Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ФЕ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 18 (всего у книги 36 страниц)
Фенокристы
Фенокри'сты, фенокристаллы (от греч. pháino – являю, обнаруживаю), вкрапленники, крупные кристаллы, включенные в мелкозернистую основную массу порфировых пород. См. также Вкрапленники , Порфировая структура .
Фенол
Фено'л, монооксибензол, карболовая кислота, бесцветные кристаллы с характерным запахом, розовеющие при хранении, tпл 40,9 °С, tkип 181,75°C; умеренно растворим в воде, хорошо – в спирте, эфире, ацетоне. Ф. – простейший из оксипроизводных ароматических соединений (см. Фенолы ). Ф. – важное сырьё в производстве ряда ценных продуктов. Так, хлорированием элементарным хлором в промышленности получают 2,4-дихлорфенол – полупродукт в производстве гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты , конденсацией с альдегидами, главным образом с формальдегидом, – феноло-альдегидные смолы (см. также Фенопласты ), с фталевым ангидридом – фенолфталеин (индикатор и лекарственное средство), с ацетоном – дифенилолпропан, используемый для производства поликарбонатов , гидрированием – циклогексанол (полупродукт в синтезе капролактама, полимеризацией которого получают поликапроамид ), алкилированием олефинами – n -aлкилфенолы RC6 H4 OH, применяемые в производстве поверхностно-активных и душистых веществ. Ф. используют также для получения различных красителей, лекарств, средств (салициловой кислоты, салола и др.), пикриновой кислоты (см. Нитрофенолы ).
Выделяют Ф. из каменно-угольной смолы и получают синтетически из бензола – через бензолсульфокислоту C6 H5 SO2 OH (сплавлением её натриевой соли с едким натром), из хлорбензола C6 H5 Cl (гидратацией) и главным образом через кумол (разложением его гидроперекиси).
Ф. обладает бактерицидным действием; в медицине (более известен как карболовая кислота) используется в виде разбавленных водных растворов для дезинфекции помещений и предметов больничного обихода. При попадании на кожу Ф. вызывает ожог. Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,005 мг/л.
Лит. см. при ст. Фенолы .
Фенол.
Феноло-альдегидные клеи
Фено'ло-альдеги'дные клеи', клеи на основе новолачных или резольных феноло-альдегидных смол . Ф.-а. к. выпускают в виде жидких композиций и плёнок. Жидкие клеи, получившие наибольшее распространение, представляют собой растворы смолы (обычно в спирте), содержащие в некоторых случаях отвердитель (для новолачных смол), например параформ, уротропин, или катализатор отверждения (для резольных смол), например органические сульфокислоты, наполнитель – древесная мука или минеральные порошки. Жидкие Ф.-а. к. могут быть клеями холодного или горячего отверждения (склеивание ими производят соответственно при обычной температуре или при 115–150 °С). Плёночные Ф.-а. к. получают пропиткой сульфатной бумаги клеем горячего отверждения с последующей сушкой при 80–100 °С. Из-за ограниченного срока хранения плёночные клеи, как и приготовление клеев холодного отверждения, производят на месте применения.
Наиболее широко Ф.-а. к. используют для склеивания древесины (обычно клеи холодного отверждения) и изготовления фанеры (клеи горячего отверждения). В обоих случаях клей на поверхность наносят кистью, выдерживают 5–15 мин для удаления растворителя, после чего производят сборку деталей и отверждение в течение определённого времени под давлением. При склеивании плёночными клеями их укладывают на склеиваемую поверхность и сразу же осуществляют сборку деталей и отверждение.
Ф.-а. к. характеризуются высокой водостойкостью; прочность клеев горячего отверждения 2–4 Мн/м2 (20–40 кгс/см2 ), клеев холодного отверждепия (например, на основе феноло-формальдегидной смолы и органических сульфокислот, или феноло-резорцино-формальдегидной смолы и параформа) – не менее 13 Мн/м2 (130 кгс/см2 ), стоимость клеев относительно низка. Однако Ф.-а. к. хрупки; для устранения этого недостатка их модифицируют поливинилацеталями (клеи БФ), каучуками и др. полимерами. При работе с Ф.-а. к. необходимы вытяжная вентиляция и индивидуальные средства защиты, например резиновые перчатки и хлопчато-бумажный халат или комбинезон.
