Полимеры существуют дольше, чем мы сами. На самом деле, полимеры стары как сама жизнь, поскольку вся жизнь на Земле базируется на трех типах полимеров, а именно, ДНК, РНК и протеинах. Но эта страница посвящена самым первым из синтетических полимеров, то есть полимеров, созданных руками человека, а конкретно производным целлюлозы.
Самым первым синтетическим полимером, конечно же, была кожа, модифицированный природный полимер, получаемый при искусственном образовании сетчатой структуры ("сшиванием") протеинов, содержащихся в шкурах животных. Дубление кожи было открыто тысячи лет тому назад, но эта страница рассказывает о некоторых синтетических полимерах, появившихся позднее. Это производные целлюлозы. Их основой также служит природный полимер, целлюлоза. Они занимают особую роль в истории полимеров, поскольку их изобретение было началом всплеска в изобретении синтетических полимеров, который продолжается и в наши дни.
Производные целлюозы являются формами целлюлозы, полимера, встречающегося в дереве, хлопке и бумаге, которые были химически изменены. Ученые впервые стали делать их во второй половине девятнадцатого века, задолго до того, как они на самом деле узнали, что такое полимеры.
Самый первый из них появился, когда ученый подействовал на целлюлозу в форме хлопка азотной кислотой. В результате была получена нитроцеллюлоза.
Весьма часто, как только изобретено нечто новое, первым делом мы пытаемся сообразить, каким же образом можно применить это новое изобретение, чтобы убивать людей. Так было и в случае с нитроцеллюлозой. Нитрат целлюлозы, который также называли пушечным хлопком, оказался мощным взрывчатым веществом. Вскоре нитроцеллюлоза заменила обычный порох в качестве взрывчатого заряда в боеприпасах для пушек и ружей. И нитроцеллюлоза работала так хорошо, что она была способна убить десять миллионов людей за четыре коротких года.
Дабы быть честным по отношению к нитроцеллюлозе, надо сказать, что она была использована также и в мирных целях. Видите ли, даже тогда люди были обеспокоены тем, что стада слонов в Африке исчезали слишком быстро, и необходимо было найти замену слоновой кости для изготовления бильярдных шаров. Нитроцеллюлоза является также термопластиком, поэтому она была вскоре использована для изготовления шаров для бильярдных залов во всем мире. Единственной проблемой было то, что изредка некоторые шары взрывались во время игры.
Нитроцеллюлоза была также использована для изготовления первого композиционного материала, содержащего полимер, а именно, армированного стекла. Это был бутерброд, сделанный из листа нитроцеллюлозы между двумя слоями стекла. Этот лист из нитроцеллюлозы не давал стеклу распадаться, когда оно было разбито. Это было важным открытием для изготовления ветровых стекол автомобилей. Конечно же стекло разбивалось, осколки оставались держаться на листе из нитроцеллюлозы, вместо того, чтобы лететь в лицо пассажирам автомобиля при аварии.
Если при взаимодействии целлюлозы с азотной кислотой получается нитроцеллюлоза, то я полагаю, что не надо слишком много воображения, чтобы понять, что происходит, если вы подействуете на целлюлозу уксусной кислотой. Да, ребята, мы получаем ацетат целлюлозы. Он используется в качестве волокна. Это волокно используется для изготовления мантий для выпускного вечера. А в качестве термопластика он также используется для изготовления фотопленки. Когда-то и нитроцеллюлоза также использовалась для изготовления кинопленки, но сочетание легко воспламеняющейся нитроцеллюлозы и горячих ламп в проекторе было причиной слишком большого количества пожаров в кинотеатрах. Слышали ли вы когда-нибудь, как пропадают старые фильмы, поскольку они сняты на "горючую нитратную пленку"? Эти фильмы сняты на кинопленку, сделанную из нитроцеллюлозы. Ацетат целлюлозы был просто спасением, поскольку он сберег кинотеатры от пожаров и позволил старым фильмам дольше появляться на экранах. Конечно, нам хотелось, чтобы некоторые фильмы пропадали побыстрее. Но, увы, новые кинопленки из полиэфира приходят на замену старому доброму целлюлоиду.
И конечно, если это еще не было достаточно сильным ударом для нитроцеллюлозы, ацетат целлюлозы заменил ее и при изготовлении армированного стекла.
Давайте проясним кое-что с самого начала. Название "вискоза" было использовано для обозначения большого количества различных полимеров, но когда мы сегодня ведем разговор о вискозе, то обычно речь идет о ксантогенате целлюлозы. Он используется в качестве волокна, для изготовления одежды из искусственного шелка, который вам, наверное, знаком, на примере гавайских рубашек. Изначально в качестве искуственного шелка использовалась наша старая знакомая - нитроцеллюлоза, но она была слишком легко воспламеняемой, поэтому вскоре ее заменили на ацетат целлюлозы и ксантогенат целлюлозы.
Вы, должно быть, задаете себе вопрос, зачем делать волокна из модифицированной целлюлозы, если она и без того образует замечательные волокна? Видите ли, волокна целлюлозы имеют ворсистую текстуру. В принципе, в этом нет ничего плохого. Но с другой стороны, волокна шелка гладкие, что дает шелковым тканям такой характерный блестящий вид. Поэтому, когда было обнаружено, что волокна нитроцеллюлозы тоже гладкие и они могут быть использованы для изготовления ткани с блеском, как у шелка, то производные целлюлозы было решено использовать в качестве дешевой замены дорогому шелку.
Вернуться в директорию Второго УровняВернуться
в основную директорию Макрогалереи