Спирт поступает в испаритель

vadisha

Успешному развитию промышленное «СК» способствовали теоретические работы русских ученых о полимеризации. Изучение образования высокомолекулярных каучукоподобных веществ, начатое А. Е. Фаворским и С. В. Лебедевым, получило свое завершение в работах советского ученого С. С. Медведева и его сотрудников. Они показали, что дивинил и некоторые другие так называемые каучукогены при полимеризации склонны давать продукты, в которых отдельные нитевидные молекулы оказываются связанными между собой, что обуславливает жесткость синтетического каучука и мешает ему хорошо формоваться. Поэтому изыскания были направлены на создание таких условий полимеризации, при которых получались бы только свободные, не связанные друг с другом молекулы каучука. Эта важная проблема еще до сих пор не получила окончательного решения. Один из способов, предложенный и разработанный нашими учеными, состоит в том, что исходное вещество переводится в состояние эмульсии, в которой и осуществляется процесс образования каучука.

Rubber Farming

После того как синтетический каучук получен, его необходимо еще обработать, то-есть придать ему необходимую форму и вулканизировать. Смысл вулканизации состоит в том, что отдельные нитевидные молекулы каучука при обработке серой соединяются между собой перемычками, состоящими из атомов серы, в одну «жесткую» систему. Вулканизация закрепляет форму изделия, придает ему прочность и эластичность. Так, создавая различные условия вулканизации и подбирая каучук с соответствующими свойствами, получают резины различных качеств.
Современная наука о синтетическом каучуке достигла высокого уровня развития. Основываясь на ясных закономерностях, определяющих направление синтеза каучука, советские ученые создают новые виды «СК» и разрабатывают способы получения резины определенных сортов, необходимых нашему народному хозяйству.

Из одной тонны спирта

verulya

Производство синтетического каучука складывается из двух самостоятельных процессов: получения исходных веществ и процесса полимеризации, то-есть превращения исходного вещества жидкого и даже газообразного при обычной температуре (15— 20°) в твердое эластичное тело со свойствами каучука.

Особое внимание уделяется вопросу получения дешевых исходных веществ для синтеза каучука. Распространение каучуков из дивинила объясняется не только их свойствами, но также возможностью простого получения исходного вещества из доступного сырья. Наиболее удобный и эффективный способ получения дивинила был разработан С. В. Лебедевым, использовавшим для этой цели спирт. Этот способ нашел широкое применение в России и других странах.

Создание промышленности синтетического каучука привело к поискам новых исходных веществ, пригодных для Изготовления «С К». Академики А. Е. Фаворский, Н. Д. Зелинский и другие советские ученые разработали метод получения ряда новых веществ для производства искусственного каучука и прежде всего — хлоропрена. Исходным материалом для получения хлоропрена является ацетилен. Этот газ под действием солей меди в присутствии соляной кислоты превращается в хлоропрен. По многим своим свойствам хлоропреновый каучук сходен с натуральным, превосходя его вместе с тем по стойкости в отношении к свету, кислороду, маслам, растворителям и высоким температурам. Обладая высокой эластичностью, прочностью и сопротивлением к истиранию, хлоропреновый каучук нашел применение в разнообразных отраслях современной техники.

Синтез бутадиенового каучука из спирта

liana

Синтетический каучук обладает основными свойствами обычного, натурального каучука — эластичностью, способностью формоваться и вулканизироваться (вступать во взаимодействие с серой и другими веществами) — и применяется для изготовления различных сортов резины. Практика показала, что синтетические материалы с большим успехом заменяют натуральный каучук во всех областях техники и применяются, кроме того, там, где изделия из натурального продукта оказываются непригодными. Поэтому всякий вновь синтезированный каучук (отличающийся по свойствам от натурального) расширяет область его применения. В этом и заключается исключительная роль «СК» как сырья, способствующего быстрому прогрессу современной техники.

