Из чего всё сделано? Рассказы о веществе - Любовь Николаевна Стрельникова
Как вы думаете, что общего между бархатом, шуршащей, прозрачной бумагой, в которую заворачивают цветы, и кирзовыми сапогами? И то, и другое, и третье сделано из вискозы. Она может притвориться тончайшим и лёгким хлопком, а может — блестящим шёлком. Из неё получаются великолепные атласные и бархатные ткани. А если вязкий раствор продавливать не через круглое отверстие, а через длинную узкую щель, то получится плёнка — целлофан, наряд для красивых букетов. Сегодня под именем «вискоза» скрывается множество разных волокон. Ведь химики умеют добавлять в исходную массу всякие компоненты, чтобы получить материал с нужными свойствами. Но всех их роднит одно — вискозные волокна по своему строению близки к природной целлюлозе. Только природное волокно ворсистое и неровное, а вискозная нить — гладкая, блестящая и полупрозрачная.
Конечно, людям очень понравилось это волокно. Его имя мы до сих пор встречаем на этикетках, прикреплённых к одежде. Не говоря уже о том, что для его производства требовалось бросовое сырьё — опилки, отходы от обработки древесины и изготовления бумаги. Но вот что интересно. Химики долгое время работали с веществом, не зная, как оно устроено! Его химическую структуру определили лишь в 1934 году, когда заводы и фабрики уже много лет производили миллионы километров вискозной нити и тканей из неё. Потому что о том, что такое полимеры, в том числе и природные, мир узнал совсем недавно, по историческим меркам, чуть меньше ста лет назад. И это отдельная история, о которой стоит рассказать.
Одуванчик и автомобиль
Что общего у одуванчика и автомобиля? И тех, и других очень много, скажете вы. Но такой ответ не принимается, потому что, в отличие от автомобилей, одуванчики никто никогда не пересчитывал, да и вряд ли это возможно. Тогда что же? Можно, конечно, спросить папу, но как раз сейчас он подкачивает спустившееся колесо своего автомобиля во дворе. Хотя это и есть ответ на наш вопрос — колесо! Точнее, вещество, из которого сделана его оболочка.
Из чего же сделана шина автомобильного колеса и защищающая её покрышка? Из резины, скажете вы. А из чего сделана резина? Из очень интересного вещества, имя которого — каучук.
Впервые о каучуке узнали американские индейцы сотни лет назад. Колумб вернулся домой, в Испанию, из открытой им в 1492 году Америки не с пустыми руками. Он привез с собой множество всяких неизвестных «сокровищ». Говорят, что среди них был эластичный мяч, сделанный из древесной смолы, который высоко отскакивал от земли. Такие мячи индейцы делали из сока бразильской гевеи — вечнозелёного дерева, произраставшего на берегах Амазонки. Этот сок назывался «каучу» — «слёзы млечного дерева» по-индейски. А испанцы назвали его латексом, что означает сок по латыни, а вещество, содержащееся в латексе, — каучуком.
Получали каучук просто. На дереве делали надрез, и из него начинал сочиться белый сок (латекс), похожий на молоко, который собирали в разные плошки. Кстати, сходство с молоком здесь не только внешнее. Как и молоко, латекс представляет собой водную эмульсию. Так химики называют смесь воды с веществом, которое в ней не растворяется и плавает в виде мельчайших шариков. Поэтому смесь такая белая, а не прозрачная. В молоке это шарики жира и белков, в латексе — каучука.
Белый густой сок, стекающий из надреза на дереве гевеи, химики называют латексом. Именно из него извлекают натуральный каучук, из которого в свою очередь делают резину для воздушных шариков и покрышек
Если капельку латекса рассмотреть под микроскопом, то можно увидеть малюсенькие частицы размером от одного до пяти микрон — в несколько десятков раз меньше, чем толщина вашего волоса. Они мечутся в разные стороны, как живые. Да-да, это то самое броуновское движение, о котором мы с вами уже говорили в первой главе.
В соке гевеи меньше половины приходится на долю каучука. Остальное — вода. Чтобы выделить латекс, индейцы поступали точно так же, как и мы с молоком, когда хотим получить из него творог. Если в настоящее деревенское молоко добавить немного кислоты (лимонного сока, например), то молоко «свернётся». Дело в том, что из-за кислоты капельки жира и белков начнут слипаться, эмульсия — разрушаться, и на дно осядут белые слипшиеся крупинки — творог. Так и с латексом. Если в него добавить немного органических кислот, уксуса или того же лимонного сока, то он разделится на густой слой каучука и воду, которую можно просто слить. А можно нагревать латекс на медленном огне с тем же результатом. Только не забывать при этом постоянно перемешивать.
Из получившегося липкого каучука, который затвердевал на воздухе и темнел, но по-прежнему оставался эластичным и прыгучим, индейцы и делали свои знаменитые мячи, первые в мире галоши и сосуды для воды. Им пропитывали ткани, чтобы сделать их непромокаемыми. Европейцы обратили внимание на это удивительное вещество лишь в 1736 году, когда Французская академия наук занялась его исследованием. Тогда же начали придумывать, как его использовать.
В 1791 году англичанин Сэмюэль Пил взял патент на пропитку ткани каучуком, то есть запатентовал способ, которым давно пользовались индейцы. В 1823 году шотландец Чарльз Макинтош придумал другую непромокаемую одежду: между двумя полотнами ткани делали каучуковую прослойку и из полученного материала шили плащи. В честь изобретателя их назвали макинтошами, которые очень быстро вошли в моду.
И всё бы ничего, да вот только природный каучук оказался капризным. В холод — затвердевал и трескался, в жару становился липким и вонючим. Поэтому восторги по поводу новых материалов, содержащих каучук, быстро угасли. Может, мы и забыли бы навсегда об этом веществе, если бы не открытие американца Чарльза Нельсона Гудьира (часто его фамилию произносят как Гудиер). Он не сомневался, что из каучука можно сделать что-то полезное и хорошее, поэтому несколько лет возился с этим веществом. С чем он только его не смешивал! Говорят, что и с солью, и с перцем, пока, наконец, не добрался до серы. Оказалось, что если смешать каучук с серой и немного нагреть, то он превращается в твёрдый материал, который и в жару, и в холод сохраняет свою эластичность и упругость.
Так, в 1839 году на свет появилась резина. А процесс, который изобрёл Гудьир, назвали вулканизацией в честь Вулкана — древнеримского бога
