200 лет спустя. Занимательная история каучука

Так вот, все попытки химиков получить синтетический каучук, похожий по свойствам и по строению на натуральный, долгие годы разбивались как раз об эту способность полимеров. В аппараты загружали одни и те же исходные вещества, вели полимеризацию в одних и тех же условиях, а получались как бы разные вещества. Никогда не знаешь, сколько звеньев соединятся в правильном порядке, а сколько без всякого порядка. То есть продукция все время получалась нестандартная. И даже когда ученым уже стала ясна ахиллесова пята синтетических каучуков, даже когда они знали, что регулярность строения улучшает свойства, все равно ничего поделать с упрямыми молекулами они не могли. Несмотря на все технологические ухищрения, молекулы получались с браком — в них было много нерегулярных участков. И идеал по-прежнему оставался недосягаемым. Этому идеальному полимеру даже было дано имя. Нарекли его весьма прозаично “цис-1,4”. В химических святцах это имя означает вот что: цис — все подвески на одну сторону, 1,4 — голова соединена с хвостом. Это полное имя, а можно называть его и более фамильярно: стереорегулярный полимер.

Ну вот теперь можно продолжить наш путь в Италию, где Натта только что узнал, что его немецкий коллега открыл новый катализатор. И что полимерные цепи получались почти все прямыми, а не разветвленными. То есть катализатор, помимо того, что позволил легко осуществить с трудом осуществимый раньше процесс, еще и устранил одну из трех опасностей, подстерегавших полимерную молекулу.

А остальные две? А их для полиэтилена вообще не существует. Ибо звенья, из которых он собирается, — симметричны. Их все равно каким концом соединять. И подвесков у них нет. Это как бы круглые бусинки.

Поэтому сделать какой-нибудь прогноз о том, как ведет себя новый катализатор в отношении двух других опасностей, Натта вроде бы не мог. И все же он его для себя сделал. Потому что он не стал повторять работу Циглера, он оставил полиэтилен и сразу же, немедленно бросил всех сотрудников лаборатории на штурм полипропилена. Этот полимер, знакомый теперь многим, так же как полиэтилен, — ближайший родственник полиэтилена. Разница в том, что его звенья несимметричны, у них есть подвески.

До открытия Циглера полипропилен удавалось синтезировать с огромным трудом. Когда Натта первый раз провел синтез на новом катализаторе, он убедился, насколько замечательное открытие сделал его коллега: полипропилен образовывался очень легко. Он убедился также, что полученный этим способом полимер содержит значительно меньше разветвленных молекул. И, наконец, в хаосе образовавшихся цепей Натта увидел еще одну особенность нового синтеза.

Рожденная в тисках нового катализатора молекула выглядела совсем по-иному, она уже не походила на колючую проволоку, скорее она напоминала провод с сидящими на нем воробьями. Все подвески расположились строго регулярно. Натта повторил опыт, и снова архитектура молекул была выдержана в самых лучших, классических, с точки зрения стереохимии, пропорциях. Вдоль всей длины молекулы сохранялся четкий пространственный ритм. Словно таинственный музыкант записал на ней, как на нотной линейке, монотонные удары бубна. Но в этой кажущейся монотонности Натта услышал дивную гармонию. Ибо мелодии отдельных молекул, слабые каждая сама по себе, сливались в единый мощный аккорд. И он был созвучен мелодии ликования, которая звучала в душе каждого из сотрудников Натта. Ибо им впервые удалось осуществить то, что до них было монополией природы, — стереорегулярную полимеризацию.

Клубки колючей проволоки, где каждая ощетинившаяся во все стороны молекула не подпускала к себе близко соседей, не выдерживали больших нагрузок. Они смогли приблизиться друг к другу, теперь возникшие силы притяжения сплотили их — некогда разрозненные — в монолитный коллектив, который был сильнее толпы одиночек.

Полимер стал значительно прочнее.

Первая победа подхлестнула сотрудников Натта. Вслед за пропиленом они атакуют новые полимеры, и каждый из них, подчиняясь катализатору, обретает новые свойства.

И наконец настает день, когда Натта произносит: синтетический каучук. И на операционный стол химических превращений ложится молекула бутадиена — того самого синтетического каучука, который за двадцать лет до этого был получен Сергеем Васильевичем Лебедевым.

Бутадиену предстояло как бы новое рождение. Он должен обрести необычное для него свойство — эластичность, такую же, как у его соперника — натурального каучука.