Лит. см. при ст. Клеи .
Феноло-альдегидные лаки
Фено'ло-альдеги'дные ла'ки, лаки на основе феноло-альдегидных смол (главным образом феноло-формальдегидных) и различных продуктов их модификации. Растворителями этих материалов служат этиловый спирт, некоторые углеводороды. Спиртовые Ф.-а. л. готовят на основе резольных и новолачных смол. Первые, т. н. бакелитовые, или резольные, лаки, образуют покрытия, которые отличаются высокой твёрдостью, хорошими электроизоляционными свойствами, стойкостью в воде, кислотах, солях, маслах, органических растворителях. Недостатки этих покрытий – плохая адгезия к металлам, тёмный цвет, низкая стойкость в щелочах и окислителях, хрупкость (последняя уменьшается при пластификации лаков, например фталатами). Спиртовые лаки на основе новолачных смол наносят вместо шеллачных при отделке изделий из дерева. Применяют эти лаки ограниченно, т.к. они образуют покрытия, темнеющие на свету.
Широкое распространение в качестве плёнкообразователей получили продукты взаимодействия феноло-формальдегидных смол с растительными маслами (назначение последних – пластификация смол). Растворители этих лаков – сольвент-нафта, уайт-спирит, скипидар. Смолы, совместимые с маслами, получают: модификацией резольных смол канифолью с последующей этерификацией, например глицерином (образующиеся продукты называются искусственными копалами); синтезом смол из алкилфенолов (например, бутил– или амилфенолов); этерификацией резольных смол бутиловым спиртом (т. н. бутанолизация смол). Искусственные копалы и бутанолизированные смолы служат основой консервных лаков. Из алкилфеноло-формальдегидных смол готовят, например, грунтовки, которые используют при нанесении покрытий, эксплуатируемых в тропическом климате.
Разновидность ф.-а. л. – водоразбавляемые лакокрасочные материалы, которые получают, например, соконденсацией феноло-формальдегидных смол с маслами, алкидными или полиакриловыми плёнкообразователями. Такие материалы, образующие антикоррозионные покрытия, применяют для нанесения методом электроосаждения (см. Лакокрасочные покрытия ).
Лит. см. при ст. Лаки .
М. М. Гольдберг.
Феноло-альдегидные смолы
Фено'ло-альдеги'дные смо'лы, олигомерные продукты поликонденсации фенола, его гомологов (крезолов, ксиленолов) и многоатомных фенолов (например, резорцина) с альдегидами (формальдегидом и фурфуролом). Наибольшее практическое значение имеют феноло-формальдегидные смолы (ФФС), получаемые из фенолов (главным образом монооксибензола – см. Фенол ) и формальдегида. В зависимости от соотношения реагирующих веществ и природы катализатора образуются термопластичные (новолаки) или терморсактивные (резолы) смолы (см. также Пластические массы ). Так, в присутствии кислых катализаторов (обычно соляной или щавелевой кислоты) при избытке фенола получают новолачные смолы; в присутствии основных катализаторов, например NaOH, Ba (OH)2 , NH4 OH, при избытке формальдегида – резольные смолы.
Новолачные смолы – преимущественно линейные олигомеры, в молекулах которых фенольные ядра соединены метиленовыми мостиками (например, I) и почти не содержат метилольных групп (– CH2 OH), Резольные смолы – смесь линейных и разветвленных олигомеров (например, II), содержащих большое число метилольных групп, способных к дальнейшим превращениям:
Новолаки получают по периодической и непрерывной схеме; резолы – только но периодической. Технологический процесс включает стадии поликонденсации, осуществляемой при температуре кипения смеси (90–98 °С), и сушки, проводимой при остаточном давлении 13,30–19,98 н/м3, или 100–150 мм рм. см. Температура в конце сушки при получении новолаков 120–130 °С, резолов 90–105 °С. Новолачные смолы выпускают в виде твёрдых продуктов (стеклообразных кусков, чешуек или гранул), резольные – в виде твёрдых и жидких. Новолаки и резолы (молярная масса 600–1300 и 400–1000 соответственно) хорошо растворяются в спиртах и ацетоне, окрашены в зависимости от типа использованного катализатора в различные цвета – от светло-жёлтого до красноватого. В процессе переработки при нагревании ФФС отверждаются (см. Отверждение полимеров ), причём для отверждения новолачных смол необходим отвердитель (обычно вводят уротропин; 6–14% от массы смолы). При отверждении резольных смол различают три стадии: А (начальная), В (промежуточная), С (конечная). На стадии А смола (резол) по физическим свойствам аналогична новолакам, т.к. растворяется и плавится, на стадии В смола (резитол) способна размягчаться при нагревании и набухать в растворителях, на стадии С смола (резит) не плавится и не растворяется.
