Техника - молодёжи 1985-10, страница 19
ПОЛИМЕРЫ СЕГОДНЯ И ЗАВТРА Василий КОРШАК, академик Полимеры — вещества, состоящие из множества структурных единиц — мономеров, объединенных силами взаимодействия (от греч. «поли» — много, «мерос» — доля, частица). Полимерных веществ в природе больше, чем простых. Кожа, целлюлоза, вода, гранит, глина — все эти полимеры хорошо известны и широко используются. Но сегодня все большее значение приобретают синтетические полимерные соединения, созданные человеком для разных целей и выполняющие множество функций. Мы уже рассказывали о некоторых представителях синтетических полимеров — алифатических карбоцепных, а также алифатических гетероцепных их свойствах и областях применения (см. «ТМ» № 6 за 1979 год). Теперь рассказ об этих удивительных материалах продолжает академик, лауреат Государственных премий СССР Василий Владимирович Коршак. I Эпохи развития человечества не случайно носили название того основного материала, из которого изготовляли орудия производства: каменный век, бронзовый, железный... Материалы всегда играли определяющую роль в жизни человека. Наш век, век становления и развития технологий производства полимеров, может быть, и нельзя с полным основанием назвать «полимерным». Однако, судя по тому, каких успехов удалось добиться сегодня «полимерщикам», следующему столетию, вероятно, дадут такое название. В пользу подобного предположения говорят следующие факты. К 80-му году объем производства полимеров превысил объем выпуска стали в 2, а цветных металлов — в 17 раз. Причем темпы развития полимерной промышленности постоянно нарастают. Полимеры проникают во все без исключения области техники и сферы быта человека: кузова автомобилей, корпуса кораблей и самолетов из стеклопластика, детали космических аппаратов из полипропилена, поливинилхлорида, наполненных стекловолокном, дома с крем-нийорганическими покрытиями, ткани из лавсана и полиакрила, мясные продукты на основе глюте-на — пшеничного белка, картофельные изделия с добавками кислого полисахарида, наконец, искусственная кровь, сердечные клапаны и кости из дакрона... Но и это далеко не все. Полимерные материалы завоевывают ведущие позиции в самых современных технологических процессах. Все шире применяются иониты — вещества, способные обменивать 2 «Техника молодежи» № 10 свои ионы на ионы внешней среды. На этом свойстве основаны совре менные способы разделения химических соединений, лекарств, очистки ценных металлов, а также сточных вод. А полимерные мембраны? Некоторые ученые, и я разделяю их мнение, считают, что так же, как появление лазеров в свое время произ вело переворот в оптике, разработ ка полимерных мембран позволит коренным образом изменить технику очистки различных соединений, избежать потерь ценных компонентов, это один из путей к созданию безотходных производств. Я считаю, что проблемы мембранных технологий заслуживают того, чтобы им была посвящена отдельная статья, ибо это большая и чрезвычайно перспективная область. А мне, чтобы закончить с мембранными процессами, остается только добавить, что наибольшее значение из них имеют сегодня такие, как опреснение морских и очистка сточных вод различных производств, разделение биологических жидкостей на составные части, в том числе крови, а также разделение газов — к примеру, обогащение воздуха кислородом для медицинских целей... Основная цель синтеза полимерных соединений — создание новых дешевых материалов, свойства которых не хуже, а даже лучше, чем у традиционных — будь то ткань, бумага, металлы. Что это за свойства, как их получить, каковы в этой связи перспективы использования полимеров? Не берусь в короткой статье рассказать обо всем, а постараюсь ответить на эти вопросы с помощью лишь нескольких примеров. ТЕРМОСТОЙКИЕ И СВЕРХПРОЧНЫЕ, к тому же легкие и пластичные полимеры заменяют сегодня металл во многих отраслях производства. Правда, до недавнего времени они не могли выдерживать высоких температур. Подобный недостаток был связан со строением этих соединений: их макромолекулы представляли собой нестойкие линейные цепи мономеров. Что, если построить макромолекулы в виде лестницы? Таким способом было создано много термостойких «лестничных» полимеров. К примеру, полиакрилонитрил, из которого, как известно, производят материал «черный орлон», способный выдерживать в течение 10 тыс. часов температуру 400СС, а несколько часов — 800°С. Короткое время он не разрушается и при 9000°С, а ведь это в полтора раза выше температуры поверхности Солнца! «Лестничное» строение характерно и для так называемых жестко-цепных полимеров. Что это за вещества? Большинство полимерных соединений обладает более или менее гибкими макромолекулами — элементарные звенья полимерной цепи свободно вращаются в них друг относительно друга. Это так называемые гибкоцепные полимеры, до последнего времени в промышленности получали именно их. Сравнительно недавно ученые синтезировали новый класс полимеров — жесткоцепных, в которых вращение звеньев затруднено. Эти вещества при определенных температурах могут переходить в жидкокристаллическое состояние. Сущность его в том, что некоторые НА ПЕРЕДНЕМ КРАЕ НАУКИ |
