Файл: Нестареющие полимеры..pdf

за которыми также приходится следить специалистам. Очень обильна и книжная продукция: сейчас количество книг, опубликованных на всех языках мира, превысило 30 миллионов названий.

Ориентироваться в этом безбрежном море научнотехнической информации помогают реферативные жур­ налы. Один лишь советский реферативный журнал, вы­ пускаемый в нескольких сериях, поместил в 1960 году около 700 тысяч публикаций, полученных в результате тщательной обработки свыше 11 тысяч зарубежных и трех тысяч советских научных журналов, сборников трудов, научных записок, отчетов международных съез­ дов и конференций, а также 90 тысяч советских и зару­ бежных патентов, полученных из 90 стран мира.

Естественно, что на столах сотрудников группы науч­ но-технической информации НИИХИМПОЛИМЕРа по­ четное место занимают реферативные журналы. Но эти журналы, к сожалению, живут вчерашним днем: в луч­ шем случае, ,в последних их выпусках содержатся сооб­ щения о материалах, увидевших свет полгода—год назад. Действенная же помощь информации должна быть гораздо оперативней. Поэтому в институте изуча­ ются около 60 советских и такое же количество зару­ бежных периодических изданий, в которых с наиболь­ шей вероятностью могут встретиться сведения об инги­ биторах. Кроме того, в институт поступают отчеты из многих лабораторий — «смежников».

Сотрудники группы научно-технической информации следят за книгами, газетами, изучают патенты, про­ спекты иностранных фирм, справочники... Собранная об ингибиторах информация группируется по химическим классам соединений и по применению их в различных видах полимеров. Благодаря этому здесь можно полу­ чить справку о том, какие ингибиторы следует добавить, например, при изготовлении поливинилхлорида; и здесь

67

же вам скажут, где используются сложные эфиры бетарезорциновой кислоты, и т. д.

Работа группы не ограничивается сбором и система­ тизацией информации. Ее сотрудники в курсе того, чем заняты сегодня и будут заняты завтра работники Там­ бовского института и даже лабораторий, находящихся в других городах. Они имеют возможность, обнаружив интересную статью, «выловив» какое-нибудь указание, могущее пригодиться исследователю, довести информа­ цию непосредственно до человека, который держит з руках пробирку или колбу с веществом и решает во­ прос: быть или не быть этому веществу ингибитором.

Суровый экзамен

В институте несколько лабораторий; в одних разра­ батывают технологию получения противостарителей ре­ зин (от успеха в этой работе в большой мере зависит длина пробега автомобильных шин), . в других ищут ингибиторы пластмасс и т. д.

Но какой бы противостаритель ни синтезировался или ни проверялся в лабораториях, сотрудники инсти­ тута знают: претендент на звание ингибитора должен

ханизмом старения этого полимера мы познакомились во второй главе нашей книжки.—Авт.) должен быть:

совместим со смолой, без запаха, цвета и вкуса,

огнестойким и нелетучим, не должен влиять на электрические свойства, должен быть устойчив.

Эти условия являются суровыми...» А за ними стоят

68

еще очень многие другие требования, все более сужи­ вающие круг возможных претендентов.

«Совместимость со смолой» означает, например, не только то, что ингибитор должен хорошо растворяться в полимере: иначе его молекулы не окажутся в нужный час на нужном месте — у любого «очага загорания». Необходимо, кроме того, чтобы -молекулы ингибитора

.обладали способностью диффундировать в массе поли­ мера, перемещаться от участков, где их концентрация относительно велика, к участкам, где их становится мало. Дело в том, что процессы старения, а следова­ тельно, и защитная деятельность ингибиторов проте­ кают главным образом в поверхностном слое полимер­ ного изделия. Поэтому через некоторое времй на по­ верхности изделия молекулы ингибитора оказываются израсходованными. Им на смену должны сами собой поступать новые порции противостарителей, сохранив­ шихся в глубине изделия-. Однако скорость диффузии не должна быть и слишком большой. Иначе молекулы ингибитора могут «выскочить» за Пределы изделия. Произойдет выпотевание противостарителя.

Отвергаются не только вещества, которые сами по себе обладают .сильным запахом или яркой 'окраской. Не пригодными в качестве противостарителей оказы­ ваются и такие вещества, которые в результате слож­ ных превращений дают пахучие или окрашенные про­ дукты. А к чему все это практически приводит, станет ясно из одного .примера. Для полиэтилена до 1961 года было найдено т о л ь к о д в а противостарителя, не имеющих ни запаха, ни вкуса, а потому пригодных при изготовлении тонких ‘ пленок для хранения продуктов. Из сотен, а может быть, из тысяч химических соедине­ ний, способных оборвать цепную реакцию старения полиэтилена, практически пока можно использовать только два. Сколько же напряженной работы потребо­

63

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