Текст книги "Дружба. Выпуск 3"
Автор книги: Север Гансовский
Соавторы: Юрий Никулин,Радий Погодин,Дмитрий Гаврилов,Аделаида Котовщикова,Аркадий Минчковский,Александр Валевский,Вениамин Вахман,Эдуард Шим,Антонина Голубева,Михаил Колосов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 41 (всего у книги 41 страниц)
И вот смесь газов с дивинилом – снизу вверх – впускают в высокую стальную башню, где льется керосиновый «дождь».
Керосин в качестве «дождя» взят потому, что он из смеси всех газов поглощает преимущественно дивинил, другие же газы в нем почти не растворяются. Примеси прорываются сквозь сеющийся на них керосиновый «дождь», а раствор керосина с дивинилом стекает на дно башни.
Отделить дивинил от керосина уже просто: нагревают эту смесь в одном из аппаратов, и дивинил испаряется и улетучивается. Недолго он остается в виде паров – в холодильнике он превращается в жидкость. Но это всё еще сырой дивинил: немного примесей в нем всё же есть.
Как избавиться от этих назойливых спутников дивинила?
Нагреть жидкий дивинил? Безуспешно; ведь у него и у примесей одна и та же температура испарения. Но у жидкого дивинила и воды различный удельный вес, – значит, смешиваться они не будут, а вот примеси с ней смешиваются. Вот почему дивинил «промывают» водой.
«Промытый» дивинил – вещество чистое, прозрачное. Из него уже можно получить каучук, и он поступает в большой стальной аппарат – полимеризатор. Не один год пришлось бы дожидаться, пока молекулы дивинила, соединяясь друг с другом, вытянулись бы в длинные цепи искусственного каучука. Но химики и здесь позаботились о катализаторе, используя для этой цели металлический натрий. В его присутствии дивинил густеет, изменяет свое строение, становится каучуком. Проходят какие-нибудь 15–20 часов, и из аппарата вынимают горячую тягучую светложелтую глыбу. Это и есть искусственный каучук.
Из опилок – спирт, из спирта – дивинил, из дивинила – каучук и, наконец, резина, из которой производятся десятки изделий.
Кусочек дерева, опилки – это пока самое дешевое, хотя и не единственное, сырье, из которого получают искусственный каучук. Каучук, оказывается, можно сделать из многого.
Детские мячи наполняют на заводе воздухом, то есть газом. Трудно поверить, что и самый мяч мог быть сделан… из газа. Но это так. Ленинградский ученый Борис Васильевич Бызов разработал способ получения искусственного каучука из газов, отходящих при обработке нефти.
Кто бы мог подумать, что каменные глыбы – в соединении с углем – можно превратить в мягкий и гибкий каучук! Но и этим необыкновенным искусством овладели наши химики.
В Армянской ССР на многие десятки километров тянутся желтые горы. На этих горах нет не только каучуковых деревьев, но даже травинки, и всё же эти бесплодные горы дают каучук.
Они сложены из извести. Сплавляя известь с углем, получают карбид кальция, из этого серого тусклого камня добывают газ ацетилен, а из него после ряда процессов – искусственный каучук.
И получается, что калоши, которые вы носите, могут быть сделаны из опилок, картофеля, угля, нефти, камня.
Под знойным небом тропиков по каплям собирают сок каучуковых деревьев. А заводы искусственного каучука уже много лет работают в разных концах Советского Союза. И не каплями производят они каучук, а тысячами тонн, и сырье для этих заводов дешевое и доступное.
На каучуковых плантациях несколько лет трудятся тысячи рабочих, чтобы добыть тысячу тонн каучука, а на советском заводе десять-пятнадцать рабочих вырабатывают то же количество каучука за три-четыре дня.
