Техника - молодёжи 1964-01, страница 43

Мы открываем новый факультет нашего университете — факультет Большой химии. В течение года известные ученые и специалисты — химики расскажут вам о самом главном этой богатой и многообещающей науки.

СЕГОДНЯ ЗАНЯТИЯ ВЕДУТ

профессор Б. ЛОСЕВ и кандидат технических наук М. МОНИНА

ПОЛИ М Е РОВ

Тридцать лет н трн года сиднем сидел Илье Муромец, прежде чем отважился на ратине подвиги. Зато уж ие было супостата, который смог бы одолеть былинного витжва. Нечто подобное произошло к с полимерами.

Первые полимеры давным-давно созданы к испытаны самой природой.

Древесина — не что нное, как высокомолекулярное соединение углерода, водорода н кислорода. То же самое относятся к волокнам хлопка, агавы, i джута, к сухожилиям к коже, к натуральным шелку н шерсти, наконец, к ваучуку н гуттаперче. А первые искусственные полимеры появились чуть ли не сто лет назад. Но лишь в последние десятилетия началось наступление полимеров на всех фронтах техники. Материалы-ветераны сдают одну позицию за другой.

«Ьыло время, — говорил Н. С. Хрущев, — когла мощь государства определялась количеством производимого металла. Для своего времени »тот критерий был правильным. Но сейчас, когда созданы другие материалы, конкурирующие с металлом, этого критерия уже недостаточно. Именно химия дает материалы более дешевые, более стойкие и более доступные. Эти материалы — полиэтилен, стеклопласты, синтетические смолы и волокна, пластмассы — находят широкое применение и в промышленности, и в строительстве, и в производстве бытовых вещей».

Разумеется, век стали еще не ушел в прошлое. Но законы диалектики неумолимы: мы вступаем в век полимеров. Около 20 миллионов тонн синтетических смол н пластмасс — такова будет продукция большой химия к 1980 году. Уже сегодня мировой выпуск синтетических полимеров в два раза превосходит производство меди, алюминия, титана.

Да, армия конкурентов медленно, но верно теснят старую гвардию ветеранов.

Прочен и красив гранит, но его трудно обрабатывать. Просто обрабатывать деоево. ио постройки нз него боятся малейшей искорки, быстро гниют. Стойкость ю к сырости и огню отличается железобетон, но ок очень тяжел. Легок и долговечен алюминий, но сквозь него ничего не уекдишь. К тому же он легко растворяется в щелочах и кислотах. Прозрачно и стойко к химическим воздействиям стекло, ио недаром же его хрупкость вошла в пословиуу!

Между тем есть материалы, которые подлинно универсальны. Сочетая в себе достоинства материалов-ветеранов, оии обладают и тому же невиданными преимуществами.

ВЕТЕРАНЫ СТАРОЙ ГВАРДИИ МАТЕРИАЛОВ ПОДАЮТ В ОТСТАВКУ ВО МНОГИХ ОБЛАСТЯХ ТЕХНИКИ, УСТУПАЯ НАТИСКУ ПОЛИМЕРОВ. НО ОСОБЕННО БОЛЬШИЕ НАДЕЖДЫ ВОЗЛАГАЮТ ИНЖЕНЕРЫ НА ПОЛИКАРБОНАТЫ, ПОЛИФОРМАЛЬДЕГИДЫ И СТЕКЛОПЛАСТИКИ.

Взять, к примеру, стеклопластики. Предел прочности «а разрыв составляет у иих от 4 до 7 тыс. кг/см². У стали марки Ст-3 он равен 3 800—4 700, у дюралюминии — 500—2 500. При этом стеклопластики в 5 рав легче стали, в полтора раза легче дюралюминия. Более того: стеклопластики благодаря своей анизотропности имеют более целесообразную внутреннюю структуру, чем металлы (смотрите «Технику — молодежи» he 11 за 1961 год). Такая структура получается специальным технологическим приемом: тонкие стеклянные нити, выдавливаемые енвозь фильеры из расплава стекла, протягиваются через синтетическую смолу. Готовый материал отдаленно напоминает желево-бетон, разве что роль металлического каркаса играют стеклянные иитн, а роль цемента — смола. Диапазон применения стеклопластиков необозримо широк — начиная от автомобильных кузовов и кончая * антимагнитными радарными колпаками ракет.

