Файл: Парнов Е.И. Неуязвимые материалы.pdf

сообщит предмету главное свойство фторопла­ стов — неуязвимость.

Покройте такой пленкой книжную полку, и вы не сможете ее поджечь, бросьте защищен­ ный пленкой железный предмет в азотную кислоту, и он совершенно не пострадает. По­ крывать фторопластом можно любой мате­ риал, выдерживающий нагрев до 370°.

Суспензии фторопласта-4Д могут быть применены для пропитки самых различных по­ ристых материалов, в том числе тканей и пле­ теных набивочных шнуров.

Если пропитать фторопластом набивочный шнур, то последний получит от фторопласта низкий коэффициент трения. А это уже так на­ зываемая сухая смазка. Она не вымывается и не выливается, превосходит все известные ви­ ды смазки по теплостойкости и химической устойчивости.

Если пропитанную фторопластом ткань под-

32

вергнуть спеканию, она вполне может заме­ нить стеклоткань. Из такой ткани изготовляют различные многослойные материалы типа тек­ столита.

Если же суспензией пропитать пористые металлокерамические изделия, то они станут

Когда-нибудь появятся удивительные кни­ ги. Их можно будет мять — они не помнутся, капать на них чернила — они не испачкаются. Им будут не страшны ни грибки, ни сырость, ни книжные черви.

Принципиально это возможно уже сейчас, но пока это очень трудоемко и дорого. Уче­ ные неустанно ищут дешевых эмульсий и сус­ пензий, разрабатывают простые методы покры­ тий, не сопряженные с высокими температу­ рами.

Суспензии — не единственный путь созда­ ния чудесных пленок. Есть еще и старый, оп­ робованный способ ■— прокат. Принципиально он ничем не отличается от проката металли­ ческих болванок, которые, пройдя сквозь вал­ ки, превращаются в тонкий стальной лист. Разве только тем, что прокат фторопласта мо­ жет протекать при самых обычных температу­ рах. Но если прокат металла не вызывает практически никаких изменений его внутрен­ ней структуры, то прокат фторопласта рож­ дает чудеса.

В обычных условиях упорядоченное, кри­ сталлическое расположение молекул полимера наблюдается лишь в отдельных участках. В таких участках, их называют кристаллита­ ми, правильно ориентируется только неболь­ шая часть длинных цепных атомов. В осталь­ ных местах цепочки перепутываются и распо­ лагаются беспорядочно.

При растягивании полимерных пленок в них происходят интересные превращения: сбли­ жаются цепи, рушатся и вновь образуются кристалльи. Причем после растягивания кри­ сталлы оказываются направленными — ориен­ тированными в направлении действующих сил. А это увеличитает прочность пленки. Если растягивание пленки протекало при низкой температуре, то ее прочность повышается во столько раз, во сколько она была вытянута. Однако самого большого упрочения пленка достигает при такой температуре, когда ско­ рость кристаллизации становится наивысшел. Так удалось получить пленки и волокна не­ обыкновенной прочности: фторлон и фто-

34

рофоль. Они в несколько раз превосходят по прочности сталь! Регулируя расстояние между валками и температуру их подогрева, можно получить пленки любой толщины и прочности.

Новые пленки найдут широкое применение. Из них будут изготовлять метеорологические шары — зонды и плащи, пакеты и защитные чехлы. Особенно хорошую службу сослужат фторопластовые пленки полярникам. Ведь они не боятся обледенения и даже при самых низ­ ких температурах не теряют прочности и эла­ стичности.

Среди полимеров по объему производства первое место занимают... Нет, уважаемый чи­ татель, не твердые пластмассы и даже не во­ локна, а лакокрасочные покрытия. А о них, как это ни странно, часто забывают авторы популярных книг о полимерах. Хотя без лако­ красочных покрытий людям пришлось бы столкнуться с массой неприятностей.

Они защищают от преждевременного раз­ рушения наши машины, приборы, станки. Они предохраняют от огня и сюрпризов погоды, от разрушающего действия воды, от света и от радиации.

С каждым годом народному хозяйству тре­ буется все больше надежных и дешевых лако­ красочных веществ.

Если принять во внимание, что ежегодно от коррозии погибает 10% всего получаемого на земле железа, то станет ясно, какую неоце­ нимую помощь могут оказать человеку поли­ мерные материалы. Не нужно будет красить и оцинковывать крыши домов и фермы мо-

стов. Чудесная пленка сделает невозможным появление рыжих пятен ржавчины.

