ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
ше изготовлялись из натурального и некоторых видов синтетического каучука. Ныне, с 'появлением реактив.- ных двигателей, самолеты совершают полеты со сверх звуковой скоростью. Это повысило требования к каучу кам. Нужно, чтобы они сохраняли эластичность в преде лах от— 60 до + 500 градусов и чтобы нефтяные топли
ва и окислители не действовали на |
них |
разрушающе.. |
Так появились каучуки специального назначения. |
||
Все' существующие синтетические каучуки можно |
||
разбить на группы в зависимости |
от |
их назначения. |
Имеются каучуки морозостойкие, теплостойкие, бензо- и маслостойкие, износоустойчивые и каучуки общего назначения.
Каучуки общего назначения (натуральный, дивинилстирольный, изопреновый и другие) применяются для изготовления автомобильных камер и шин, транспор терных лент, эбонита, резиновой обуви и разных техни ческих изделий. Среди специальных каучуков есть так называемый бутилкаучук.
Резиновые изделия из бутилкаучука отличаются от изделий из натурального каучука высокой газонепрони цаемостью, которая примерно в 60 раз меньше, чем у изделий из натурального каучука. Морозостойкость и высокая газонепроницаемость делают бутилкаучук пре восходным сырьем для производства камер и шин для автомобилей, работающих в холодных районах нашей страны.
К числу теплостойких и одновременно морозостойких: каучуков принадлежит кремнийорганический, или, как. его еще называют, силиконовый, каучук. Резина из си ликонового каучука не теряет эластичности при темпе ратуре от—■ 60 до+120 градусов. Ни природный, ни син тетические каучуки на органической основе не могут выдержать без разрушения таких температур.
Интересным и своеобразном видом эластичного ма-
еэ
Автомобильные шины из синтетического каучука спо собны работать и при мо розе в 60 градусов и при на греве до 120 градусов
териала является хлоропреновый каучук. Ои отличает ся от других видов синтети ческого каучука негорюче стью, повышемкой бензо- и маслостойкостыо и газоне проницаемостью, а кроме того, высокой стойкостью к воздействию ультрафиоле товых лучей, кислорода воз духа и озона.
С появлением износо устойчивых каучуков «веч ную обувь» обретут не толь ко автомобили, но и другие машины. Компрессор, на пример, получит ремни, ко торые придут в негодность вместе со своим «хозяином». На ботинках появятся несбивающиеся каблуки и ие-
снашивающиеся |
подметки |
и т. д. и т. п. |
|
Сейчас созданы синтети |
|
ческие каучуки, |
которые не |
способны поддерживать, го рения, не требуют вулкани зации при высоких темпера турах. Есть также каучуки не «стареющие», то есть не окисляющиеся и не делаю щиеся ломкими со време нем.
Вместо каучука сейчас в ряде случаев применяют так
9 0
называемый латекс — эмульсию каучука в водном растворе.
В каких случаях это выгодно делать?
Латекс находит применение в производстве губчатой резины, им пропитывают бумагу, ткани, делая их непро мокаемыми. В настоящее время получают распростра нение краски, сделанные на основе эмульсии каучука. Цветная пленка, образуемая такими красками, необы чайно прочно пристает к разным материалам. Если но вой краской покрасить стены комнаты, то с них легко смываются загрязнения и жировые пятна, и помещение всегда выглядит красиво, свежо, будто только что произ ведена покраска. Цвет и тон при добавке каучука не1 ослабляются. Более того, благодаря глянцевой поверх ности образующейся пленки они даже усиливаются.
Как видите, синтетические каучуки могут обладать
самыми различными свойствами. |
каучука, — пи |
«.Всякая новая форма синтетического |
|
сал С. В. Лебедев, — приносит с собой |
новый комплекс |
свойств, которых нет ни у природных, ни у других синте тических каучуков».
Мир, недавно нанесенный на карту
В этой главе речь пойдет о мире, открытом не путе шественниками и мореплавателями, а химиками, о хи мических соединениях, представляющих собой сочетания органических и неорганических веществ. Названы они кремнийорганическими, потому что в их основе лежат атомы кремния. Из таких соединений химики получают сейчас большое количество полимеров.
Кремнийорганические полимерные вещества благо даря своим замечательным свойствам нашли широкое применение в различных отраслях народного хозяйства
91
и в быту. Такие полимеры занимают область, лежащую между органическими полимерами и кварцем.
Кремнийорганические полимеры могут длительное время испытывать температуру нагрева до 200 градусов и не менять при этом своих свойств. Некоторые из этих полимеров, как показывает практика их использования, выдерживают температуру нагревания до 300 градусов, что совершенно недопустимо для органических поли меров.
