Файл: Буянов А.Ф. Тайны больших молекул.pdf

ционной промышленности, в промышленности средств связи и автомобилестроении, в кабельной промышлен­ ности и машиностроении, в строительстве, в легкой, ла­ кокрасочной и других отраслях промышленности.

В речи на торжественном заседании во Дворце куль­ туры Сталиногорского химического комбината, посвя­ щенном вручению комбинату ордена Трудового Крас­ ного Знамени, в феврале 1959 года товарищ Н. С. Хру­ щев говорил: «Развитие современного самолетостроения, реактивной техники, радиолокации и других новых от­ раслей техники немыслимо без применения синтетиче­ ских материалов. Нельзя было бы осуществить запуск искусственных спутников Земли, а тем более космиче­ ской ракеты, если бы у нас не было необходимых поли­ мерных материалов и синтетических горючих».

Новые материалы призваны удовлетворять в семи­ летке постоянно возрастающие потребности приборо­ строения, машиностроения, судостроения, а также Дру­ гих отраслей нашего народного хозяйства. Роль этих ма­ териалов все более и более возрастает, так как без них уже сейчас невозможно создание ни точных приборов, ни аппаратуры, ни скоростных транспортных средств. Развитие современной ракетной техники и радиолока­ ции также немыслимо без использования синтетических материалов.

Применение этих веществ дает возможность повы­ сить производительность труда, позволяет в больших размерах заменять синтетическими материалами черные и цветные металлы и сплавы, обеспечивает дальнейшую индустриализацию строительных работ. Вот почему пар­ тия и правительство уделяют развитию химии такое большое внимание. Вот почему в семилетке на развитие химической промышленности предусматривается израс­ ходовать 100—105 миллиардов рублей. Это столько же,

23

Французский химик Аудемарс решил исследовать продукт, из которого в организме червя вырабатывается шелковая масса. Как известно, червь питается листьями тутового дерева. Ученый произвел анализ листьев и вы­ яснил, что их вещество — целлюлоза — в основном со­ стоит из трех видов атомов:

углерода, кислорода и водо­ рода. Когда же он сделал анализ шелка, то в нем, по­ мимо перечисленных ато­ мов, был найден еще и азот. Тайны природы понемногу раскрывались перед пытли­ вым умом исследователя. Химически присоединив к целлюлозе азот, Аудемарс после ряда опытов нашел, что полученное вещество растворяется в спирте, об­ разуя густой раствор.

Наступила решающая минута. Исследователю хо­ телось скорее изготовить из раствора нити. Он взял ле­ жащую здесь же на столе стальную иглу, обмакнул ее

в раствор и поднял вверх. За иглой потянулась паутин­ ка нити — это из струйки раствора испарился спирт и растворенное вещество превратилось в нить.

Прошло немало времени, прежде чем была построе­ на небольшая фабрика, на которой стали вырабатывать искусственный шелк. Ему дали название нитрошелк, так как азотосодержащая целлюлоза называется нитро­ целлюлозой.

26

Первый искусственный шелк рассматривался не как текстильное волокно, а скорее как забавная новинка хи­ мии. Даже оптимисты называли его не иначе как эрза­ цем натурального шелка. В первое время это действи­ тельно так и было. Но самое длинное путешествие, как говорится в китайской пословице, начинается с первого шага. Этот шаг по пути прогресса был сделан.

Нитрошелк не получил широкого распространения потому, что он горит, как порох. Однако пути химиче­ ского изготовления нитей, подобных шелку, уже были ясны, правда, ясныпока одним химикам.

Химики в отличие от других специалистов обладают способностью видеть в веществах то, чего не могут ви­ деть другие. По внешнему -виду как будто бы ничего общего нет между древесиной и хлопком. Но химик сразу скажет:

— Чистый хлопок на 99 процентов состоит из целлю­ лозы, а в древесине ее примерно половина -всего состава.

Химические знания помогли решить проблему пре­ вращения древесной целлюлозы в нити. Для этого цел­ люлозу тем или иным способом -стали переводить в ра-

,створ, из которого потом выделяли ее в' виде нитей. Так

унитрошелка появились «родственники» и в первую очередь вискозные волокна.

Вначале текущего столетия великий русский химик Д. И. Менделеев посетил в Париже -выставку. Там он познакомился -с новым способом получения искусствен­ ного шелка. Способ этот так заинтересовал Менделеева, что он, не дожидаясь возвращения в Россию, решил по­ знакомить -с ним своих соотечественников.