Отверждённые смолы характеризуются высокими тепло-, водо– и кислотостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, а в сочетании с наполнителями – и высокой механической прочностью (см. Фенопласты ). Отверждённые новолаки уступают резитам по тепло-, водо-, химстойкости и диэлектрическим свойствам.
Для направленного изменения свойств ФФС в реакцию при их получении вводят компоненты, способные взаимодействовать с фенолом и формальдегидом. Так, при введении анилина повышаются диэлектрические свойства и водостойкость, при введении мочевины – светостойкость. Для придания способности растворяться в неполярных растворителях и совмещаться с растительными маслами ФФС модифицируют канифолью, трет-бутиловым спиртом; смолы этого типа широко используют в качестве основы для феноло-альдегидных лаков . ФФС совмещают с др. олигомерами и полимерами, например с полиамидами, – для придания более высокой тепло– и водостойкости, эластичности; с поливинилхлоридом – для улучшения водо– и химстойкости; с каучуками – для повышения ударной вязкости, с поливинилбутиралем – для улучшения адгезии (такие смолы – основа клеев БФ, см. Феноло-альдегидные клеи ). ФФС используют для отверждения эпоксидных смол с целью придания последним более высокой термо-, кислото– и щёлочестойкости. ФФС наиболее широко применяют в производстве различных видов пластмасс: новолаки – для получения пресс-порошков, резолы – пресс-порошков, волокнитов, слоистых пластиков. Из новолаков и резолов изготовляют пенопласты и сотопласты.
Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977.
Г. М. Цейтлин.
Феноло-альдегидные смолы.
Фенологические карты
Фенологи'ческие ка'рты, тематические географические карты, характеризующие сезонную динамику отдельных природных явлений или их совокупности. Основной метод фенологического картографирования – проведение изофен . Оперативные Ф. к. представляют природные процессы текущего года (динамика снежного покрова, зацветание растений); феноклиматические – процессы в их среднем многолетнем выражении (сезонные изменения количества осадков, температуры). Многие Ф. к. имеют практическое значение для народного хозяйства (с. хозяйство, лесное хозяйство, охотничий промысел и др.). Ф. к. обычно составляют по данным наблюдений т. н. фенологических сетей, включающих многочисленные фенологические пункты (см. Фенология ), а также по данным дистанционной съёмки, Ф. к. нередко включают в комплексные или специальные географические атласы. (См. образец Ф. к.)
Лит.: Кельчевская Л. С., Нестеренко О. И., Методические указания по обработке данных фенологических наблюдений и их картографированию, [Обнинск], 1968; Малышева Г. С., Методическое руководство по составлению фитофенологических карт, Л., 1968; Кирильцева А. А., Фитофенологическое картографирование с применением биометрических методов, Аш., 1975.
Г. Э. Шульц.
Фенологические карты, образцы.
