Представьте себе, что вы оказались в помещении начала XX века (можете вспомнить старые фотографии, музейные экспозиции). Оглянитесь по сторонам. Вас окружает множество различных предметов. А из каких веществ они изготовлены? Условно все эти вещества можно разделить на две группы: те, что встречаются в природе и те, что произвел человек. К первым можно отнести, например, древесину, природный камень. Ко вторым – металлы и сплавы (железо, олово), стекло, фарфор. А теперь перенеситесь к себе в квартиру/дом. Что-то изменилось (в плане веществ, конечно, не технологий). Вот деревянная мебель, фарфоровый чайник, стеклопакет в окнах, пластиковые окна, резиновый коврик…Что не так? Конечно, пластик и резина – это вещества, которые человек до середины XX века не знал. А теперь оцените, много ли вокруг нас изделий из этих веществ? Огромное количество! И мы уже так к этому привыкли: пластиковые окна из поливинилхлорида, мебель, проклеенная фенолформальдегидной смолой, канцтовары из полипропилена, полиэтиленовые пакеты, резиновые изделия из изопренового каучука…Познакомимся с ними поближе.
Объединяет все вышеперечисленные вещества то, что одна молекула их состоит из огромного количества атомов, а потому, имеет большую молекулярную массу. Поэтому химики такие вещества именую как высокомолекулярные соединения, или, сокращенно, ВМС. Другое их название – полимеры. Из полимеров изготавливают пластмассы (сокращенно и привычнее нам – пластик) и волокна (из них изготавливают нити, ткани). Конечно, такие «гулливеры» встречаются и в природе, но, образуются они, исключительно в живых организмах: крахмал и целлюлоза, хитин, белки, ДНК и РНК. Поэтому первые «большие» молекулы были синтезированы именно из природных соединений и позже будут названы искусственными полимерами. Первый искусственный полимер – нитроцеллюлоза. Из неё была получена первая пластмасса - целлулоид. Удивительно, но причина этому – любовь к бильярду. Дело в том, существует такая, толи реальная история, толи легенда, что американец Джон Хайат 1860-е прочитал прочитал в местной газете объявление о том, что один любитель бильярда готов заплатить большой гонорар тому, кто найдет замену дорогим бильярдным шарам (их изготавливали из натуральной слоновой кости). И вот замена была найдена: в смесь спирта и нитроцеллюлозы он добавил камфару (она играла роль пластификатора) и получил первый в истории искусственный полимер – целлулоид. Не известно, получил ли Д. Хайат своё вознаграждение, но слоны с тех пор спят спокойнее. Позже из целлулоида стали изготавливать: пуговицы, детские игрушки, изделия, имитирующие натуральные (перламутр, черепаховый панцирь, янтарь и др.), кинопленку и фотопленку. До 2014 года из целлулоида изготавливали мячи для настольного тенниса. Главный недостаток целлулоида, что в конце концов ограничило его производство и применения – высокая горючесть (саму нитроцеллюлозу впервые получил Х. Шенбайн в 1845 году: хлопчатобумажный фартук, которым он вытер смесь концентрированных азотной и серной кислот после высыхания взорвался).
Другой материал, полученный человеком на основе полимера, стал целлофан. Из названия видно, что он тоже было получен на основе целлюлозы, точнее, вискозы, которую в свою очередь получают действием на целлюлозу сульфидом серы в щелочном растворе гидроксида натрия. Из вискозы до сих пор изготавливают вискозное волокно – искусственный шелк.
А вот целлофан впервые из вискозы был получен в 1910-х годах во Франции Ж. Бренденбергом. Он покрыл расплавленной вискозой скатерть, пытаясь получить влагонепроницаемое покрытие. Но, застыв, полученное вещество было слишком плотным и легко отделялось от ткани. Тогда Ж. Бренденберг догадался найти другое применение этому открытию: под прессом он стал получать тонкую пленку вискозы (полученный материал он назвал целлофаном). Такие плёнки стали применяться как упаковочный материал. С середины XX века целлофан практически полностью был заменен материалами, на основе других полимеров: полиэтиленом, полипропиленом и др. Но, мы до сих пор, беря в руки пакет, называем его не полиэтиленовым, а целлофановым.
А вот первый синтетический полимер был получен впервые в 1909 году американским химиком Л. Бакеландом. Он провел полимеризацию фенола и формальдегида и получил полимер, известный сегодня каждому десятикласснику – фенолформальдегидную смолу. По сути, это реакция поликонденсации, ведь помимо полимера получается низкомолекулярный продукт - вода.
Из фенолформальдегидной смолы изготавливают пластмассы, которые далее служат материалом для изготовления: деталей для автомобилей, электроприборов (вилки, розетки и т.д.), корпусов для аппаратов (мобильные телефоны, фотоаппараты), деталей для настольных игр (шашки, шахматы, домино), связующего материала для древесно-стружечных материалов (из которой изготавливается почти вся современная мебель).
Ну и несколько слов о резине. Резина- это вулканизированный каучук (каучук смешивают с серой при нагревании). Изначально каучук добывали из специальных каучуконосных растений. Синтетический каучук (а именно, изопреновый) впервые был получен группой российских ученых И.Л. Кондаковым, А.Е. Фаворским, С.В.Лебедевым (в 1913 году из синтетического каучука был изготовлен противогаз). С.В. Лебедев позже предложил способ получения "стартового" вещества, для получения синтетических каучуков - бутадиен-1,3 из... этилового спирта. Эта реакция известна в органической химии как реакция Лебедева, а, по легенде, из первой промышленной партии синтетического каучука Лебедев изготовил автомобильные шины для своего автомобиля.
Далее будут синтезировано всё больше и больше полимеров и каучуков: полиэтилен, полипропилен, полистирол, хлоропреновый каучук и многие другие. Очевидно одно: наш век ещё долго будут называть веком полимеров.
ПРОВЕРЬ СВОИ ЗНАНИЯ
https://forms.gle/oXveosEwPUXBroxg6