между названием и содержанием книжки только кажущееся. «Нестареющие полимеры» — это цель, к которой стремятся химики, это задача, над ре­ шением которой они трудятся, это обязательное условие для того, чтобы полимеры не только вошли в наш по­ вседневный быт, но и прочно завоевали решающие по­ зиции в промышленности.

ВПрограмме КПСС говорится, что «металл, дерево

идругие материалы будут все более заменяться эконо­ мичными, практичными и легкими синтетическими ма­ териалами», Никита Сергеевич Хрущев в докладе на

74

высокой температуры, сжатого воздуха, размягчаются, превращаясь в однородную массу, и выдавливаются из машины в виде готовой трубы. Несколько метров еще горячая, мягкая труба движется в воде. Изделие рож­ дается, в- буквальном смысле слова, прямо на глазах.

Цех выпускает трубы двух диаметров — 100 и 50 миллиметров. Вообще же ассортимент может быть зна­ чительно шире — от 15 до 300 миллиметров. И длина их неограниченна.

Вслед за трубами здесь на литьевых машинах будут выпускаться фитинги и различные детали для бытовых холодильников. Скоро вступит в строй автоматическая линия по производству листа из ударопрочного поли­ стирола. Тут же из этого листа станут делать еще ряд деталей к холодильникам.

Так, осуществляя решения майского (1958 года) Пленума ЦК КПСС по химии, работники котельно-ме­ ханического завода готовятся вытеснить часть металла не только из жилищного строительства, но в значитель­ ной мере и из производства холодильников, а затем других предметов широкого потребления. Полимерные материалы будут легче, долговечнее, изящнее, дешевле. Экономичность их бесспорна. Каждый километр водо­ проводной трубы из полиэтилена, например, высвобож­ дает более десяти тонн металла. Стоимость готового трубопровода из пластмассы на 10—20 процентов ниже стоимости металлических трубопроводов.

Цех сделал только первые шаги. Но достоинства продукции уже оценили. Запросы на трубы идут из многих мест. Их просят химические предприятия, имею­ щие дело с агрессивными средами, Министерство путей сообщения. Первые партии получили анилино-красоч­ ный завод, областное объединение «Сельхозтехника». Скоро трубы из полиэтилена и в городе, и на селе станут обычным явлением».

7?

А если задуматься над возможностями, которые от­ крывает перед техникой «вечный полиэтилен», то ока­ жется, что трубы из полиэтилена можно готовить не только на заводах.

В специальной литературе и во многих научно-nonyv лярных статьях несколько лет назад много писали о «строительно-химических комбайнах». Речь шла о ма­ шинах, копающих канавы, попросту говоря о канаво­ копателях, снабженных передвижной установкой для литья полиэтиленовых труб. По мысли конструкторов, полиэтиленовый порошок подвозился бы к «комбайнам» на самосвалах, как подвозят асфальт к дорожным ма­ шинам. Комбайн же, передвигаясь вперед, оставлял бы за собой уложенную водопроводную магистраль.

Машина, о которой мы творим, существует не на страницах научно-фантастических романов. Она созда­ на, опробована и не «вошла в жизнь» только потому, что полиэтиленовые трубы быстро приходили в негод­ ность и старели. Иными словами, водопроводная ма­

Надежность. В обиходе мы называем надежными те предметы, на которые можно положиться. Надежны ча­ сы, правильно показывающие время, надежен радио­ приемник, не требующий ремонта в течение долгого срока. В современной технике понятие надежности сложнее. Но для нас сейчас достаточно запомнить, что надежность машин, приборов, конструкций в основном определяется двумя факторами: их «строением» и ка­ чеством материалов, из которых они сделаны. Неста­ реющие полимеры — залог надежных конструкций.

Особенно велики требования к полимерным мате­ риалам в тех случаях, а таких случаев большинство,

78