Файл: Сергей Николаевич Ушаков (1893 - 1964) вступительная статья В. А. Кропачева и Е. М. Лаврентьевой.pdf

альдегидных маслорастворимых смол, фенольных пресспорошков по вальцовому методу, различных прессматериалов на основе заменителей фенола и формалина, высокопрочных асборезитов, простых эфиров целлюлозы, покрытий и пла­ стиков на их основе, вииилацетата (по парофазиому методу) п его полимеров, эфиров акриловой и метакриловой кислот и органического стекла,— реализованные иа ряде заводов.

Организация всех этих производств дала возможность нашей промышленности пластмасс выдержать испытания Великой Отечественной войны и обеспечить нужды совет­ ской военной техники в различных видах пластиков.

Деятельность С. И. Ушакова получпла широкую изве­ стность и прпзианпе как в СССР, так и за рубежом. Старей­ ший журнал в области синтетических материалов «Клтэ!- виДГе» еще в 1932 г. писал: «Интересно отметить, что эта крупная работа почти полностью осуществлена молодым по­ колением русских химиков во главе с профессором С. Н. Ушаковым. Он создал в России так называемую школу ппженеров-шшстмассчиков, которая, видимо, призвана сыг­ рать большую роль в предстоящем развитии химии в Рос­ сии».

В 1945 г. С. Н. был назначен директором вновь созда- • ваемого Научно-исследовательского института полпмерпзациониых пластмасс и экспериментального завода в Ленин­ граде. Он фактически провел его организацию и осуществил совместно со своими сотрудниками разработку ряда новых процессов. Среди них в первую очередь следует отметить синтез различных ацеталей поливинилового спирта но ори­ гинальному водногетерогенному методу; создание триплекс­ ной и броневой пленки и специальной электроизоляции иа их основе; синтез фторсодержащих мономеров и полимеров на их основе.

- На основе ненасыщенных производных целлюлозы С. Н. впервые в мировой науке (1943 г.) получил так называемые привитые («графт») сополимеры. Таким образом был открыт новый путь синтеза сополимеров особой структуры и свойств, получивший в дальнейшем широкое развитие в ряде совет­ ских и зарубежных научных трудов.

Работы С. Н. Ушакова по парофазному синтезу сложных виниловых эфиров до сего времени являются единственны­ ми, опубликованными в мировой литературе. Гетерогенный каталитический синтез винилацетата, разработанный С. Н.

9

с сотрудниками, дает папболее выгодные технические пока­ затели и внедреп па всех заводах СССР. Освоение всех этих новых процессов и выпуск полимерных материалов оказали большое прогрессивное влпянне на развитие различных от­ раслей советской промышленности.

В 1948 г. С. II. был избран директором вновь организо­ ванного им Института высокомолекулярных соединений Ака­ демии наук СССР и состоял в этой должности до 1953 г., когда тяжелое заболевание заставило его уйти с руководя­ щей работы н посвятить себя исключительно пауке.

Особое развптне получплп работы С. II. по радикальной сополп.мернзацип различных виниловых мопомеров. Им бы­ ли изучены процессы сополимеризации различных сложпых виниловых эфиров с ненасыщонымп кислотами, пх амидами и метилолампдами, впнилппрролпдопом, виннламндамп. Ряд полученных новых сополимеров отличается повышенными техническими свойствамп (прозрачные теплостойкие поли­ меры для авиации и др.) п используется в настоящее время для промышленного применения.

Деятельность С. II. последних 10 лет (1954—1964 гг.) оказалась исключительно плодотворной. Достаточно указать,

ставляет собой лучшее в мировой литературе и наиболее полное обобщение имеющихся по этому вопросу материа­

лов.

В последнее время С. II. Ушаковым с сотрудниками изу­ чен особый вид гетеросополимеризацпп, допускающий воз­ можность получения сополимеров виниловых соединений (сложных виниловых эфиров, випилового спирта), содержа­ щих чередующиеся звенья других мономеров, включающих реактивные группы, в частности метилолкротонамнда, спо­ собные к реакции конденсации между цепями сополимера. Этот тип «самоотверждающпхся» при нагревапин линейных полимеров (высокого молекулярного веса) открыл пути для создания особого вида синтетического волокна, изоляцион­ ных материалов для электровакуумной техпики и водора­ створимых отверждающихся покрытий.

