100 великих нобелевских лауреатов

В 1937 году ученый впервые обнаружил элементарный акт передачи цепи при радикальной полимеризации, приводящий к переносу активного центра от растущей макромолекулы на другую частицу. В результате этого уменьшалось молекулярно-весовое распределение, а также могли возникнуть разветвления в макромолекулах.

В том же году произошла трагедия – Карозерс покончил с собой. Через год Флори покинул фирму «Дюпон». Он принял предложение стать адъюнкт-профессором исследовательской лаборатории фундаментальных наук при Цинциннатском университете (штат Огайо). Здесь Флори развил теорию, объяснившую закономерность образования разветвлений в некоторых полимерах, приводящих к появлению сетчатой структуры. Такая сетчатая структура характерна для эластичных полимеров.

В сентябре 1940 года Флори перешел в качестве старшего химика в фирму «Эссо лэборатрис» в Линдене (штат Нью-Джерси), созданную при «Стандард ойл девелопмент компани». Он работает над проблемой получения искусственного каучука. Для улучшения бутилового каучука (новый синтетический каучук, получаемый из газов – продуктов переработки нефти) он начал исследования в области собственных давних интересов – эластичности каучука.

В 1941—1942 годах Флори и М.Л. Хаггинс выдвинули теорию растворов полимеров на основе квазикристаллической модели раствора. Эта теория позволила рассчитать энтропию смешения полимера с растворителем. Кроме того, Флори показал, что для каждого разбавленного раствора полимера существует такая температура, при которой он ведет себя как идеальный раствор. Однако эта теория обладала существенными ограничениями, поскольку не учитывала молекулярного веса полимера и степени развернутости его цепей.

В последующих работах, опубликованных в пятидесятые годы, Флори и его сотрудники учли гидродинамическое поведение растворов полимеров, впервые указав на необходимость учета «эффекта исключенного объема» при разработке термодинамики разбавленных растворов. Флори назвал температуру, при которой раствор становится идеальным (тэта-точкой). В настоящее время известная как температура Флори, она является фундаментальным параметром при определении формы макромолекул.

Однако в годы войны возможности для проведения фундаментальных исследований на базе «Стандард ойл» были ограничены. Когда фирма «Гудеар тайр энд раббер» пригласила его возглавить небольшую группу для выполнения фундаментальных исследований, Флори воспользовался благоприятной возможностью и в октябре 1943 года переехал в Акрон (штат Огайо).

Работа в «Гудеаре» создала Флори всемирную известность, и весной 1948 года его пригласили на должность декана химического факультета Корнеллского университета, в Итаку (штат Нью-Йорк). Можно сказать, что его прекрасные лекции заложили основу создания относительно молодой дисциплины, какой являлась химия полимеров. Это позволило Флори стать профессором химии Корнеллского университета.

В течение пяти лет работы в «Гудеаре» и за время работы в Корнеллском университете Флори сделал много фундаментальных открытий в области химии полимеров.

В эти годы Флори опубликовал ряд статей, посвященных количественному описанию кинетики трехмерной поликонденсации и молекулярно-весового распределения в полифункциональных системах, характеризующихся образованием разветвленных полимеров с последующим превращением в трехмерную молекулярную сетку, пронизывающую весь объем. Момент, при котором такая система внезапно теряет текучесть и из вязкой жидкости превращается в неплавкий и нерастворимый продукт (трехмерную сетку), называют точкой гелеобразования. В своих статьях Флори дал математическое описание условий нахождения точки гелеобразования.

В серии работ по набуханию нерастворимых полимеров в низкомолекулярных жидкостях Флори предложил метод, позволяющий на основании данных по набуханию получить информацию о строении макромолекулярных сеток и термодинамические параметры взаимодействия полимера с низкомолекулярной жидкостью.

Флори и его сотрудники вскрыли взаимосвязь между термодинамическими параметрами и гидродинамическими свойствами растворов полимеров и характеристиками растворенных макромолекул: их химической природой, конфигурацией и жесткостью цепей взаимодействия.

Работы Флори позволили определять строение и свойства макромолекул путем таких исследований, как измерение вязкости, скорости седиментации или диффузии. Флори впервые провел измерение вязкости расплавов полимеров и показал ее зависимость от молекулярного веса, молекулярно-весового распределения, степени разветвленности макромолекул и температуры.

Другой областью исследований ученого стали жидкие кристаллы. В 1956 году Флори опубликовал свою первую работу в этой области и сохранял интерес к жидким кристаллам до конца своей жизни.