На автомобильном заводе вам скажут, что для шин нужен каучук, который истирается медленно. От аэронавтов вы услышите, что в воздушных шарах каучук не должен пропускать водород. Водолаз потребует, чтобы его костюм был непромокаемым. Природа дала нам всего несколько видов каучука. Химики же наделяют каучук самыми различными свойствами, и это делает его незаменимым в хозяйственной жизни нашей страны.
«Калоши и шины из опилок» – так называется глава об искусственном каучуке. Но можно было бы, пожалуй, назвать ее и иначе – «Калоши и шины из спирта», – ведь опилки-то превращают сначала в спирт. Что же происходит с ними, прежде чем они станут спиртом? Как из опилок получить спирт?
САХАР И СПИРТ ИЗ ОПИЛОК
Срубленное в лесу дерево привезли на завод. Быстро распилили и отправили в цехи, где из него сделают оконные двери и рамы, мебель; а у пилорамы осталась груда опилок.
День за днем, месяц за месяцем, – и на заводе накопилась уже по груда, а целая гора опилок. Они загромоздят заводской двор, будут мешать работать, и целыми вагонами придется вывозить опилки на свалку. Нет, не придется! Опилки – громадная ценность. Они поступят в химический цех, пристроенный к деревообделочному заводу. Здесь производят гидролиз, или осахаривание древесины.
Сахар из древесины – это уже давно звучит привычно для химиков. Каждое растение – это сахарный завод, в котором вырабатываются сахаристые вещества. Сырьем для «зеленой фабрики» служит почвенная вода с растворенными в ней веществами и углекислый газ, улавливаемый листьями из воздуха. Из этого сырья растения и создают сахар.
Из больших сахарных молекул состоит крахмал. Именно поэтому становится сладким во рту белый пшеничный хлеб: под действием слюны крахмал превращается в виноградный сахар. Из сахаристых веществ построена и целлюлоза.
Молекула целлюлозы, мы знаем, – очень сложное «сооружение», «высотное здание» в мире атомов. В производстве каучука отдельные звенья из молекул «сшивают» в большую молекулу искусственного каучука. Но даже эта молекула во много раз меньше молекулы целлюлозы.
При осахаривании древесины химикам надо не строить, а разрушать молекулы. Если молекула целлюлозы распадается на части, то «развалины» этого «высотного здания» окажутся частицами виноградного сахара.
Нелегкое дело – разрушить молекулы целлюлозы; прочны крохотные ее клетки.
Но прочность молекул целлюлозы не смутила химиков. В стальных башнях гидролизных аппаратов они сумели поднять такую «бурю», что молекула целлюлозы распадается на свои составные части и дает сахар. Но для этого загруженные в башни опилки и стружки нагревают до двухсот градусов, подвергают давлению и обрабатывают серной кислотой. А эта кислота настолько могучее средство, что приходится заранее позаботиться, чтобы под ее натиском не разрушились внутренние стенки самих аппаратов.
После того как удалось расколоть молекулы целлюлозы, немудрою уже получить и самый кристаллический сахар и вывезти его в мешках с завода. Но гидролизный сахар превращают в спирт, тем более, что это не трудно сделать с помощью дрожжевых грибков.
В двухстах различных отраслях промышленности применяется спирт из древесного сахара: и в производстве искусственного каучука, искусственного шелка, кинопленки, бездымного пороха и многого другого.
Из одной тонны опилок вырабатывают столько же спирта, сколько из тонны картофеля или трети тонны ржи. Целые горы картофеля и хлеба сберегает стране производство спирта из опилок.
Гидролизная промышленность в нашей стране самая молодая: они зародилась и развивалась в годы пятилеток. Успехи ее так велики, что еще перед Великой Отечественной войной она выдвинулась на первое место в мире.
В пятой пятилетке намечен значительный рост гидролизной промышленности. В сравнении с 1948 годом производство спирта из опилок увеличивается в 5,6 раза.