Доля натурального каучука в производстве резиновых изделий в России невелика и, возможно, будет уменьшаться в связи с быстро развивающейся и совершенствующейся промышленностью «СК». Однако синтетический каучук не исключает, а расширяет область применения натурального каучука, который входит в существующий набор «СК» как один из ценных видов эластичных продуктов.

Rubber bands shaped like animals

Свойства добываемых натуральных каучуков одинаковы, они почти не зависят от вида каучуконосного растения. Поэтому наши мичуринцы-каучуководы и работают над созданием новых видов каучуконосных растений, из которых можно было бы получить натуральный каучук разнообразных сортов. Это обеспечило бы возможность его применения в различных областях техники.

Схема получения спирта из картофеля

hristyusha

Ученик Фаворского — выдающийся русский химик С. В. Лебедев осуществил в 1910 году полимеризацию еще более простого углевода — бутадиена — и установил, что исходным материалом для получения синтетического-каучука могут служить наряду с изопреном и другие сходные с ним по строению вещества. В 1926—1933 годах в нашей стране был разработан промышленный способ получения каучука из бутадиена по методу С. В. Лебедева.

Советский Союз стал родиной синтетического каучука. Сообщение о создании в России первой в мире промышленности синтетического каучука было встречено иностранной печатью с недоверием. Американский изобретатель Эдисон заявил: «Известие о том, что Советскому Союзу удалось получить синтетический каучук, невероятно». Однако Эдисон и многие другие научные авторитеты вскоре убедились в реальности и большой эффективности советского метода получения синтетического каучука — «СК». Мало того, опыт советской промышленности был затем полностью использован при организации производства «СК» за границей.

Снимок образца вулканизированного каучука

ritunya

Исходя из открытых Бутлеровым законов строения сложных веществ, исследователь мог представить себе, что длинная нитевидная молекула со свойствами каучука необязательно должна быть построена из молекул изопрена. Это предположение вскоре нашло подтверждение в работах русского ученого Кондакова, наблюдавшего в 1900 году превращение диметилбутадиена — вещества, сходного по строению с изопреном — в «каучукоподобный материал». Эти наблюдения показали возможность синтетического получения каучука. Работы Кондакова, однако, не получили развития в дореволюционной России. Попытки осуществить этот процесс в промышленном масштабе в Германии во время первой мировой войны также окончились неудачей из-за отсутствия ясных представлений о природе химической реакции, приводившей к образованию продуктов со свойствами каучука.

В России этому вопросу была посвящена значительная часть работ Бутлерова и особенно его ученика Фаворского. Они разработали основы учения о полимеризации — химическом процессе, в котором происходит соединение значительного числа (молекул исходного вещества, например изопрена, в одну большую нитевидную каучукоподобную молекулу. В 1906 году Фаворский разработал метод получения изопрена и указал способ получения из него каучука.

Каучук применяется в различных областях техники

katyaha

Пользуясь методом разложения, химики установили, что каучук построен из мельчайших частиц — молекул изопрена, а последние — из атомов углерода и водорода. Если выделить изопрен из продуктов распада каучука, то он при хранении, в свою очередь, постепенно превращается в твердое вещество, обладающее всеми свойствами каучука.

Таким образом было доказано, что каучук строится из отдельных молекул более простого вещества — изопрена. Этих данных оказалось, однако, недостаточно, чтобы установить характер соединения отдельных частиц изопрена в каучуке. Только в результате подробного изучения физических и химических свойств каучука стало ясно, что его молекула представляет собой длинную цепочку крепко соединенных между собой отдельных молекул изопрена.