10

работ по поливиниловому спирту в СССР положительно раз­ решен вопрос о создании производства нового высококаче­ ственного волокна «вниол».

Особо важное значение имеет выдвинутое С. Н. в 1957— 1958 гг. новое «полимерное» направление в химиотерапии, основанное па выявленной способности физиологически ак­ тивных веществ сохранять свою активность при химическом сочетании их с полимерами. Сущностью этого нового направ­ ления является использование лекарственных соединении в впде их сочетаний химическими связями с водорастворимы­ ми полимерами, растворы которых обладают свойствами плазмозамснителя. Подобная методика не была ранее описа­ на в мировой литературе и нигде не применялась на^ прак­ тике. Наряду с контролируемым пролонгированием действия различных лекарств она открывает возможность получения нового качественного эффекта в действии лекарственного вещества, так как условия для его взаимодействия с тканями

организма существенно меняются.

Решение задачи создания полимеров лекарственного действия было связано с получением исходных полимеров необходимого строения п структуры, нетоксичных п облада­ ющих свойствами плазмозаменнтелей, н разработкой реак­ ций, с помощью которых к этим полимерам могли бы быть присоединены лекарственные соединения. Ряд таких син­ тезов и был предложен и разработан С. Н. с сотрудни­

ками.

Под руководством С. Н. синтезированы «пслонтановыи эфир» поливинилового спирта и его сополимеров с вIШИлпиpJ ролндоном (антикоагулянт крови), п-амииосалициловый эфир поливинилового спирта (противотуберкулезный препа­ рат), сополимеры впнилгидрохпиона с вппилппрролидоном п салицилали и галлали поливинилового спирта (полимер­ ные ингибиторы), полимерные формы (соли, полиамиды, полигпдразиды) пеиициллннов, сополимеры впнплпирролидона с кротоновыми производными анестезина п новокаина (ане­

стезирующие препараты).

Предварительные биологические испытания этих новых препаратов в эксперименте подтверждают правильность предпосылок, положенных в основу разработки полимерного направления в хпмпотерапнп. Показано, что такпе полимер­ ные лекарственные препараты могут быть введены в орга­ низм путем внутримышечной пли внутривенной инъекции.

И

Лекарственное действие соединения, включенного в структу­ ру полимера, может быть сохранено п пролонгировано, а их токсическое воздействие иа оргапнзм уменьшается, что от­ крывает возможность получения нового количественного и качественного лечебного эффекта. Министерство здравоохра­

С. Н. оиублпковапо в советской п зарубежной литерату­ ре около 200 работ (в том чпеле несколько монографий) и получено большое число авторских свидетельств на изобре­ тения, большая часть которых внедрена в промышлен­ ность.

Наряду с непзмепно напряженной научной и организа­ ционной деятельностью С. II. вел также большую обществен­ ную работу. В частности, в г. Шостка, а позднее в Ленингра­ де оп избирался председателем Ленинградского областного бюро инженерно-технической секции, председателем прав­ ления ПИТО химиков, членом Областного комитета Всерос­ сийского союза рабочих химической промышленности, членом Областного совета народного хозяйства Ленин­ градской области. Он был также членом Комитета по хими­ зации народного хозяйства СССР при Совнаркоме СССР, за­ местителем председателя Областного комитета но химизации,

главным консультантом творческой группы по связи пауки с производством, созданной Московским и Ярославским сов­ нархозами.

Деятельное участие принимал С. II. в организации жур­ нала «Пластические массы» и состоял его научным редакто­ ром во все время его существования (1931—1935). Организо­ вав выпуск непериодического сборника «Пластические мас­ сы», С. II. был его постоянным редактором (до 1941 г.). В 1945 г. состоял членом редколлегии журнала «High poly­ mers» (Голландия), а с 1946 по 1949 г.— ведущего в области полимеров американского «Journal of polymer science».

