У вас дома сохранились с 1950–1960-х годов советские вещи? Есть ли среди них пластмассовые? Если да, то, возможно, среди них — предметы, сделанные из первого в истории массового полимерного материала — бакелита или его советского аналога — карболита.
Этой статьей мы начинаем рассказывать историю нашей эры — эры полимеров. Следите за обновлениями по хештегу #всеполимеры
Узнать их достаточно легко — это черный или красновато-коричневый материал, очень твердый плотный и тяжелый на ощупь.
Из бакелита, например, делали:
— дисковые телефоны;
— «горбатые» настольные лампы;
— костяшки домино;
— рукоятки советских автоматов АК-47.
А еще ручки для столовых приборов, корпуса военных дозиметров и радиоприемников и даже украшения. Наверняка у ваших дедушек или бабушек было что-то, сделанное из первой промышленной пластмассы.
Сейчас бакелит – уже часть истории. «В настоящее время появляются более современные пластмассы с новым составом, которые могут быть дешевле, не так сложны в производстве, и с которыми проще работать. В нашем мире все нацелено на то, чтобы была возможность вторичного использования сырья. И если многие современные пластмассы поддаются вторичной переработке, то бакелит после его застывания переходит в твердый неплавкий и нерастворимый материал, который повторно уже нельзя расплавить. Он устойчив до 300˚C, а при последующем нагревании обугливается, но не сгорает полностью», – рассказала Анна Будеева, начальник лаборатории синтеза полимеров научно-исследовательский центр СИБУРа ООО «НИОСТ».
Однако в свое время этот материал стал по-настоящему прорывным.
Первая промышленная пластмасса
История бакелита началась еще в XIX веке, и началась фальстартом: он оказался нежеланным гостем на столе химика Адольфа фон Байера (впоследствии получившего Нобелевскую премию за технологию синтеза красителя индиго). Байер проводил эксперименты с фенолом и формальдегидом. После бурной реакции этих двух веществ с выделением тепла получалось вещество, по консистенции похожее на смолу и не поддающееся действию ни одного из известных тогда растворителей. То есть Байер получил просто бесполезную грязь, которую нельзя было отмыть. Химик описал реакцию и результат (назвав бакелитовую смолу «слизью») и больше не возвращался к теме.
Однако другие исследователи не оставляли попыток растворить новое вещество, проводили реакцию между фенолом и формальдегидом с использованием других веществ.
Они рассчитывали, что какой-то вариант байеровской слизи сможет послужить заменой естественному полимеру — шеллаку, который тогда использовали для изоляции электропроводов. Шеллак — природная смола, которую вырабатывают тропические насекомые — лаковые червецы. Найти его можно лишь в тропиках и субтропиках, да и то в ограниченном количестве, поэтому синтетической замене шеллаку был бы обеспечен коммерческий успех.
Но только в XX веке американский химик Лео Хендрик Бакеланд решил проблему «слизи». В тот момент химики стали успешно применять новый метод: контролировать химические реакции за счет изменения давления. С помощью этой идеи был произведен переворот в нефтехимии: в установках высокого давления из сырой нефти удалось получить легкие углеводороды, например керосин и бензин.
Бакеланд применил этот принцип к реакции фенола и формальдегида. Под высоким давлением она шла не так бурно и уже контролируемо. Далее исследователь обнаружил, что реакция идет в три этапа, и при изменении условий на каждом из них вместо черной «слизи» получилась смола янтарного цвета.
Через пять лет работы, 5 февраля 1909 года, ученый представил результат — бакелит (его химическое название: полиоксибензилметиленгликольангидрид), первый синтетический реактопласт, то есть пластик, который не размягчался при высокой температуре. С этого момента началась эра пластмасс.
Тысяча применений
Производство бакелита началось в 1910 году в США и Германии. Новый материал благодаря термостойкости, дешевизне и прочности стали использовать для производства изоляции. Бакелит смог заменить шеллак.
Новый материал создавали с использованием фенола, который в те времена был бросовым материалом — отходом производства кокса, поэтому производить бакелит было выгодно.
В 1914 году новый материал появился в России, его начали делать на шелкоткацкой фабрике в деревне Дубровка в окрестностях подмосковного Орехова-Зуева. Именно там химики Василий Лисев, Григорий Петров и Константин Тарасов синтезировали отечественный аналог бакелита, который назвали карболит. Такое название объясняется очень просто: одно из соединений в реакции, фенол, также называют карболовой кислотой, а потом российские исследователи просто взяли первую часть слова отсюда.
Бакелит захватывал одну промышленную отрасль за другой: его применяли при изготовлении системы зажигания автомобилей, винтов самолетов и даже гильз артиллерийских снарядов. В 1924 году изобретатель материала Лео Бакеланд стал человеком месяца в журнале Time. На обложке того выпуска под его портретом расположено краткое описание бакелита: «Он не сгорит. Он не расплавится». Само изобретение Бакеланда в статье назвали «материалом тысячи применений».
Примерно в то же время в Советском Союзе из карболита стали делать многие товары массового производства. Новый материал шел в корпусы ламп, телефонов и радиоаппаратуры, из него изготавливали пуговицы, игрушки, рукоятки и вилок. Нашлось и военное применение этого пластика — из него делали рукоятки стрелкового оружия, например АК-47 и РПК-74. А в годы Великой Отечественной войны благодаря своей высокой прочности и устойчивости к высоким температурам карболит пошел на изготовление солдатских смертных медальонов.
Однако еще большую популярность материал получил у производителей бижутерии. «В этой сфере бакелит использовался и до сих пор используется очень часто, потому что его легко окрасить: изделию можно придать разную палитру оттенков, имитируя, например, такие материалы, как: янтарь, слоновая кость, малахит, нефрит. Кроме того, он довольно легкий. Натуральные камни громоздкие, тяжелые, а пластиковый камушек гораздо легче. Из бакелита делают серьги, броши, бусы, браслеты, кольца», – отметила начальник лаборатории синтеза полимеров ООО «НИОСТ» Анна Будеева.
Например, в 1926–1945 годах на Кёнигсбергской янтарной мануфактуре карболит использовали как дешевый заменитель янтаря.
На пенсии
Бакелит стал первым синтетическим реактопластом и первой промышленной пластмассой. Фактически с него началась эра пластика. Однако с появлением новых термостойких видов пластика, использование бакелита по многим направлениям отошло на второй план. В том числе из-за его стоимости, сложности производства.
«Бакелит по-прежнему применяется как связующее вещество при изготовлении абразивных материалов (например, для изготовления наждачной бумаги). Кроме того, он все еще используется в тех областях, где требуются их особые свойства, например, тормозные колодки, электрические вилки, переключатели и детали для электрических утюгов», – объяснила Анна Будеева.
Поэтому сегодня изделия из него стали редкостью и пользуются спросом у коллекционеров: в Германии даже появился музей бакелита. Так что, если у вас на полках завалялась бабушкина бижутерия или настольная лампа, не стоит от них избавляться — теперь это почти музейная ценность. К тому же некоторым предметам из бакелита все же можно подарить вторую жизнь — например, залить старую пуговицу из него в стекло.
#всеполимеры #бакелит #СИБУР #полимер