Число звеньев (молекул изопрена), образующих молекулу каучука, бывает различным и достигает 3—5 тысяч. Поэтому молекула каучука называется полимерной (от слова «поли» — много). Длина такой нитевидной молекулы при ее увеличении в миллион раз оказалась бы равной одному метру, а ширина — лишь 0,3 миллиметра. Каучуковую молекулу можно представить себе поэтому в виде длинной, тонкой, извивающейся нити. Собрание множества нитевидных молекул различной длины, находящихся в беспорядочном движении, то вытягивающихся, то сплетающихся в клубок, и образует натуральный каучук. Такое строение каучука обуславливает его большую эластичность и способность принимать различные придаваемые ему формы.

Область применения каучука, особенно с момента открытия способа получения резины, с каждым годом расширялась, совершенствовались способы изготовления резиновых изделий. Каучук оказался ценнейшим техническим материалом для различных видов транспорта, электротехнической и других отраслей промышленности. Однако возможности производства натурального каучука были очень ограниченны. Он добывался лишь в небольшой группе стран, владевших плантациями каучуконосных растений. Поэтому и возникла потребность в научных изысканиях, направленных на получение искусственного синтетического каучука.

Синтерический каучук

nikula

Каучук — «древесная смола», добываемая из сока каучуконосных растений — обладает замечательными свойствами: способностью растягиваться, набухать в бензине и других органических растворителях. Люди давно пытались использовать эти свойства каучука для производства не пропускающих воду тканей. Однако первые опыты получения таких тканей окончились неудачей: в тепле эти ткани склеивались, на холоде ломались, а в воде набухали. Кроме того, каучук оказался малоустойчивым к механическому воздействию, и только в 1839 году, при случайном нагревании каучука с небольшой добавкой (около 2—3%) серы, удалось получить продукт, лишенный этих отрицательных свойств. Такой устойчивый к высокой температуре, прочный и эластичный материал — резина — быстро получил широкое распространение в технике и быту.

birthday duckies 2

Исследователи того времени уделяли основное внимание отысканию способов изготовления и применения каучуковых изделий и не затрагивали вопроса о химической природе каучука. Состав и строение каучука были определены лишь во второй половине прошлого столетия благодаря трудам выдающегося русского ученого Бутлерова, который установил законы химического строения и связи атомов в сложной молекуле (метане, спирте, уксусной кислоте и т. д.). Работы Бутлерова сыграли крупнейшую роль в развитии органической химии, в превращении ее в подлинную науку, способную решать вопросы синтеза и разложения сложных веществ.

Для того чтобы установить состав каучука, порядок соединения его элементов друг с другом, был использован метод термического разложения, то-есть нагревание вещества без доступа воздуха в закрытом сосуде. Подобно тому как по отдельным частям разрушенного здания можно составить представление о его архитектуре, так и по продуктам распада сложного соединения можно судить о его строении.

Внутренние склоны воронок

mena

Изучение места и обстановки падения Сихотэ-Алиянкого метеоритного дождя, а также обработка собранного материала произведены с такой полнотой, с какой не изучалось падение ни одного метеорита в мире. Благодаря этому советские ученые сделали ряд важных открытий.

Недавно академик В. Г. Фесенков на основании уже имеющихся документальных данных и описаний многих сотен очевидцев установил, что метеорит вторгся в земную атмосферу со скоростью около 14 км в секунду. Первоначально он весил около 1500 — 2000 т. Однако земной поверхности достигло всего около 100 т. Остальная масса «распылилась» в земной атмосфере в тот момент, когда метеорит проносился в ней с космической скоростью. До встречи с Землей метеорит двигался в межпланетном пространстве вокруг Солнца приблизительно в том же направлении, как и наша Земля. Орбита его движения была похожа на орбиту астероидов — многочисленных малых планет, находящихся главным образом между орбитами Марса и Юпитера. Размер их бывает незначительным. Некоторые из астероидов не больше крупных метеоритов. Сихотэ-Алинский метеорит и является, по мнению академика Фесенкова, одним из многочисленных мелких астероидов.