Фенологический спектр
Фенологи'ческий спектр, графическое изображение сезонного развития видов растений, животных и их сообществ. Построение Ф. с. – один из широко распространённых методов геоботанических исследований. Идея Ф. с. высказана В. Н. Сукачевым в 1903. Позднее (1918) этот вопрос разрабатывал швейцарский ботаник Х. Гаме. Основной вклад в развитие метода Ф. с. внёс сов. геоботаник А. П. Шенников (1921, 1927), предложивший сам термин «Ф. с.». Различные варианты Ф. с. разрабатывали сов. ботаник И. Г. Серебряков (1947), польск. учёный А. Лукашевич (1967) и др. На графике Ф. с. каждому виду растений соответствует четырёхугольник, на котором наносят в определённом масштабе начало и конец фаз развития растений (облиствение, цветение, созревание плодов и т.д.). Ф. с. сообществ составляют из серии видовых четырёхугольников (см. рис. 1 и 2 ). В. Б. Сочава считает, что Ф. с. растительного сообщества, будучи «прочитан» с экологической точки зрения, даёт представление о режимах местообитания. Он характеризует биотип и в какой-то мере экология, потенциал фации . Практическое применение метод Ф. с. находит в деле охраны природы, луговодстве, пчеловодстве (Ф. с. медоносов), озеленении, декоративном цветоводстве.
Лит.: Шенников А. П., Фенологические спектры растительных сообществ, Вологда, 1927; его же, Введение в геоботанику, Л., 1964; Шалыт М. С., О фитофенологическпх спектрах, «Советская ботаника», 1946, №4; Бейдеман И. Н., Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ, Новосиб., 1974; Lukasiewicz A., Rytmika rozwojowa bylin, Poznari, 1967.
Г. Э. Шульц.
Рис. 2. Фенологический спектр годичного цикла развития горных лесов Северо-Западного Кавказа. А – нижнегорный пояс (а – каштанник лещиновый, б – азалиево-иберийская дубрава, 790 м над уровнем моря); Б – среднегорный пояс (в – пихто-буковое разнотравье, 1100 м над уровнем моря): В – верхнегорный пояс (г – папоротниковая бучина, 1560 м над уровнем моря); Г – субальпийский пояс (д – субальпийское буковое криволесье, 1880 м над уровнем моря).
Рис. 1. Фенологический спектр сосняка червичного (Ярославская обл.): а – сосна обыкновенная; б – ель обыкновенная; в – береза пушистая; г – осина; д – крушина ломкая; е – багульник болотный; ж – голубика; з – черника; и – брусника; к – седмичник европейский; л – марьянник луговой. На верхних узких полосах изображено развитие репродуктивных органов (раскрывание плодовых почек, бутонизация, цветение, завязывание и созревание плодов); на широких – развитие вегетативных органов (характер развития листьев или хвои разных лет, фазы летней вегетации, осеннего расцвечивания листьев и листопада и т. п.).
Фенология
Феноло'гия (от греч. phainómena – явления и ...логия ), система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Термин «Ф.» предложил бельгийский ботаник Ш. Морран (1853). Ф. регистрирует и изучает сезонные явления мира растений и животных (биофенология), а также даты установления и схода снежного покрова, первых и последних заморозков, ледостава и размерзания водоёмов и т.п. У растений (фитофенология) регистрируются сезонные фазы развития: набухание и раскрывание почек, облиствение, цветение (начало и конец), созревание плодов и семян, осеннее расцвечивание листвы, листопад; у животных (зоофенология): у млекопитающих – пробуждение от спячки, начало спаривания (гона), появление молоди, сезонные линьки и миграции; у птиц – гнездование, откладка яиц, вылупливание и вылет птенцов, а у перелётных – также весенний и осенний перелёты; у членистоногих – пробуждение зимовавших особей, вылупление личинок, появление взрослых насекомых из куколок, яйцекладки, развитие личинок, куколок, появление новых поколений, диапаузы и т.п.
Биофенологические наблюдения и исследования ведутся на уровне отдельных организмов, популяций, биоценозов (культурных и диких) и биосферы в целом. Географо-фенологические наблюдения и исследования имеют целью изучение сезонной динамики целых природных комплексов, включая их биотические и абиотические компоненты. Эти исследования ведутся в масштабе отдельных урочищ, ландшафтов, провинций, стран и природных зон. Годичный круг природы геокомплексов и биоценозов подразделяется на естественные, или фенологические, сезоны и субсезоны.