Правительство СССР высоко оценило деятельность С. II. Ушакова. Ему присуждены две Государственные премил

СССР (1942 и 1950 гг.) и почетные зваппя Заслуженного дея­ теля науки п техники и Заслуженного изобретателя РСФСР

12

Он награжден шестью орденами (в том числе тремя орде­ нами Лсипиа) п медалями СССР. Кроме того, ему были при­ суждены многочисленные промин Министерства химпчсск-ой промышленности и Министерства высшего образования СССР, Большая золотая медаль ВДНХ (1961 г.).

Необходимо особо подчеркнуть блестящую научную ин­ туицию С. Н., умение ставить сложные теоретические задачи и находить оригинальные решения, неизменно направленные на практические цели. Им всегда руководило горячее, стра­ стное желание быстрейшего развития отечественной поли­ мерной наукп в целях организации мощной промышленности полимеров и пластмасс. Он был в числе первых и наиболее энергичных организаторов химической наукн и промышлен­ ности.

С. И. Ушаков принимал также деятельное участие в пар­ тийной жизни возглавляемых им институтов Ленинграда. Активный и принципиальный коммунист, оц пользовался самым высоким авторитетом и уважением всех, кто его знал. Замечательный педагог и блестящий оратор, он был очень сердечным, простым и доброжелательным человеком. Таким ом н останется в сердцах всех, кто с ним работал, кто у него учился, в сердцах тех, кто продолжает начатые им исследования.

Обзор научно-исследовательских работ

Обшпрпая паучпо-нсследовательская деятельность С. Н. Ушакова охватывала четыре основных области химии: фе- нол-альдегндную коидепсацшо, синтез простых эфиров и других производных целлюлозы, изучение реакций получе­ ния виниловых мономеров л их дальнейших превращений, синтез и изучение поливинилового спирта н его производных.

Фенол-алъдегидная конденсация

К группе исследований фенол-альдегидной конденсации относятся в первую очередь работы С. II. по изучению новолачной конденсации и модификации новолачиых смол. Он разработал и осуществил в производстве технику получе-

13

гшя последних, а также впервые пашел п охаракте]лгзовал ряд простых п сложных эфиров поволака. Им была подроб­ но изучена реакция эфпрпзацнп поволаков абпэтиыовой кис­ лотой и установлен характер химической связи в этих сое­ динениях. Полученные п.м данные послужили основанием для организации в СССР производства искусственных маслорастворимых смол.

Особое внимание уделил С. Н. изучению заменителей фенола в фенол-альдегпдной конденсации. И-м изучены про­ дукты конденсации кислых фракций бу.роугольнон, торфя­ ной, сланцевой и сапропеловой смол. Достигнутые успехи позволили производить на основе этих смол прессовочные и слоистые материалы. Большое внимание уделял С. Н. вопро­ сам конденсации фенолов с древесиной и изолированными кислотным л щелочным лигшшами. Конденсация фенолов с лпгнпном н лигшшосодержащпмн материалами служила предметом изучения для многих исследователей в ряде стран. Однако только С. II. Ушакову н ого сотрудникам, на основе тщательных количественных наблюдений, выяснения роли свободного фенола в продуктах конденсации и установ­ ления теплового режима процесса, удалось добиться уп­ равления этой реакцией н получить технически цоппые про­ дукты, пригодные для получения как прессовочных, так и слоистых пластиков. Значительный интерес представляет также разработка процесса с использованием щелочного лиг­ нина. Это стало возможным только после того, как С. И. до­ казал, что процесс протекает путем прямой конденсации ядер лигнина с гексаметилентетрамином в гетерогенной сре­ де прп высоких давлениях. На основе этих наблюдений С. И. была предложена новая технология получения фенол-лпг- ншгаых смол путем взаимодействия сплавов фонола п ще­ лочного лигнина с гексаметилентетрамином в самой прессо­ вочной композиции.