Этот важный вывод, сделанный советским ученым, позволяет уже на основе убедительных фактов утверждать, что астероиды и метеориты представляют собой единый комплекс малых тел солнечной системы и имеют, следовательно, общее происхождение. В настоящее время большинство советских ученых считает, что метеориты и астероиды представляют собой осколки одной крупной планеты, которая некогда существовала в солнечной системе и совершала свое движение вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера, но затем по какой-то причине распалась на части. Этот распад, как показывают измерения возраста метеоритов, произошел приблизительно около трех миллиардов лет назад.

090423-1080887

Подробное изучение Сихогэ-Алинекого метеорита еще раз подтверждает общность химического состава Земли и небесных тел и наносит новый удар по религиозным представлениям о строении Вселенной.

Схема эллипса рассеяния Сихотэ-Алинского метеоритного дождя

rotya

Химический анализ метеоритов показал, что в них содержится 94% железа, 5,4% никеля, 0,38% кобальта, незначительное количество серы и фосфора и ничтожные примеси многих других химических элементов. В результате исследований Янвеля было установлено, например, что в метеоритах на тонну вещества содержится 1,8 г золота, 6,2 г серебра и 4,6 г платины.
Интересной оказалась внутренняя микроструктура метеоритов. Травление раствором азотной кислоты полированных поверхностей распилов метеоритов показало, что они как бы спрессованы из отдельных кусков и балок. Последние имеют разные размеры— от долей миллиметра до нескольких сантиметров в поперечнике. Промежутки между кусками заполнены тончайшей прослойкой из минералов шрейберзита и троилита. Вследствие такой недостаточно прочной структуры метеорит распался в воздухе на тысячи частей.

Space Rock

При изучении под микроскопом структуры коры плавления, произведенном автором статьи, открыты многочисленные и самые разнообразные следы воздействия воздуха на метеориты. На коре обнаружены многочисленные затвердевшие струйки и капельки никелистого железа, бахромки из натекшего металла и т. д. Можно хорошо видеть следы завихрения воздуха вокруг метеоритов и определить, как был направлен каждый метеорит во время его движения. Многие явления на коре плавления открыты впервые и ране« не наблюдались. Все эти подробности позволяют исследовать сложные условия движений метеоритов в земной атмосфере.

Участок кратерного поля

dara

К северу от кратерного поля (так назван участок, на котором образовались метеоритные воронки) в неповрежденной тайге на поверхности почвы были найдены сотни целых, так называемых индивидуальных, метеоритов весом от долей грамма до нескольких килограммов. Более крупные метеориты лежали в небольших лунках, иногда засыпанных сверху почвой. Все эти метеориты, в отличие от осколков, попадавшихся в воронках, были покрыты тонкой корой плавления, синевато-серого цвета с фиолетовым оттенком. На всей поверхности они имели многочисленные своеобразные ямки, так называемые регмаглипты. Кора плавления и регмаглипты представляют собой результат воздействия атмосферы на проносившийся в ней с космической скоростью метеорит.

Экспедициями было собрано и доставлено в Комитет по метеоритам около 37 т метеоритного вещества. Наиболее крупные метеориты весят 1745 кг, 700 кг, 500 кг, 450 кг. Несколько экземпляров имели вес по 300—350 кг. Самый маленький целый метеорит весит всего лишь 0,18 г. Эти метеориты представляют собой большую научную ценность и являются мировыми уникумами. Таких метеоритов нет ни в одной коллекции мира.

На месте падения метеорита над тремя воронками разного размера, не тронутыми членами экспедиции, были построены защитные павильоны. Это сделано с целью сохранения воронок на длительный срок для будущих исследований, если в них появится необходимость. Эти воронки смогут также осматривать и туристы, после того как участок падения метеорита будет открыт для осмотра.

В минувшем, 1950 году были окончены полевые работы на месте падения Сихотэ-Алинского метеорита. Собран огромной ценности материал, к научной обработке которого уже приступил Комитет по метеоритам.

Страница 1 из 3123»