Историческая справка. Начало наблюдений над сезонными явлениями в связи с собирательством, охотой и примитивным сельское хозяйством восходит к глубокой древности. Становление современной научной Ф. относится к 18 в. Петр I, заботясь о выборе мест для паркового строительства в окрестностях Петербурга, в 1721 писал А. Д. Меншикову: «Когда деревья станут раскидываться, тогда велите присылать нам листочки оных понедельно наклеивши на бумагу, с надписанием чисел, дабы узнать, где ранее началась весна» (цит. по кн.: Бейдеман И. Н., Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях, 1954, с. 6). В 1734 франц. учёный Р. Реомюр приступил к изучению зависимости сезонного развития хлебов и насекомых от уровня температуры. В 1748 К. Линней начал вести фенологические наблюдения в Упсальском ботаническом саду и в 1750 организовал первую сеть наблюдательных пунктов. К середине 19 в. фенологическими наблюдениями были охвачены все крупные страны Зап. Европы и Россия. Большую роль в развитии Ф. в России сыграли А. И. Воейков и Д. Н. Кайгородов. В 20 в. фенологические наблюдения и исследования распространились на все страны Центральной Европы и США, а в дальнейшем и на др. страны (Индия и др.).
Методы и задачи фенологии. Традиционный метод фенологической информации – визуальные наблюдения, т. е. регистрация сроков наступления сезонных явлений. С целью достижения сопоставимости фенологических наблюдений, проводимых разными лицами, издаются программы фенологических наблюдений, методические указания к ним, атласы фенофаз растений и сезонных явлений мира животных.
Обработка наблюдений фенологических сетей даёт возможность устанавливать географо-фенологические закономерности, отражаемые на фенологических картах . Средняя многолетняя скорость продвижения сезонных явлений природы в широтном, долготном и вертикальном (в горах) направлениях различна в разных географических зонах, в разные сезоны и для разных групп явлений. В центральных районах Европейской части СССР весенне-летние сезонные явления мира растений движутся с Ю. на С. со средней скоростью около 40–50 км в сут, птицы летят со скоростью около 50–60 км. в сут. В долготном направлении скорость продвижения сезонных явлений определяется главным образом положением по отношению к Атлантическому океану; в зап. районах весна наступает раньше, чем на тех же широтах в глубине континента. (Но переход от зимы к лету в глубине континента совершается быстрее, чем на берегах океанов и, несмотря на позднюю весну, хлеба в долине Волги созревают раньше, чем во Франции.) В горах весенне-летние сезонные явления запаздывают с подъёмом на каждые 100 м в среднем на 3 сут. В некоторые годы сезонные природные явления могут протекать со значительными отклонениями от средних многолетних сроков, что осложняет ведение сельского хозяйства и др. сезонных отраслей народного хозяйства.
Факторы и закономерности, определяющие сроки наступления сезонных явлений, изучает экологическая Ф. Эти факторы делятся на эндогенные и экзогенные. Первые обусловливаются наследственностью организмов. Так, подснежники цветут в начале весны, а астры и хризантемы – на спаде лета, грачи прилетают рано весной, а коростели – в начале лета. Экзогенные факторы определяются внешней средой. В каждой географической зоне решающее значение приобретают один-два фактора; в тропиках – режим влажности: в зонах умеренного пояса – тепловой режим, в Арктике – радиационный и тепловой режимы. Зависимость от факторов среды сезонных явлений разных групп неодинакова. Сроки весеннего пробуждения растений в основном определяются тепловым режимом, а осенний листопад – в равной степени тепловым и радиационным (длина светового дня) режимами. Одним из методов обработки ботанических фенологических наблюдений служат фенологические спектры . Сроки сезонных явлений у животных часто связаны с условиями их питания. Так, насекомоядные птицы прилетают тогда, когда весной появляется достаточное количество насекомых. Экологическая Ф. проводит моделирование фенологических процессов, т. е. находит выражения связи между сроками наступления сезонных явлений и комплексом эндо– и экзогенных факторов. Это моделирование составляет основу фенологического прогнозирования.
Организация фенологических наблюдений. Фенологические наблюдения для научных целей служат, во-первых, методом изучения биологических и географических объектов, во-вторых, методом установления фенологических закономерностей, использование которых призвано повышать эффективность прикладных фенологических служб.
