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

Прежде чем из полимеров получили синтетическое волокно, в 1921 г. Г. Штаудингером было установлено макромо-лекулярное строение таких высокомолекулярных природных веществ, как каучук и другие коллоидные вещества, а в 1926 г. доказано существование макромолекул, в состав которых входят тысячи атомов. Исследование строения макромолекул стало возможным благодаря разработке в 1910-1920 гг. новых физических и физико-химических методов (ультрацентрифугирование, осмометрия, дифракция рентгеновских лучей и вискозиметрия) [174, с. 3]. В 1929 г. У. Карозерс начал фундаментальные исследования циклизации и полимеризации органических молекул. В 1932 г. Карозерс и Хилл обнаружили, что из расплавленных полиэфиров, которые путем молекулярной перегонки переводятся в "суперполиэфир" (термин Карозерса), можно вытянуть нити, которые, затвердевая при охлаждении, превращаются в бесконечные волокна. Однако лишь спустя несколько лет было налажено промышленное производство синтетического волокна из полиамида. Со временем искусственные ткани приобретали все большее значение, и производство их стремительно возрастало [174, с. 6, 9].

Пластмассы

В конце XIX — начале XX вв. началось развитие производства пластмасс — целлулоида, бакелита, галалита. Начало этим работам положил Александр Паркес, получивший в 1865 г. ксилонит из смеси нитроцеллюлозы, спирта, камфоры и касторового масла. Следом за ним Джон Уэсли Хьят получил целлулоид из смеси динитроцеллюлозы и камфоры. Целлулоид был пригоден для изготовления пленок, расчесок, "пластичного стекла", жестких воротничков и т.п. В 1897 г. полимеризацией казеина с формальдегидом удалось получить галалит — роговидную массу, которая стала использоваться в качестве заменителя природного рога, слоновой кости, янтаря, черепахового панциря, коралла и т.д.

Уже в 1872 г. Адольф Байер установил, что при взаимодействии альдегидов с фенолами образуются смолообразные вещества. Однако только Лео Хендрик Бэкеланд открыл научное значение этого процесса и в 1906 г. начал получать синтетические смолы из фенола и формальдегида. Эти смолы под названием "бакелит" стали ценным материалом, особенно для развивающейся электротехнической промышленности, а позднее и радиопромышленности. Производство пластмасс (с 1927 г. и на основе метилполиметакрилата) благодаря их широкому и разнообразному применению очень быстро превратилось в 1920-1930-е годы в крупную отрасль промышленности.

Каучук

Мировое потребление каучука в 1890 г. составляло 26 975 т; 20 лет спустя — 96 500 т, а еще через 10 лет — уже 342 500 т. Из них только на долю США, где в 1903 г. Генри Форд наладил массовое производство автомобилей, приходилось 170 000 т. Для химии эти цифры имели особое значение, поскольку они отражали все возрастающую потребность промышленности в каучуке. До 1900 г. химики мало интересовались каучуком, хотя в 1761 г. Макер первым занялся его химическим исследованием, а с 1768 г. из каучука стали изготовлять первые пробки и шланги для соединения стеклянных трубок.

B 1820 г. Томас Хэнкок получил патент на эластичную ткань, изготовленную из каучука, а через три года Ч. Макинтош изготовил из нее водонепроницаемые изделия. Значительного успеха в обработке каучука достиг Чарльз Гудьир (1839 г.), создав способ горячей вулканизации этого материала. В 1846 г. Т. Хэнкок разработал способ получения резиновых изделии путем формования. Вслед за ним в том же году А. Паркер открыл метод холодной вулканизации резины, а через шесть лет Хэнкок наладил производство эбонита. В 1896 г. Д. Данлоп изобрел резиновые шины.

Позднее владельцы фабрик резиновых изделий стали оказывать поддержку научным исследованиям в этом направлении. Первые усовершенствования коснулись ускорения процесса вулканизации, которое было достигнуто благодаря добавлению в резину анилина, а с конца XIX — начала XX вв. для этого процесса стали использовать и другие органические основания.