Александр Артеменко - Удивительный мир органической химии

Капроновое волокно — настоящий ветеран синтетических волокон. В СССР оно было получено в 1947 г. группой ученых, в которую входили академик Иван Людвигович Кнунянц (1906-1990) и профессор Захар Александрович Роговин (1905-1981). Капрон получают из ε-капролактама, который под воздействием воды размыкает цикл, образуя ε-аминокапроновую кислоту. В результате реакции поликонденсации эта кислота образует полимер линейного строения:

Капроновое волокно в 2,5 раза прочнее натурального шелка. Из капрона можно получить тончайшую нить: ее длина в 9 км будет весить всего 1 г! Капроновое волокно — ценный материал для производства многих изделий: автомобильного корда, парашютных тканей, канатов, веревок, конвейерных лент и т. д. Это волокно используют для изготовления тканей, ковров, искусственного меха, рыболовных сетей, которые не гниют и не требуют сушки. Из капрона делают чулки и носки, в том числе и безразмерные. Для этого используют эластик — пушистую капроновую пряжу, обладающую повышенной прочностью и очень похожую на натуральную шерсть.

Хорошо известно и другое волокно — анид (найлон). Впервые его получил в 1935 г. У. Карозерс реакцией поликонденсации гексаметилендиамина с адипиновой кислотой:

Способ получения анида был запатентован в 1937 г., а уже в начале 1939 г. в г. Сифорде (США) был пущен первый в мире завод по производству этого волокна. Анид выпускают в виде непрерывной нити и штапельного волокна. Волокно анид — «родственник» капрона, но более прочное и эластичное. Оно также устойчиво к действию агрессивных химических веществ. Температура размягчения анида несколько выше, чем у капрона. Анид используют в производстве корда для автомобильных покрышек, прочных лент для тяжелых конвейеров в горнорудной промышленности, сеток бумагоделательных машин, тонкой бумаги, которую почти невозможно разорвать руками. На эту бумагу не действуют влага, лучи солнечного света, микроорганизмы. Ее можно использовать для важных документов, подлежащих вечному хранению, для морских и военных карт. Из анида (найлона) производят товары народного потребления. Интересно, что первые найлоновые чулки появились в США в 1939 г., а найлоновые колготки — в конце 50-х гг. XX века.

Волокно энант, близкое по свойствам к капрону, было синтезировано на основе аминоэнантовой кислоты в 1951-1955 гг. советскими химиками под руководством А. Н. Несмеянова и А. А. Стрепихеева:

Энант не только не уступает капрону, но во многом превосходит его. Он прочнее и намного дешевле естественного волокна. Нить энанта выдерживает 15 тыс. перегибов — в 5 раз больше, чем капрон.

Из полиэфирных волокон наиболее ценным является лавсан. Его впервые получили в Англии в 1941 г., однако в годы войны это открытие было строго засекречено и только в 1947 г. в печати появилось краткое описание взятого на это изобретение патента. С 1949 г. в СССР начались исследования по получению полимера, из которого начали с 1950 г. вырабатывать лавсан. Лавсан получают реакцией поликонденсации терефталевой кислоты с этиленгликолем:

Лавсан — удивительное волокно. Изделия из него очень устойчивы к сминанию. Костюмы из лавсановой ткани не нужно гладить. Складки на нем не исчезают даже после смачивания. Лавсановое волокно устойчиво к высоким температурам и различным химическим веществам. Оно, правда, уступает полиамидным волокнам по истираемости. Поэтому лавсановое волокно не используют для производства чулочно-носочных изделий. Это волокно не проводит электрический ток, что очень важно для его технического применения. На основе лавсана изготавливают различные ткани и трикотаж для верхней одежды, ковры. Техническая нить лавсана используется в производстве шинного корда и тканей для резинотехнических изделий.

Особо нужно сказать о волокне нитрон, которое получают полимеризацией акрилонитрила.

Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна занимают особое место в производстве синтетических волокон. По внешнему виду такие волокна напоминают натуральную шерсть. Долгое время производство этого волокна сдерживалось отсутствием растворителя, способного перевести полиакрилонитрил в раствор. Производство ПАН-волокон (нитрона) началось после 1942 г., когда был предложен в качестве растворителя диметилформамид. В СССР производство нитрона началось с 1963 г. Волокно выдерживает высокую температуру, не садится и не теряет свежести после стирки. Изделия из нитрона не боятся кислот и щелочей, масел и мазута. ПАН-волокна применяют для производства верхнего трикотажа (джемперов, спортивных костюмов, женских кофт и др.), ковров, меха, различных тканей. Носки и перчатки из нитрона так же теплы и мягки, как и изделия из верблюжьей шерсти, а по прочности превосходят их в 2 раза. Это волокно устойчиво к атмосферным воздействиям и солнечному свету.

Заканчивая разговор о синтетических волокнах, еще раз хочется подчеркнуть их исключительную прочность. Так, нить синтетических волокон капрона, лавсана и анида сечением в 1 мм 2выдерживает нагрузку от 35 до 80 кг. А теперь сравните: медная проволока того же сечения может выдержать только 38 кг.

Человек всегда тянулся к красоте. Еще в глубокой древности он пытался красить свою одежду и предметы быта. Ритуальное раскрашивание лица и других частей тела также имеет свою историю. Вначале с этой целью использовались различные минеральные красящие вещества (глины, мел, сажа, соки растений и др.). Затем наступила очередь красителей, которые получали из растений, морских организмов. Это были красители природного происхождения — ализарин, античный пурпур, индиго и др. Процесс получения таких красителей был очень трудоемким и долгим, поэтому они стоили больших денег. Например, чтобы получить около полутора граммов красного пурпура, нужно было переработать 12 тыс. особых морских улиток! Конечно, со временем методы выделения красителей совершенствовались, качество красителей повышалось. Однако человеку приходилось еще долго довольствоваться тем, что давала природа.