А что же такого замечательного в этих поликетонах? Давайте посмотрим на них и выясним. Разумеется, поликетоном называется полимер, в основной цепи которого присутствуют кетоновые группы. Те поликетоны, о которых пойдет речь на этой странице, образованы так, как показано на рисунке в верхней части страницы, где R' обозначена этиленовая связь, -CH2CH2-. Компания Шелл (Shell) только что выпустила на рынок целое семейство этих полимеров и продает их под названием Карилон (Carilon). Не следует путать это название с названием музыкального инструмента карильона (carillon), состоящего из колокольчиков, настроенных в разные тона и управляемого клавиатурой, похожей на клавиатуру фортепиано. Посмотрим, как выглядит один из этих полимеров, поместив рядом для сравнения цепочку старого доброго полиэтилена:
Они не сильно отличаются. Единственное различие состоит в том, что к поликетонам присоединены карбонильные группы. Но эти карбонильные группы делают немало. Видите ли, карбонильные группы очень сильно полярны, потому что атом кислорода электроотрицателен и притягивает к себе электроны атома углерода. Поэтому атом кислорода обладает небольшим отрицательным зарядом, а углерод - небольшим положительным. Эти полярные карбонильные группы притягиваются друг к другу, причем весьма сильно. Это притяжение столь сильно, что если полиэтилен плавится всего лишь при 140 oC, поликетон не плавится вплоть до 255 oC!
Это все очень здорово, но действительно, зачем такой большой шум? Ведь уже существует большое число пластиков с великолепными свойствами! У нас есть полиэфирсульфон, полифениленсульфид, полиимиды... Нам и раньше встречались материалы с замечательными характеристиками. Что же делает поликетоны столь необыкновенными?
А вот что делает поликетоны столь особыми. Для изготовления поликетонов вы берете газообразный этилен и моноксид углерода и заставляете их взаимодействовать в присутствии катализатора палладия(II):
Этилен дешевле грязи; он является мономером для изготовления полиэтилена. Моноксид углерода, или угарный газ, тоже дешев - дешевле некуда. Вы получаете моноксид углерода каждый раз, когда сжигаете дрова, свечку или вообще что угодно, содержащее углерод. И саму реакцию синтеза тоже легко осуществить. Большинство полимеров с очень хорошими характеристиками сложны в изготовлении, поскольку химическая чистота и пропорции компонентов должны в точности удовлетворять условиям, необходимым для реакции. Дешевые мономеры и простой процесс изготовления делают поликетоны весьма дешевыми, намного дешевле, чем другие материалы с подобными свойствами. Со временем цена может упасть ниже уровня одного доллара за фунт (то есть порядка двух долларов за килограмм - прим. пер.)! Вот почему мы много думаем о том, что в будущем может быть сделано из поликетонов.
Вот некоторые модели мономеров, если вы хотите посмотреть на них. Слева - этилен, а справа - моноксид углерода (угарный газ).
Время от времени попадаются дополнительные метильные группы, присоединенные к одному из этиленовых звеньев. Эти метильные группы начинают мешать друг другу, когда цепи полимера пытаются выстроиться в кристаллическую структуру. Они все еще могут упаковаться, но уже не так хорошо, как раньше. Недостатком этого является то, что температура плавления падает примерно до 220 oC, поскольку кристаллы не столь прочны. Но преимуществом является то, что теперь полимер становится менее хрупким и более ударопрочным. Этот поликетон, сделанный из этилена, моноксида углерода и небольшого количества пропилена и есть тот Карилон (Carilon), который вы можете приобрести.
Следите за изменениями на этой странице. Как только мы выясним, что люди научились делать из поликетонов, мы обязательно добавим сюда информацию об этом!