НЕЗАМЕНИМЫЕ ЗАМЕНИТЕЛИ
Строить из дерева и удобно и дешево. У него много достоинств, но есть и существенные недостатки, – оно гниет и горит. Ученые взялись за разрешение задачи создания несгораемого и негниющего дерева и разрешили ее. Замечательно, что составы, которыми пропитывают дерево, чтобы придать ему эти новые свойства, получают тоже из дерева.
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте фанеры и мебели вам могут показать дерево, которое не боится огня. Отколют от него лучинку, поднесут к ней спичку, но лучинка не загорится, а только чуть-чуть обуглится. Брусок такого дерева, пропитанного специальным составом, можно долго держать на огне. Он едва обуглится по краям.
На одном из московских заводов собрались лучшие мебельщики столицы – им показали столы, стулья, кровати, изготовленные, по-видимому, из самых красивых сортов дерева.
– Прекрасная мебель, – в один голос сказали специалисты.
Представьте себе их удивление, когда мебель стали бросать в пылающую заводскую печь. Не горит! Выяснилось, что мебель не боится пламени потому, что она не из дерева. Мебельщикам немудрено было ошибиться, – предметы, которые им показали, подобно дереву, держались на воде, но делали их не краснодеревцы, а химики.
На ином заводе можно увидеть вал, поднять который, казалось бы, под силу только нескольким сильным мужчинам. Но вот к валу подходит подросток и легко его берет. Что за силач этот молодой рабочий! Да вал этот только с виду тяжелый. Он не стальной и в несколько раз легче стального, а в прочности ему не уступает.
Можно было бы назвать еще много таких предметов из загадочного материала – дерево не дерево, сталь не сталь, стекло не стекло. Для таких материалов и название пришлось придумывать – пластические массы.
Первые пластмассы были изобретены для замены слоновой кости и янтаря. Слоновая кость и янтарь добываются с большим трудом и дорого стоят. Из слоновой кости делали биллиардные шары, – и быстро редели стада слонов в джунглях Африки и Азии.
Заменить слоновую кость и янтарь, правда, не удалось, но зато были созданы материалы, имеющие куда более важное значение, чем биллиардные шары.
У привычных нам материалов немало достоинств, но много и недостатков: дерево легко обрабатывается, но горит и гниет, стекло прозрачно, но хрупко, сталь прочна, но ржавеет. Надо было найти заменители дереву, стеклу, стали. Такими заменителями и оказались пластмассы.
Трудно даже перечислить все пластмассы – так их много. Они уже давно и прочно вошли в нашу жизнь. Зубная щетка, сумка для книг, ручки, гребенки, чернильница, красивая цветная чашка, тарелка, настольная лампа – всё это из пластмасс.
Из них и та первая игрушка, к которой тянется младенец…
Пластмасса, из которой делают игрушки, называется целлулоидом, и, как это ни странно на первый взгляд, эти игрушки «растут» на хлопковых плантациях.
Удивительный материал – хлопок! Легка и тонка его нить, но почти так же прочна она, как и нить металлическая. Хлопок и горит плохо, но легко становится сильно взрывчатым веществом. Если хлопок полит азотной кислотой, – будьте осторожны с этой безобидной на вид ватой: не только от удара, даже от падения на нее ученического пера она взорвется!
Вату, пропитанную азотной кислотой, можно всё же «укротить». Если растворить ее в смеси эфира и спирта, тогда из раствора, не страшась взрыва, можно получить прозрачную пленку. Эта же вата в присутствии спирта и камфоры превращается в целлулоид.
Утратив способность взрываться, целлулоид окончательно всё же не смирился. Он сохранил еще легкую воспламеняемость. Но и на нее удалось накинуть узду. Пластмассы из целлулоида становятся негорючими, если подействовать на хлопок уксусной кислотой и некоторыми другими веществами. Невоспламеняющийся и негорючий целлулоид – это еще одна победа химиков, выступающих в роли дрессировщиков самых неподатливых веществ.
Изготовляются пластмассы просто, – еще легче получить из них изделия любой формы.
