Игорь Озимов - Литературно-художественный альманах «Дружба». Выпуск 3

Памятная дата в истории искусственного каучука — 3 декабря 1909 года. В этот день на очередном заседании Русского физико-химического общества петербургский химик Сергей Васильевич Лебедев продемонстрировал маленькую стеклянную трубку с комочком неизвестного вещества, подобного каучуку. Этот образец весил около одного грамма…

В своей работе над искусственным каучуком, «строительным материалом», Лебедев избрал непредельные, или ненасыщенные, соединения, то есть такие вещества, которые еще могут присоединить к себе соседние молекулы. В этих соединениях каждый новый кирпич-молекула прочно становится на отведенное ей химиком место.

Из всех ненасыщенных соединений Лебедев для своих исследований отобрал сначала шестнадцать, а потом окончательно остановился на дивиниле, одном из углеводородных соединений. Казалось, ничего отрадного не мог сулить Лебедеву его выбор.

Дивинил — это и жидкость и газ. Жидкость при температуре минус 9–10°. Но уже при плюс 4° эта жидкость начинает превращаться в газ.

Добыть дивинил очень трудно, но еще труднее его сохранить, так как он очень нестоек и легко изменяет свои свойства.

Но Лебедев знал, что у дивинила есть и огромное преимущество — способность его молекул уплотняться. При этом он густеет и, наконец, становится твердым телом. Надо было только «приручить» дивинил, заставить его изменяться в нужном направлении.

Тысячи неудач и препятствий ждали ученого на этом пути. Опыты приходилось вести в темноте, так как даже солнечный свет влиял на поведение молекул дивинила.

Труды ученого увенчались успехом. В 1931 году опытный завод в Ленинграде выдал первую партию искусственного каучука.

Тайну изготовления нового вещества пытались разгадать многие зарубежные изобретатели. Больше десятка лет безуспешно трудился над этим американец Эдисон. Ему помогали изобретатели и ученые, состоявшие у него на службе, однако и они ничего не добились.

Спирт, необходимый для производства каучука, Лебедев получал из хлеба и картофеля. И Эдисон и прочие зарубежные ученые очень долго не верили, что можно делать автомобильные шины и калоши из хлеба и картофеля.

Академик Лебедев умер в 1934 году. Наши ученые продолжили его опыты и нашли новые способы получения искусственного каучука.

На плантациях каучук добывают из сока растущих деревьев — гевеи, а наши ученые научились использовать для этой цели не только срубленное дерево, но даже стружки и опилки. На всех лесопильных заводах много этих отходов.

Конечно, ни из картофеля и хлеба, ни из стружек и опилок калоши и шины не слепить. Из всех этих веществ сначала добывают спирт, однако подвижному, как вода, спирту еще очень далеко до упругого и водонепроницаемого каучука. Мостиком к каучуку служит дивинил.

Нетрудно получить спирт, но нелегко превратить его в дивинил. На какие только ухищрения не придется пойти для этого!

Прежде всего спирт нагревают до температуры в четыреста с лишним градусов. Однако даже такой высокой температуры недостаточно для того, чтобы начались нужные химикам превращения. Для этого необходимо присутствие особых веществ — катализаторов.

Катализаторы — это подлинно чудесные ускорители химических процессов. Понять, как действуют катализаторы, не трудно. Попробуйте зажечь кусочек сахара — он обуглится, но не вспыхнет. А если положить на сахар щепотку пепла от папиросы, то от пламени спички сахар загорится сразу, хотя пепел, взятый отдельно, не горит. Пепел здесь выступает в роли катализатора.

Для того, чтобы получить удобрения из воздуха, нужен один катализатор, для производства жидкого топлива — другой; для получения искусственного каучука — третий. Нелегко подобрать нужный катализатор, а для того, чтобы увеличить силу катализаторов, надо их обрабатывать каждый раз особым способом.

Пары спирта в огромной печи встречаются с накаленными катализаторами и превращаются в дивинил. Но беда в том, что вместе с дивинилом образуются еще и примеси. Каучук же может быть получен только из чистого дивинила, — значит, от всех этих примесей надо избавиться.

Дивинил и примеси-газы, — как же отделить их друг от друга? Но, может быть, некоторые из них при понижении температуры превращаются в жидкость?

Так и есть. Смесь газов и дивинила помещают в холодильник. Часть примесей сгущается, и ее удаляют, но часть не превращается в жидкость, дивинил остается загрязненным. Как предмет и его тень, неразлучны дивинил и оставшиеся примеси. Есть еще один выход в борьбе с примесями — надо укрыть от них дивинил!

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.