Почти на всех открытках и проспектах французских компаний изображена знамени­ тая Эйфелева башня. Когда-то ее ажурные стальные конструкции приводили мир в вос­ хищение. Ведь башня была тогда самым вы­ соким сооружением на свете. Вряд ли есть че­ ловек, хотя бы понаслышке незнакомый с этим замечательным сооружением. Но мало кто знает, сколько хлопот и неприятностей достав­ ляет оно парижскому магистрату.

Для защиты башни от коррозии ее нужно красить. Не говоря уже о том, что окраска та­ кой высокой вышки дело нелегкое, красить нужно каждый год.

Ежегодная окраска требует колоссальных средств. И чтобы хоть как-то возместить рас­ ходы, башню сдают под всяческие увесели­ тельные заведения и рекламные устройства.

Скоррозией мы сталкиваемся повседневно,

ине только железо становится ее жертвой. Алюминиевые кастрюли, бидоны, бензобаки часто покрываются с внутренней стороны мель­ чайшими бугорками. Бугорки постепенно уве­ личиваются, а затем на их месте образуются отверстия. Это работа коррозии.

Колоссальный ущерб приносит коррозия в химическом производстве. Сильные кислоты и основания, растворы и расплавы солей, влаж­ ные и горячие газы уничтожают реакторы, тру­

бопроводы, насосы. Даже золото и платина не всегда могут противостоять коррозии.

Металлургические и химические заводы...

Миллионы тонн коррозирующего металла на

36

открытом воздухе! Как тут быть? Нужно защи­ тить металл. А как? Крас­ ка быстро приходит в негодность, приходится красить часто.

Может быть, покрыть хромом? Хромируют же ручки и буфера автомо­ билей? Красиво и надеж­ но. Но это не только до­ рого, но и... невозможно. Попробуйте-ка покрыть хромом ту же Эйфелеву башню или Макеевский металлургический завод. Нелепость.

Кроме всего, и хром не всегда спасает от кор­

розии. Через несколько лет на хромированных деталях появляется «сыпь», окруженная рыжим ореолом ржавчины. Это следы механи­ ческих нарушений хромовой пленки: ударов песчинок, царапин.

Пока мы имеем только одно средство пре­ дохранить металл от коррозии. Это защитные покрытия, которые нужно периодически возоб­ новлять..

А неуязвимые фторопласты? К сожалению, их не везде удается применить, далеко не вся­ кий агрегат можно сделать из полимеров.

Когда неуязвимые полимеры (фторопласты или какие-то другие) вытеснят металл, не нуж­ но будет и бороться с коррозией. Но пока ме­ таллы занимают первое место как конструк-

37

ционные материалы. Вряд ли мы и в далеком буду­ щем сможем обойтись без металлов.

Вот если бы изгото­ вить прочную и вечную краску!

Можно ответственные металлические детали фу­ теровать— покрывать по­ лимерными листами и пленками. Так, полимеры могут делиться с метал­

лами своей неуязвимостью. В общем это неплохое решение, но все-таки футеровка — лишь полумера.

Дешевые и прочные лаки и краски смогли бы защитить все металлические предметы от извечного врага. В конце концов можно было бы покрасить и эйфелевы башни и заводы.

Покрасить только один раз и навсегда!

В безграничности свойств бесконечно боль­ шого количества новых соединений таятся еще ненайденные лаки и краски, которые спасут металлы от разрушения. И ученые ищут их. Но ищут не наобум, не вслепую, а руководст­ вуясь законами, лежащими в основе современ­ ной химии.

Эти законы позволяют заранее предска­ зать, как повлияют те или иные изменения структур молекул на их свойства.

Сооружения, которым не страшны холод и снег Арктики, зной и резкие температурные пе­ репады пустынь, здания, которые когда-нибудь построят на дне океанов...

38

Чтобы эти мечты человечества стали явью, ученые-химики создают новые материалы с но­ выми свойствами.

ФТОРОПЛАСТ ПРИХОДИТ В БОЛЬНИЦУ

Древние предания рассказывают, что еще за тысячу лет до нашей эры каста индийских жрецов владела тайной восстановления чело­ веческих органов. Человеку с искалеченным носом накладывали на лоб или на щеку лист растения— своего рода шаблон, по которому вырезали кусок кожи. Из этой кожи формиро­ вали новый нос. Так родилась восстановитель­ ная хирургия, возвращающая человеку утра­ ченные органы.