Точно отмеренную порцию порошка, смешанного со смолами, насыпают в форму и закладывают в пресс. Одно движение педали или рукояти – и из-под пресса выходит готовый предмет. Любого размера и формы могут быть эти предметы. После пресса их не надо ни полировать, ни красить.
Топор или молоток – предметы простые. Но сколько труда и усилий надо затратить, чтобы их сделать!
Надо добыть руду, привезти ее на завод, расплавить в домне. Затем металл надо ковать, точить, опиливать, закалять.
Нелегко сделать и фарфоровую чашку или тарелку. Через много человеческих рук должны они пройти, прежде чем появятся у нас на столе.
А из пластмасс уже теперь штампуют не только чашки и тарелки, а корпуса моторных лодок, и в недалеком будущем в один-два приема будут штамповать из них целые кузова автомобилей…
Много труда, времени и ценных материалов сберегают стране пластические массы.
* * *
Из чего же делают пластмассы?
Галалит, молочный камень, – так называется одна из первых пластмасс, полученных химиками; ей отроду немногим больше полувека.
Молочный камень… Да, именно из молока, превращенного предварительно в творожистую массу – казеин, изготовляют пластические массы, которые прочны, как кость, и которые можно пилить, строгать, обтачивать… Из молочного камня могут быть пуговицы на вашей рубашке и гребенка, которой вы расчесываетесь.
Бумолит и тектолит – это «бумажный» или «текстильный камень», это бумага или ткань, пропитанные смолами, нарезанные на куски и спресованные под большим давлением.
Гибкая и слабая бумага в руках химиков становится прочным и твердым материалом, который служит в электротехнике изолятором, а ткани превращаются в… шестерни и подшипники, которые смазываются водой.
Формалин – это формалиновый камень. Его впервые в 1904 году получил русский химик А. М. Настюков. Из формалина с помощью карболовой кислоты получают смолы, которые превращаются в так называемые бакелитовые пластмассы.
Части автомобилей, самолетов, радиоприемников, музыкальных и медицинских инструментов, клей, лаки – чего только не изготовляют из этих пластмасс!
Вот красивый плащ, такой тонкий, что, свернув его, можно положить в карман, словно это носовой платок. Можете не искать в материале, из которого сделан плащ, текстильные нити – их там нет. Материал для плаща не сошел с ткацких станков, и не на текстильной фабрике он изготовлен, а на химическом заводе.
Он изготовлен из смол, открытых советским ученым, академиком А. Е. Фаворским. Этот плащ очень крепок, хотя сырьем для него послужил… газ ацетилен. Газ же, в свою очередь, добывают из угля и извести, сплавленных в тусклый серый камень – карбид кальция. Прозрачный и гибкий плащ из серого камня – это ли не чудо?
Достойное место в ряду этих удивительных производств занимает дерево. В больших стальных сосудах без доступа воздуха древесину нагревают до высокой температуры. Древесина при этом не сгорает, но выделяет газ и жидкие продукты, в реторте же остается древесный уголь.
Искусственные красители, лечебные средства, кинопленка, уксусная кислота, духи… какие только вещества не извлекают химики из древесины! Среди этих веществ много таких, которые участвуют и в производстве пластических масс.
Древесный спирт – один из многих продуктов сухой перегонки дерена. Из него производят тот формалин, который в особенно большом количестве расходуется для производства пластмасс.
Уксусная кислота из дерева – это не только пищевой продукт, но важнейшее сырье для производства и красителей, и медикаментов, и пластических масс.
Уголь и известь, вода и воздух, отходы коксовых, нефтеперегонных заводов, продукты сухой перегонки дерева – вот то сырье, из которого вырабатывают самые различные пластмассы. Что может быть дешевле такого сырья, безграничного по своим запасам? Однако в руках химиков это сырье превратилось в вещества, которые стали заменителями таких дорогих и редких материалов, как естественные смолы, кость, редкие породы дерева. Право, есть чем гордиться химикам!