В чем же секрет такой жаростойкости?
Молекулы органических полимеров имеют сложную структуру. Основной каркас этих молекул образуют ато мы углерода. Молекулы кремнийорганических полиме ров построены в основном из чередующихся атомов крем ния и кислорода. Отсюда и разница в их свойствах.
Углерод, как известно, способен окисляться, то есть сгорать в кислороде воздуха, превращаясь в углекислый газ. Вот почему в органических полимерах при их на гревании происходит окисление атомов углерода. В свя зи с этим большая молекула полимера распадается на ряд мелких и полимер утрачивает свои свойства.
Атомы кремния в кремнийорганических соединениях уже окислены, то есть связаны кислородом. Поэтому молекулы таких полимеров весьма устойчивы к нагрева нию. Они не разрушаются и не превращаются в конеч ном итоге в газообразные продукты,, как молекулы орга нических полимеров. Таково объяснение жаропрочности кремнийорганических полимеров.
Кроме того, кремнийорганические полимеры обла дают пластичностью, эластичностью, а также способ ностью растворяться в растворителях. Чем объясняются эти их свойства?
В боковых цепях молекул кремнийорганических полимерор содержатся атомы углерода, соединенные с дру-
9 2
fiiMM атомами. Наличие этих органических групп и НрИдает новым полимерам указанные выше свойства.
Кремнийорганичеокие соединения, нанесенные на во допроницаемые материалы, образуют на них молеку лярную пленку, благодаря которой обработанная по верхность совершенно не смачивается водой. Пленка эта не впитывает и не пропускает воду.
Водоотталкивающие овойства |
кремнийорганических |
|
полимеров широко |
используются |
сейчас для защиты |
) приборов от порчи, |
для покрытия керамических деталей |
в электро- и радиоаппаратуре в случаях, когда от увлажнения эти детали снижают электрическое сопротивление, С помощью кремнийорганических соединений повы шают влагостойкость различных деталей аппаратуры, работающей в условиях повышенной влажности, при дают тканям способность не промокать даже при самом сильном дожде. Ими можно обрабатывать как хлопчато бумажные, так и шерстяные ткани, а также бумагу и ко жу, не изменяя при этом их внешнего вида. Сукно, на пример, после обработки выдерживает непрерывный дождь, не промокая в течение 18 часов, в то время как необработанное сукно промокает через несколько минут. Кожа после обработки ее кремнийорганическими соеди нениями задерживает влагу в 10—20 раз лучше, чем не
обработанная.
В настоящее время кремнийорганичеокие соединения начинают широко использовать для придания водоне проницаемости одежде, спортивному и рыболовному снаряжению, кожаной обуви.
Ленинградские специалисты применили новые сред-
tства для наружной защиты зданий. Добавляя кремнийорганические соединения в цемент, используемый при кирпичной кладке, они делают ее водостойкой.
Кремнийорганические вещества могут'быть тверды ми и жидкими, жесткими и гибкими. Они могут быть
9 3
эластичными, как каучук, и вязкими, как смазочные масла. Такие масла мало меняют свою вязкость при повышении температуры и не замерзают на морозе в 50 и даже 70 градусов. Кремнийорганические каучуки сохраняют эластичность при температуре 70 градусов, устойчивы к нагреву До 200 градусов. На редкость цен ные свойства кремнийорганических веществ обеспечи вают им Широчайшее применение во всех отраслях на родного хозяйства.
Свойство этих веществ выдерживать большие темпе ратуры с успехом может быть использовано в авиацион ной технике. Это же ценное качество обеспечивает им «зеленую улицу» в ракетной технике, энергетике, маши ностроении, где термостабильность порой становится решающим фактором появления на свет той или иной детали.
Важным свойством новых материалов является их электронепроводимость. Применение кремнийорганичес ких полимеров в качестве электрической изоляции по зволило повысить плотность тока в обмотках электри ческих машин и аппаратов, а это в свою очередь снизи ло на 35—40 процентов их вес, повысило их температуростойкость, в несколько раз увеличило срок службы.
Создание кремнийорганических веществ — это только первый шаг вторжения человека в ту таинственную область, которая находится между органическими и не органическими полимерами.
Имеется еще целый ряд полимеров, порожденных в полном смысле этого слова современной химией. Это полимерные вещества, у которых цепи молекул построе ны из атомов: кремния, кислорода и титана; кремния, кислорода и бора; кремния, кислорода и хрома; кремния, кислорода и никеля. Структура молекулярных цепей та ких полимеров» сближает их с силикатами. Эмали, лаки и пластические массы на основе этих полимеров выдер-
94
Живают рабочие Температуры от —60 до +550 градусов. Их используют в технике для создания жаростойких по крытий, деталей электрооборудования и тому подобных изделий.