Но хирургов не удовлетворяли ни пересад­ ка кожи или хряща самого больного, ни пере­ садка тканей от одного человека к другому. Все это были мучительные операции, часто затягивающиеся на длительное время, и не всегда удачные.

Из глубокой древности берет свое начало и другой путь развития пластической хирур­ гии, связанный с попытками заменять живую ткань материалом неорганического или расти­ тельного происхождения.

Еще много веков назад дефекты черепных костей пытались исправить с помощью скор­ лупы кокосового ореха, платины, золота, се­ ребра, свинца.

Во Франции, Англии, Германии пытались использовать для этой цели янтарь, парафин, стекло, пергаментную бумагу, каучук, пробку.

39

Хирурги искали и... не находили. Некоторые даже начали сомневаться. А есть ли такой ма­ териал, который удовлетворял бы всем нашим требованиям? Требований было много. Мате­ риал должен быть легким, прочным, гигиенич­ ным и способным легко принимать любую форму. И самое главное, он не должен расса­ сываться в тканях организма. К этому нужно добавить еще такие свойства, как абсолютная инертность и нетоксичность.

Хирурги прошлого были правы: такого ма­ териала на земле не было.

Но наука всегда боролась со словом «не­ возможно». Химики нашли нужные материалы.

Как-то в одну из московских больниц ма­ шина скорой помощи доставила человека. Ди­ агноз: перелом шейки бедра. Казалось, что че­ ловек обречен всю жизнь ходить на костылях. Но этого не случилось. Помогла восстанови­ тельная хирургия. Омертвевшую головку бед­ ра заменили... пластмассовой. Человек вновь смог ходить.

Вот еще один пример. На операционном столе лежал человек с тяжелыми поврежде­ ниями в области сердца. Поврежденные арте­ рии вроде ничем не заменишь. Природа не пре­ дусмотрела запасных частей к человеческому организму. Но мало ли чего не предусмотрела природа!

Ассистент берет в руки брусок мягкого и эластичного вещества и осторожно отрезает тоненький полупрозрачный слой. Легкое дви­ жение пальцев, и полупрозрачный лоскуток оборачивается вокруг стеклянной палочки. Па­ лочку помещают в специальный нагреватель, и

40

через несколько минут с нее снимают пласт­ массовую трубочку.

Эта трубочка превратится в кровеносный сосуд, хирург заменит ею поврежденную ар­ терию, и человек будет жить.

Врачи все чаще и чаще обращаются к хи­ микам, требуя от них новых веществ с новы­ ми свойствами.

При различных операциях брюшной поло­ сти употребляются тонкие пленки из фторо­ пласта и полиэтилена. Быстротвердеющие ра­ створы пластмасс врачи наносят на поражен­ ную ожогом часть тела, чтобы образующаяся тонкая пленка могла защитить рану от инфек­ ции.

Используют пластмассы и в грудной хирур­ гии: при поражениях трахеи, пищевода. Изве­ стны случаи замены пластмассовой пленкой поврежденной барабанной перепонки. Даже хрусталики в наших глазах и те могут быть

41

в какой-то мере заменены линзами, выточен* ными из особой прозрачной пластмассы!

Теперь вспомните о свойствах фторопла­ стов. Можно еще раз перечислить некоторые из них. Фторопласты химически устойчивы, не растворяются и не набухают в жидкостях, не меняют своих свойств с изменением темпера­ туры, прочны и не подвержены действию мик­ роорганизмов. Да ведь лучшего материала врачам не найти! Поэтому эти пластмассы, ко­ торые по своему «благородству» превосходят платину, начинают все шире использоваться в хирургической практике.

Фторопласты позволят расширить и арсе­ нал всевозможных хирургических инструмен­ тов. Представьте себе хотя бы скальпель: лег­ кий, прочный, как сталь, и... прозрачный, не от­ брасывающий тени, позволяющий видеть все поле операции. Пока фторопласты полупроз­ рачны, но принципиально вполне возможно создать и полностью прозрачный фторопласт.

Но не фторопласты были первыми предста­ вителями химии фтороуглеродов, которые пе­ решагнули порог больницы...

Шли первые годы второй мировой войны. Японцы оккупировали Яву, Индокитай. Союз­ ники оказались отрезанными от каучуковух плантаций и рощ хинного дерева. Англия пер­ вой ощутила недостаток хинина — лекарства от малярии. В лабораториях химиков начались поиски заменителей хинной коры. Эти поиски увенчались успехом. Было найдено средство, оказывающее на организм такое же действие, как и хинин. Новое химическое вещество при­ надлежало к «семейству» фтороуглеродов.

42