Сырье-то у пластмасс простое, а свойства, которыми наделяют их химики, самые различные. Одни прочны, как металл, и легки, как дерево, другие прозрачны, как стекло, и гибки, словно ткань, третьи не проводят электрический ток, четвертые не боятся самых крепких кислот и щелочей. И возможности эти беспредельны. Откуда же такое разнообразие качеств?
Оказывается, в особенностях строения пластических масс и в искусстве химиков возводить очень сложные сооружения из атомов.
Молекулы воды, поваренной соли, спирта состоят всего из нескольких атомов, а в молекулы пластических масс, каучука входят десятки тысяч атомов. Чтобы получить эти большие молекулы, химикам надо было научиться «сшивать» маленькие молекулы в цепочки больших.
«Иголок», которые могли бы это сделать, конечно, не существует, но есть вещества, которые помогают молекулам соединиться друг с другом. Вы знаете, это катализаторы.
Найти «иголку»-катализатор труднее, чем найти иголку в стоге сена. Это самая трудная задача химиков в создании новых веществ. Когда катализатор найден, остается подобрать температуру и давление, при которых наиболее выгодно вести «полимеризацию» молекул, то есть «сшивать» их в большие молекулы. При образовании более сложных молекул вещество уплотняется, и, управляя этим процессом, химики получают вещества, подобные маслам, смолам, каучуку и многим другим.
Пластические массы – величайшее достижение нашего времени. И наш век – век металлов, век электричества, век атомной энергии – имеет, пожалуй, право именоваться и веком пластических масс.
* * *
Искусственный шелк, искусственный каучук, пластические массы еще не исчерпывают всех возможностей «кусочка дерева».
Ведь не только само дерево, но даже еловые шишки, даже корявый невзрачный сосновый пень неузнаваемо преображается, едва прикоснется к ним рука химика.
Вот конфеты с лимонным и апельсинным вкусом. А вот гвоздичное масло с приятным запахом. Можно подумать, что свой вкус и аромат им передали растения, выросшие в солнечных республиках: Грузии или Узбекистане.
Ничего подобного! Деревья, приносящие эти плоды, росли под небом нашего Севера. Это сосна и ель. У них нет цветов, их плоды – шишки. И вот эти шишки да еще кора и ветки дают вкус лимона и аромат цветов. Сотни самых различных веществ добывались из сосны и ели. Но для этого они должны были пройти через аппараты химических заводов.
А вот какие сокровища таятся в пне. Выдернув из земли или болота, его привозят на завод и здесь из пня добывают смолу, а из нее вырабатывают канифоль и скипидар.
Канифоль нужна не только скрипачам, натирающим ею смычок. Она нужна и бумажным фабрикам, и мыловаренным заводам, и фабрикам эмалевых красок и лаков.
Скипидар применяется и как лекарственное средство, и на парфюмерных и текстильных фабриках.
Чего только нет в хвое, – и целебные витамины, и питательные белки, и ценные жиры нашли в ней химики. Но до сих пор все эти богатства миллионами тонн сжигались вместе с ветвями и другими отходами лесосеки. На протяжении многих веков, с той древней поры, когда человек с топором в руках пришел в лес, пылали костры. Их зажигали для того, чтобы очистить лесосеки. Теперь эти костры будут потушены. Неисчислимые богатства не будут больше улетать с дымом.
Простой кусочек дерева оказывается богатством в руках людей, но ждущих милости от природы.
Химическая переработка дерева дает не только шелк, каучук, спирт, сахар, канифоль, бензин.
В настоящее время из дерева изготавливают около двадцати тысяч различных веществ и предметов, и, конечно, всё большее и большее количество богатств откроет в ближайшем будущем химия – наука, которой принадлежит одно из первых мест в разрешении задачи создания изобилия материальных благ, в осуществлении величественного плана построения коммунистического общества.
