Сергей Лебедев

Каждое агрегатное состояние характеризуется определенным комплексом свойств. Для газообразного состояния характерна упругость, для жидкого состояния — текучесть и способность принимать любую форму, а для твердого состояния — высокая прочность. В высокополимерах же (так называются полимеры, состоящие из очень большого числа исходных «звеньев») в широком интервале температур одновременно могут проявляться свойства, характерные для газообразного, жидкого и твердого состояния. Так, например, изделия из каучука — этого типичного представителя высокополимерных веществ, — резиновые изделия, обладают высокой упругостью (свойство, присущее газу), могут принять под действием силы любую форму (свойство, присущее жидкости) и обладают высокой прочностью (свойство, присущее твердому телу). Такое сочетание свойств высокополимеров делает их неоценимо полезными для человека. Как известно, к классу высокополимерных (или высокомолекулярных) веществ относятся различные волокна, пластмассы и каучуки, без которых очень трудно представить нашу современную жизнь.

К началу XX века процессы превращения низкомолекулярных веществ в высокополимеры не только не были еще освоены техникой, но даже не имели и достаточного научного обоснования. Один из крупнейших современных специалистов в области высокополимеров, Герман Марк, откровенно признавался, что «гигантские молекулы долгое время не представляли для химиков особого интереса. У классической органической химии было достаточно интересных и важных задач. Однако в 20-х годах нашего века изучение таких крупных молекул, как целлюлоза и каучук, уже стало казаться привлекательным».

В России проблема полимеризации завоевала себе признание значительно раньше.

Превращения различных непредельных соединений в полимерные продукты привлекали внимание еще А. М. Бутлерова, исследования которого впервые пролили свет на механизм процесса превращения изобутилена под действием серной кислоты в полимерные формы.

В дальнейшем вопросами полимеризации занимались ученики Бутлерова, причем некоторые из них добились в этой области сравнительно многого (например, И. Л. Кондаков, на работах которого мы остановимся дальше), и если они не сумели достичь заметных результатов, то лишь потому, что не были поддержаны всем фронтом тогдашней химической науки: другие выдающиеся представители бутлеровской школы — Марковников, Зайцев, Вагнер, Львов, Фаворский и Арбузов, охотнее развивали в своих работах иные стороны многогранного направления исследований своего учителя.

Первым, кто из последователей А. М. Бутлерова начал фундаментальные и систематические исследования в области полимеризации, был Сергей Васильевич Лебедев.

Когда человек начинает какую-нибудь новую работу, он сначала примеривается, пробует, как лучше ее начать и как лучше и удобнее выполнить. Так и химик-исследователь, перед тем как выбрать основное направление своих исследований, сначала проводит предварительные опыты, производит подбор веществ, применяя которые можно лучше и нагляднее выяснить вопросы, интересующие исследователя. Лишь после получения предварительных результатов, на что порой затрачивается много времени и творческой энергии, вырисовывается основной план и направление его работы химика.

Первые предварительные исследования Сергея Васильевича Лебедева в новой области были посвящены полимеризации углеводорода стирола, бромистого винила и эфиров акриловой кислоты.

Стирол может быть получен из этилена, если один атом водорода в молекуле этого широко известного углеводорода заменяется остатком бензола, известным в химии под названием радикала фенила.

Стирол — это жидкость. Давно было известно, что при хранении или нагревании жидкость превращается в стеклообразную твердую массу — результат происходящего при этом процесса полимеризации. Подобно стиролу ведет себя и другое производное углеводорода этилена — бромистый винил. Но в бромистом виниле в отличие от стирола один атом водорода заменен не на радикал фенил (остаток бензола), а на атом брома. Способность бромистого винила к полимеризации также была к этому времени хорошо известна.

Начав изучать полимеризацию непредельных соединений, С. В. Лебедев решил выяснить, как влияет на скорость полимеризации этих соединений химическая природа растворителя. Для этого он растворял названные соединения в различных спиртах, органических кислотах, углеводородах и в других органических соединениях и затем выяснял, какая часть исходного вещества при одной и той же температуре и за определенные промежутки времени превращается в полимер.

Не обнаружив заметных изменений в скорости процесса, он прервал эти исследования.

Надо отметить, что в настоящее время процесс полимеризации этих соединений (особенно стирола) приобрел большое практическое значение при производстве пластических масс. В те же годы, когда Сергей Васильевич начинал свои исследования, производства пластических масс не было, и возможность применения полимеров этих веществ для практических целей не вырисовывалась даже в далекой перспективе.