«Химики научились делать шелк из веществ, -содер­

27

лят, то с помощью химических веществ ее переводят в вязкий, как мед, раствор. Из раствора потом получают нити так называемого вискозного шелка».

Молекулы целлюлозы имеют длинную нитевидную форму, и в зависимости от того, как расположить эти молекулы, можно получить изделие или в виде бумаги или в виде нитей. В бумаге молекулы расположены бес­ порядочно, словно волокна шерсти в войлоке, а в нити они уложены подобно тому, как волокна хлопка в пряже.

Как же из микроскопически малых нитевидных ча­ стичек удается «спрясть» нить?

В этом и заключается мастерство химиков! Текстильщики, те просто берут волокна хлопка или

шерсти, расчесывают их на машинах, то есть распола­ гают волоконца по длине друг возле друга. Получается лента, которая потом скручивается в нить.

Совсем другое дело у химиков. «Волоконца» целлю­ лозных молекул не различишь даже под микроскопом. На текстильных ‘машинах их не расположишь по поряд­ ку. Для этого требуются и новые методы, и новые маши­ ны. Такие машины и методы созданы инженерами-хими- ками.

На специальных машинах древесину сосны или ели превращают в щепу. Эту щепу варят в больших котлах со щелоком. В процессе варки все вещества, кроме цел­ люлозы, растворяются. Целлюлозу отцеживают от ра­ створа и промывают. Она имеет вид мелких волоконцев. Когда целлюлозная масса, пройдя ряд операций на раз­ ных аппаратах, выйдет из сушилки, она приобретает вид картона. Закончился первый этап: из древесины выде­ лили целлюлозу.

Теперь целлюлоза в виде листов совершает дальней­ шее путешествие: ее везут на завод искусственного шелка. Здесь в результате химической обработки она

28

люлозы в щелочи.

Процесс образования шелковых нитей из жидкой массы вискозы — один из интереснейших процессов в хи­ мическом производстве. На наших глазах вискоза течет по стеклянной трубке и затем тонкими струйками вы­ давливается в ванну, содержащую кислоту. Нитевид­ ные молекулы целлюлозы при этом вытягиваются в на­ правлении потока. Как только струйки соприкоснутся с кислотой, щелочь нейтрализуется, и целлюлоза образует нити. Нити непрерывно вытягиваются из ванны специ­ альным приемным механизмом. Когда их промоют, высу­ шат и перемотают в мотки или на шпули, то трудно раз-

,обрать, искусственный это или натуральный шелк. Это так называемый вискозный способ производства искусст­ венного волокна.

Механический «шелкопряд» — прядильная машина, которая производит каждый день примерно четверть тонны шелкового волокна, то есть столько, сколько дают миллионы тутовых шелкопрядов.

Дальнейший путь шелка от завода искусственного шелка до ткани или трикотажа уже не представляет че­ го-то нового и оригинального.

Вискозным способом можно получать нити бесконеч­ ной длины, подобные шелку, и нити, разрезанные на во­ локна, по длине равные хлопку или шерсти. Это так на­

сырье для его производства чрезвычайно доступное. Вот почему выработка вискозного шелка широко .развита в

СССР. В семилетке она еще больше увеличится. Вискозу часто называют царицей искусственных во­

локон. И это не случайно. Вискозный шелк лримернр в

29

30

широкое развитие, так как текстильные свойства его очень хорошие, а запасы сырья для его производства практически иеисчерпаемы.

Существует еще промышленный способ производства искусственного шелка, получивший название «медно­ аммиачный». Он основан на том, что целлюлоза непо­ средственно растворяется в аммиачном растворе окиси меди. Из такого раствора ее легко выделить водой. Струйки раствора, отдавая растворитель воде, образуют нити. Когда раствор целлюлозы вытекает непрерывной струйкой, то нитевидные молекулы располагаются в ней преимущественно вдоль струйки. Так же они располо­ жены и в образовавшейся нити. Для еще лучшей ориен­ тации молекул нить в процессе прядения подвергают вы­ тяжке. Это придает ей особенную прочность и, кроме

ных шин делаются с каркасом из вискозного шелка. Он крепче и более теплостоек, чем хлопковое волокно, по­ этому шины с ним значительно долговечнее.

Синтетические — это особенные волокна

В производстве искусственных волокон сырьем слу­ жат природные полимеры: целлюлоза древесины или хлопка, а также растительные и животные белки (соя, казеин молока и другие). Из белков изготовляют искус­ ственное шерстеподобное волокно.

Строение природных полимеров' в процессе их пере­ работки в волокна изменяется незначительно. Следова­ тельно, свойства получаемых из них волокон тоже мало

31