Материалы с прочностью танковой брони и прозрачностью стекла... Эта давняя мечта инженеров осуществилась сегодня. Полииарбонаты — вот еще один богатырь века полимероа. В глубоководном батисиафе нз такого материала можно будет беспрепятственно рассматривать царство Нептуна сквозь стекы, пол и потолок.

Первые попытки получить поликарбонат относятся к 1898 году, но практическое использование пластика началось лишь лет десять назад. Производство этого пластика имеет неограниченную сырьевую базу.

В чем же характерные особенности поликарбоната, сразу выделившие его из ряда других пластиков? Прежде всего поликарбонат относится к термопластам. Иными словами, изделия из него способны иа переплавку. Этим поликарбонат выгодно отличается от равного по прочности стеклопластика, относящегося к классу термореактивных полимеров, которые ие допускают вторичной термообработки. А от других термопластов (того же полиэтилена) поликарбонат отличается высокой механической прочностью. Это связано с упорядочением расположения боковых ответвлении и отсутствием обычных двойных связей в молекуле. Изделие из феиолформальдегидных смол выдерживает на удар 5—8 кг/см^г, а то же кзделне из поликарбоната — до 180 кг/см*. Вот цена упорядочения!

Но вто еще не все. Многие полимеры отличает «старение» — постепенное

ухудшение свойств под действием химических веществ, света или тепла. Наименее стойки полимеры, содержащие в молекулярной цепочке двойные связи, скажем, каучук или поливннилхлорид. У поликарбонатов такие двойные связв отсутствуют.

В отличие от молекул^! поливннил-хлорида хлор в структуре поликарбоната намертво закреплен на конце цепочки — опять-таки благодаря отсутствию двойных связей. И в то время как поливииилхлорид при нагреве и воздействии химических веществ легко окисляется, выделяя хлор, полинарбо-нат остается неприступным. Предел прочности на разрыв у поликарбонатов составляет около 600—800 кг/см'.

Тепло- и хладостойкость поликарбоната, позволяющие использовать материал в широком диапазоне температур, объясняютсв наличием в формуле фе-нильных групп СвН«. Эти же группы значительно улучшают диэлектрические свойства полимера.

Упорядочение молекул обусловливает ие тольио высокую механическую прочность, ио и прозрачность. А жесткая спиралеобразная структура полимера устраняет хладотекучесть. Поэтому размеры изделия, изготовленного нз него, остаются строго постоянными. В формуле отсутствуют гкдрокенльные группы ОН — втнм вызвана водостойкость пластика.

Наконец еще одни перспективный материал — полиформальдегид.

Сырьем для него служит доступный и дешевый продукт — формалин. Ои получается нз газа, угля или древесины. По сравнению, например, с цинком полиформальдегид впятеро прочнее. Этот материал допусиает шестикратную переработку, его легко точить, сверлить, фрезеровать, полировать.

Особое место занимает полиформальдегид в трубостроеиии. Такие трубы работоспособны в широком интервале температуо. Им ие страшен мороз до мвнус 40°, оии прочны, стойки к колебаниям капора. Хранить нх можно свернутыми в мотвн. Бригада нз трех рабочих собирает трубопровод диаметром 50 мм со сноростью 180—240 м/час.

На суше, в облаках, иа море — где тольио не встретишь полиформальдегиды. стеклопластики, поликарбонаты!

И оки ие одиноки, вти материалы-богатыря, кладущие сталь и цветные металлы на обе лопатки. С каждым днем растет и крепнет могучая рать полимеров.

37