Коллектив авторов - 100 великих научных открытий

Впоследствии гальванику активно использовали в создании шаблонов для печатания государственных документов и монет, и даже сейчас полиграфические стереотипы, произведенные посредством гальванопластики, обеспечивают очень качественную продукцию. Помимо клише, художественных изделий и гравюр, методом гальваники делают запчасти автомобилей, детали станков и высокоточные приборы.

История каучука началась в XVI в., в период Великих географических открытий. Вернувшись из Америки в Испанию, путешественник и первооткрыватель Христофор Колумб привез множество диковин, одной из которых был эластичный мяч из «древесной смолы». Снаряд, которым туземцы играли в нечто наподобие баскетбола, легко подпрыгивал, отскакивая от земли, сжимался и быстро восстанавливал свою первоначальную форму. Материал мяча был странным на ощупь — индейцы называли его «каучук», что переводится как «слезы млечного дерева». Чтобы изготовить каучук, коренные американцы сцеживали в чашечки белый, словно молоко, сок бразильской гевеи (латекс), затем сливали в большой сосуд и нагревали. Сок быстро сворачивался, превращаясь в темный смолоподобный эластичный материал. Помимо мячей, индейцы делали из него непромокаемые ткани, обувь, сосуды, детские игрушки.

Все эти вещи частенько завозились в Европу последователями Колумба, но европейцы почему-то не оценили материал по достоинству, хотя самим испанцам очень нравилось играть с экзотическим мячом — на основе индейских правил они даже придумали свою игру, похожую на современный футбол.

Со временем о южноамериканской диковинке забыли, и только в XVIII в. члены французской экспедиции обнаружили в Южной Америке дерево, выделяющее удивительную, затвердевающую на воздухе смолу, которая была названа резиной (от лат. resina ― смола). В 1738 г. французский исследователь Ш. Кондамин представил в Парижской академии наук образцы каучука, изделия из него и описание процесса его добычи, после чего начались поиски всевозможных способов применения этого вещества. В Испании каучук додумались использовать в качестве ластика. Во Франции были изобретены подтяжки и подвязки из сплетенных с хлопком резиновых ниток. А в 1823 г. шотландец Чарльз Макинтош догадался прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани и шить из этого материала непромокаемые плащи — макинтоши, которые сразу же полюбились всем британцам. Примерно в то же время в Америке вошло в моду надевать в дождливую погоду поверх башмаков неуклюжую индейскую резиновую обувь — галоши.

Затем англичанин Чаффи изобрел прорезиненную ткань, растворяя сырую резину в скипидаре, смешивая с сажей и нанося тонким слоем на обычную ткань с помощью специально сконструированной машины. Из такого материала можно было делать не только одежду, обувь и головные уборы, но также крыши домов и фургонов. Однако у изделий из прорезиненной ткани обнаружился большой недостаток: в жару они становились липкими и зловонными, а в мороз растрескивались. Постепенно фирмы по производству резины разорялись, и все бы позабыли про макинтоши и галоши, если бы не американец Чарльз Гудьир, который верил, что из каучука можно создать хороший материал. Современники смеялись над ним: «Если вы увидите человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с резиновым кошельком, а в кошельке ни единого цента, то можете не сомневаться — это Гудьир». Но Чарльз упорно смешивал каучук со всем подряд: солью, перцем, песком, маслом и даже супом — и в конце концов добился успеха. В 1839 г. он обнаружил, что каучук при нагревании с серой становится менее чувствительным к изменениям температуры, более упругим и гибким.

Новый вулканизированный каучук, незатейливо названный резиной, быстро завоевал популярность. Резина оказалась идеальным материалом для изготовления покрышек для автомобилей, амортизаторов, приводных ремней, рукавов, транспортных средств, гибкой изоляции, различных прокладок и многого другого. С середины XIX в. начался массовый выпуск резиновых изделий, и спрос на каучук возрос в несколько раз. Дикая гевея уже не могла удовлетворять потребности промышленности, и ее начали выращивать в тропиках Суматры, Явы, Малайского архипелага, только и этого было мало.

Почти сто лет ученые усиленно искали способ получать каучук искусственным путем, и в результате многочисленных исследований было установлено, что натуральный каучук на ⁹⁄ ₁₀ состоит из углеводорода полиизопрена с формулой (C 5H 8) × n , где n ― больше тысячи. Кроме полиизопрена, каучук содержит минеральные и смолоподобные белковые вещества, а если его очистить от белков и смол, он станет довольно неустойчивым и быстро будет терять на воздухе эластичность и прочность. Это означало, что для получения искусственного каучука необходимо решить следующие задачи: научиться выделять изопрен из других веществ; выполнить полимеризацию изопрена; найти нужные вещества для обработки полученного каучука, чтобы избежать его разложения.

В 1860 г. англичанин Ч. Уильямс путем сухой перегонки сумел выделить из каучука изопрен — легкую бесцветную жидкость, обладающую своеобразным запахом. В 1879 г. французский ученый Г. Бушарда получил каучукоподобный продукт, воздействуя на нагретый изопрен соляной кислотой. В 1884 г. английский ученый У. Тилден добыл изопрен из скипидара путем высокотемпературного разложения. И все же для промышленного производства эти способы не годились из-за дороговизны сырья, малого выхода изопрена и сложности технических процессов.

В 1901 г. русский ученый-химик Иван Кондаков доказал, что каучук можно получать не только из изопрена, но также из диметилбутадиена, если в течение года держать его на рассеянном свету или в темноте. Правда, изделия из синтетического каучука, изготовленного из диметилбутадиена, были дорогими и не особо качественными. В 1914 г. англичане Стрендж и Мэттьюс получили каучук из дивинила, а вот как получать сам дивинил, ученые придумать не смогли.

Промышленный способ изготовления синтетического каучука был разработан через 15 лет академиком Сергеем Лебедевым. В середине 1927 г. он получил дивинил из спирта, а в качестве катализатора использовал глину из Коктебеля. Полимеризация дивинила совершалась методом Мэттьюса и Стренджа — с помощью металлического натрия, после чего выделенный каучук смешивался с усилителями, каолином, сажей, магнезией и прочими компонентами, призванными предохранять его от разложения. К концу 1929 г. Лебедев представил технологию заводского процесса, а в феврале следующего года приступил к строительству опытного завода в Ленинграде. Год спустя впервые в мире были получены 250 кг дешевого синтетического каучука, а резина из изопрена появилась лишь через 35 лет.