Для выявления фенолого-географических закономерностей в большинстве стран созданы сети фенологических наблюдений. В СССР с 1924 работала такая сеть в системе краеведческих организаций; в 1939 передана Географическому обществу СССР. В 1965–75 она насчитывала около 3500 добровольных корреспондентов. Руководит сетью фенологический сектор Географического общества с помощью местных фенологических организаций (Москва, Вильнюс, Рига, Красноярск, Иркутск и др.). Итог многолетних фенологических наблюдений в одной точке подводится в Календаре природы, т. е. в справочной таблице или графике (см. рис. ) со средними многолетними сроками наступления сезонных явлений местной природы. Календарь природы служит ориентиром в сроках наступления большого числа сезонных явлений. Фенологические наблюдения для научных целей организуют ботанические, зоологические и географические научные учреждения, в том числе институты АН СССР. Географические научные учреждения ведут комплексные наблюдения с целью познания структуры геокомплексов или экосистем. Комплексные фенологические наблюдения ведут также государственные заповедники в форме «летописей природы».
Значение фенологии для народного хозяйства. Фенологические закономерности лежат в основе составления региональных календарей сезонных работ и мероприятий по отраслям народного хозяйства (сельское, лесное, охотничье хозяйства и т.д.). Такие календари используются при организации мероприятий охраны природы, борьбы с вредителями и болезнями полезных растений, паразитами и трансмиссивными заболеваниями человека, домашнего скота, в пчеловодстве и шелководстве. Авиация нуждается в сведениях о сроках массового пролёта перелётных птиц, а дистанционное (с вертолётов, самолётов и орбитальных ракет) изучение поверхности Земли – в данных об оптимальных сезонах для проведения этого изучения. Результаты фенологических наблюдений используют при планировании размещения санаториев, домов отдыха, туристских маршрутов и походов. Фенологические карты, особенно крупномасштабные, необходимы для планирования сезонных производств. Фенологические наблюдения помогают выявить местные природные сигналы, или индикаторы, с помощью которых определяют сезонное состояние природы, а также прогнозируют характер текущего вегетационного периода. Они особенно важны при интродукции новых видов растений и животных, а также при освоении новых территорий.
Лит.: Календарь русской природы, кн. 1, М., 1948; Календарь природы СССР, кн. 2, М., 1949: Шиголев А. А., Шиманюк А. ГГ., Сезонное развитие природы Европейской части СССР, М., 1949; их же, Изучение сезонных явлений, М., 1962; Калесник С. В., Фенология и география, в кн.: Труды фенологического совещания, Л., 1960; Шнелле Ф., фенология растений, пер. с нем., Л., 1961; Иваненко Б. И., Фенология древесных и кустарниковых пород, М., 1962; Календари природы Северо-Запада СССР. 1939 – 1960, Л., 1965; Серебряков И. Г., Соотношение внутренних и внешних факторов в годичном ритме развития растений, «Ботанический журнал», 1966, т, 51, № 7; Щербиневский Н. С., Сезонные явления в природе, [4 изд., М., 1966]; Методы фенологических наблюдений при ботанических исследованиях, М. – Л., 1966; Батманов В. А., Заметки по теории фенологического наблюдения, в сборнике: Ритмы природы Сибири и Дальнего Востока, сб. 1, [Иркутск], 1967; Добровольский Б. В., Фенология насекомых, М., 1969; Борисова И. В., Сезонная динамика растительного сообщества, в кн.: Полевая геоботаника, т. 4, Л., 1972; Шульц Г. Э., Фенология, в кн.: Географическое общество за 125 лет, Л., 1970; его же, Индикационная фенология на современном этапе, «Изв. Всес. географического общества», 1972, т. 104, в. 2; Подольский А. С., Фенологический прогноз, 2 изд., М., 1974; Календари природы Сибири, Л., 1974; Кирильцева А. А., Фитофенологическое картографирование с применением биометрических методов, Аш., 1975; Hopkins A. D., Bioclimatics, Wash., 1938; Phenology and seasonality modeling, N. Y., 1974; Suzuki S., Nogyo kishogaku. [Agricultural meteorology], Tokyo, 1951; Fenologia i jej praktyczne wykorzystanie. Warsz., 1971.
Г. Э. Шульц.
Средние многолетние сроки наступления различных сезонных явлений на территории Ростовской области.