Синтез простых эфиров целлюлозы

Впервые в СССР С. Н. Ушаков подверг тщательному изу­ чению процессы синтеза простых эфиров целлюлозы. Он изу­ чал синтез этил-, пропил-, бутил-, бензнл-, оксиэтил-, метнл-' оксиэтил-, винил-, аллндцеллюлозы н ряда смешанных эфи­

14

ров. Некоторые из эфиров были им синтезированы и описаны впервые. Детально освещались им вопросы получения алкалицеллюлозы, влияние условий мерсеризации, каталитиче­ ское воздействие медных соединений и других веществ, ско­ рости основной и побочных реакций, а также характеристи­ ки процесса, имеющие технологическое значение. Тщательно изучал С. Н. фракционный состав эфиров в зависимости от методов их получения. Для решения практических задач он предложил оригинальные методы мерсеризации целлюлозы под давлением и отбелки этилцеллюлозьг. На основе этих работ построены советские технологические схемы получе­ ния бензил-, этил- и метилокснэтнлцеллюлозы. С. Н. впервые установил механизм реакции перегруппировок окснэтильиой группы.

На основе ненасыщенных производных целлюлозы С. II. Ушаковым впервые в мировой науке (в 1943 г.) были получены так называемые привитые («графт») сополимеры. Таким образом был открыт новый путь синтеза сополимеров особой структуры н свойств, получивший в дальнейшем ши­ рокое развитие в ряде советских п зарубежных работ.

Виниловые соединения

Наибольшее значение для науки и техники пмеют много­ численные исследования С. Н. в области синтеза, полимери­ зации п сополимеризацпн (по радикальному механизму) виниловых соединений и изучение реакций в цепях их по­ лимеров и сополимеров.

С. Н. изучил процессы парофазного спитеза целого ряда сложных виниловых эфиров (вшшлформиата, -ацетата, -про­ пионата, -валерата, -бутирата, -изобутирата, -бензоата, ряда моновиннловых эфиров малеиновой кислоты п ее кислых эфиров) и осветил ряд сложных вопросов этого гетерогенно­ го каталитического процесса. Работы С. И. Ушакова с сотруд­ никами по парофазиому синтезу сложных виниловых эфиров являются первыми из опубликованных в мировой литерату­ ре. До его работ парофазный синтез впнилформиата считал­ ся зарубежными исследователями вообще неосуществимым. Гетерогенный каталитический синтез винилацетата, разра­ ботанный С. Н. с сотрудниками, дает наиболее выгодные технические показатели и принят на всех заводах СССР.

15

Поливиниловый спирт и его производные

Огромное значение имеет теоретическая и научно-иссле­ довательская работа, проведенная С. Н. Ушаковым с учени­ ками и сотрудниками в области пзучения поливинилового спирта и его производных.

С. Н. широко изучал различные реакции в цепях поли­ винилового спирта, его производных и сополимеров. К таким реакциям относятся получение поливинилового спирта омы­ лением аминами, получение простых п сложных эфиров по­ ливинилового спирта и различных его ацеталей и поливишшампнов. Он разработал методы формплированпя, ацеталнрования поливинилового спирта, а также получил полные и частичные ироппоновые, масляные и изомасляные эфиры. Иа основании изучения физических свойств этих полимеров автором сделай ряд выводов об их зависимости от строения полимера. Разработана методика получения щелочных про­ изводных поливинилового спирта и установлена алкоголятиая прпрода связи с натрием. Впервые были получены мети­ ловый, бутиловый, бензпловый эфиры поливинилового спир­ та методом взаимодействия его щелочных производных с галопдалкилами и алкплсульфатами, а также производные поливинилового спирта смешанной функции (этеро-ацеталн), предложен метод получения поливинилового спирта и .раз­ решен подвергшийся длительной дискуссии вопрос о струк­ туре концевой группы в цени этого полимера.

ловым спиртом, содержащие кремний, различные кремнийорганическне его эфиры. Они отличаются ценными специфическнмп свойствами, не присущими другим синтетическим полимерам, в частности растворимостью в бензине и других неполярных растворителях (несмотря на высокое содержа­ ние свободных гидроксильных грз'пп в полимере), сочета­ нием малого угла диэлектрических потерь и высокой диэлек­ трической постоянной.

Были получены также неизвестные ранее боролропзводные поливинилового спирта — его эфиры с дизамещеннымп борорганическими кпслотамп (дибутил- и дпфенплборной кислотами). Синтез этих соединений осуществлялся путем ре­