Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века

Этому предшествовало открытие в 1846 г. Христианом Шёнбейном нитроцеллюлозы и способности ее растворяться в спиртоэфирной смеси. В 1855 г. было обнаружено, что если спиртоэфирный раствор нитроцеллюлозы (коллодий) — густую, сиропообразную жидкость — пропускать через узкие фильеры, то образуются быстро застывающие нити. Однако при этом слишком велика была опасность взрывов раствора нитроцеллюлозы. Только после того, как в 1883 г. И. Свен нашел способ денитрования целлюлозонитратных нитей, появилась возможность разработки удобных методов получения тканей из искусственных волокон. В 1891 г. Шардонне удалось создать в Безансоне первую фабрику по производству искусственного волокна и получить нитрошелк и шелк, названный его именем. И хотя нитрошелк имел существенные недостатки — горючесть и потеря прочности в результате денитрования,- предприятия по производству искусственных волокон начали вскоре создаваться во многих европейских странах.

В 1857 г. Эдуард Швейцер обнаружил, что целлюлоза растворяется в аммиачном растворе гидроксида меди(П) (реактив Швейцера). Образовавшийся раствор отфильтровывали и пропускали через фильеры в кислую осадительную ванну, содержащую серную кислоту, кислые соли и т.п. Таким образом удавалось превратить целлюлозу в нити, С 1899 г. в Германии этим методом стали производить нити, получившие название "блестящий материал" ("гленцштоф").

Другой метод был основан на открытии Пауля Шутценбергера (1865г.): хлопковый подпушек при растворении в ледяной уксусной кислоте в присутствии уксусного ангидрида и катализатора превращался в триацетатцеллюлозу, а затем перерабатывался в ацетилцеллюлозу. В 1913 г. было налажено производство ацетатного шелка. Из ацетилцеллюлозы получали, кроме того, пленку, которая в отличие от нитроцеллю-лозной пленки не воспламенялась.

Английские ученые Чарльз Фредерик Кросс, Эдвард Джон Бивен и Клейтон Бидл разработали метод получения вискозы. В 1892 г. вискоза уже появилась в продаже. Согласно этому методу, листы целлюлозы помещали в 18% -ный раствор едкого натра, затем отжимали, разделяли на волокнистые кусочки и, наконец, в течение дня выдерживали без доступа воздуха. При этом происходили различные процессы: разрушение полимерной структуры молекул целлюлозы, гидратация и т.п. Обработанная таким образом целлюлоза превращалась затем при действии сероуглерода в так называемую вискозу — натриевую соль ксантогената целлюлозы. Вязкий продукт реакции должен был быть очищен для более легкой коагуляции вещества при разливе из фильер и погружении нитей в солевой раствор, подкисленный серной кислотой.

Позднее из вискозных нитей получили штапельное волокно; из целлюлозы получали массу, которая выходила из фильер либо в виде нитей, либо в виде пленки. В продажу этот материал поступал под названиями "целлофан", "транс-парит", "гелиоцель".

В 1913 г. 1 кг искусственного волокна стоил 12,25 марки, 1кг шелка-сырца — 41,40 марки, 1кг шерсти — 3,65 марки, 1 кг американского хлопка — 1,30 марки. Искусственные нити применялись для изготовления чулок, вязаных изделий, шелкового трикотажа, обивочных тканей и т.д. В 1920-е и 1930-е годы было налажено уже крупномасштабное производство искусственного шелка.

Вискоза, которую можно было получать не из хлопка, а из древесины, имела также большое значение. В 1930 г. в объеме мирового производства тканей из искусственных волокон доля вискозных тканей достигла 86% и лишь 14% приходилось на долю остальных искусственных волокон.

В 1930-е гг. были разработаны химические методы полимеризации низкомолекулярных веществ с образованием линейных высокомолекулярных соединений, которые могли служить исходным веществом для создания тканей, полученных, таким образом, исключительно синтетическим путем. Хотя 1930-е годы уже не относятся к теме нашей книги, мы остановились вкратце на этом периоде потому, что, как писал Г.Кларе[235] [173, с. 4], уже на рубеже столетия "был найден принцип получения синтетических нитей из неразложенных расплавленных высокополимерных веществ". В то время у некоторых химиков был уже "в руках полученный из аминокапроновой кислоты или капролактама полиамид, который сегодня становится исходным материалом, получаемым в больших промышленных масштабах для поликапролак-тамового волокна" [173, с. 4]. Однако тогда значение этого открытия еще не было осознано.