В настоящее время синтезированы полимеры, моле кулы которых построены из тех лее атомов, что и моле кулы корунда, то есть из алюминия и кислорода.
Несколько лет назад советские химики создали из искусственных минералов резцы, способные снимать стружку со стальной болванки примерно с такой же легкостью, с какой ноле срезает кожуру с яблока. Те перь такими искусственными минералами оборудуются фрезы, сопла для пескоструйных аппаратов, нитеводители для прядильных машин. Их используют вместо алма за для бурения сквалсин в твердых породах. Проникая в технику и промышленность, искусственные минералы способствуют значительному повышению производитель ности труда, ускорению технического прогресса.
Большой интерес для народного хозяйства представ ляют и фтороуглероды. Так называют синтетические соединения, молекулы которых имеют цепь из атомов углерода, а вместо атомов водорода к ним присоедине ны атомы фтора. У фтороуглеродов и углеводородов очень небольшое различие в строении. Свойства лее фто роуглеродов совершенно иные, чем у углеводородов.
Фтороуглероды не горят, не подвержены гниению и коррозии, не разрушаются со временем. Из них можно будет изготовлять пластические массы, каучуки, волок на, растворители, красители, смазочные и другие веще ства. Такое смазочное масло, залитое в закрытый дви гатель, не будет нуждаться в замене свежим. Ткань, сделанная из фтороуглеродных волокон, не боится огня.
Многообещающе и другое направление химических исследований. Это познание тайн строения гигантских
9 5
"молекул белка, раскрытие 'секретой так называемых биополимеров.
«Наука, — пишет академик Н. Н. |
Семенов, — начав |
с изучения природных полимеров, |
создала огромный |
ассортимент синтетических полимерных веществ, кото рые по многим показателям (таким, как прочность, теплостойкость, химическая стойкость) превзошли при родные полимеры.
Однако биополимеры, особенно белки в живых орга низмах, обладают рядом удивительных свойств, которые мы пока не умеем осуществлять в синтетических полиме-
•рах. Мы не понимаем, чем же определяются, чем объяс няются эти удивительные свойства биополимеров в жи вых организмах, и это является причиной, мешающей нам создавать искусственно вещества с таким компле ксом новых свойств.
Самое основное, удивительное свойство белков и подобных им соединении в живом организме заключа ется в том, что они воспроизводят себя из элементов пищи, да и вообще способны проводить в организме тончайшие синтезы, осуществлять которые во многих случаях мы не умеем. Кроме того, биополимеры обла дают свойством преобразования химической энергии в другие формы. Коэффициент полезного действия мышц превышает вдвое и втрое коэффициент полезного действия (КПД) современных паровых турбин. Нервные волокна и мозговые клетки перерабатываютхимическую энергию в электрические токи, трансформируют их, про изводя эти операции со специфичностью и в таких малых габаритах, которые не достижимы для наших электрон но-счетных машин. Есть много и других поразительных
.химических и физических явлений, которые осуществля ются в организме с помощью белков и подобных им по лимерных соединений.
9 6
Наши современные синтетические полимерные веще ства— это материалы. Они подобны строительным со оружениям. Биополимеры в организме скорее могут быть уподоблены строительным и энергетическим маши нам, так как они являются часто не просто материала ми, ’ но одновременно преобразователями химической энергии в механическую и электрическую или же хими ческими аппаратами, создающими из материалов пищи
сложные молекулы, в частности себе подобные. Изучить и понять механизм химического действия
белков в организме и на основе этого научиться искус ственно создавать такого рода молекулярные машины является, я думаю, важнейшей задачей химии будущего. Искусственно создавать высокоразвитый живой орга низм, конечно, невозможно. Но совсем не об этом идет речь. Задача заключается в том, чтобы разобраться в химическом принципе какой-либо одной функции белка в организме, например его свойстве воспроизводить себя из элементов пищи или свойстве преобразовывать хими ческую энергию непосредственно в механическую. Выяснив этот принцип действия белков, вовсе нет на добности слепо следовать природе, но надо пытаться на основе этого принципа создать искусственные вещества совсем иного состава, которые бы выполняли какую-ли бо определенную функцию белка лучше и эффективнее, чем это происходит в организме, где дело осложнено тем, что живое вещество должно сразу выполнять очень большое число функций. Надо иметь в виду, что совре менная химия располагает несравненно большим коли чеством веществ, чем те, которыми располагала природа
при возникновении жизни.
Работа по изучению строения, нахождению новых физико-химических свойств белков и им подобных соеди нений уже началась во всем мире. Некоторые новые успехи были получены, в частности, и у нас в 1959 году».
7 Заказ 232