В одном западном технологическом музее посетителям предлагается компьютерное изображение обычной домашней комнаты, где надо выбрать все предметы из синтетических материалов. Если посетитель хорошо справляется с заданием, на экране остаются голые стены. Хотя и на этот счет есть некоторые сомнения. Смысл демонстрации в том, чтобы показать, сколь зависима современная материальная среда человека от полимерных материалов. Шелк и бильярд для народа Кажется невероятным, но промышленная революция в Европе начала XIX века проходила с использованием исключительно даров природы в их если не первозданном, то слегка переработанном виде. Ученые того времени в большей степени постигали свойства имеющихся металлов, минералов и химических элементов — и этого вполне хватило для создания всех изобретений эпохи от пишущей машинки до автомобиля. Первыми шагами к индустрии полимеров стали открытие Чарльзом Гудьиром реакции вулканизации — превращения натурального каучука в резину при соединении с серой и нагревании — и выяснение Ансельмом Пайя формулы целлюлозы. Оба события пришлись на 1838 год. Одно позволило получать из имеющегося натурального материала синтетический, значительно превосходящий прототип по большинству характеристик, а другое — понять химическую природу этого процесса и затем повторить его на других веществах, поскольку строение всех полимеров в сущности идентично. Это сцепленные друг с другом одинаковые группы атомов (мономеры). Первыми использовать эти свойства догадались все тот же Чарльз Гудьир (основатель одноименной компании, крупного производителя автопокрышек) и создатель промышленного полимера — целлулоида — Александр Паркс, так и не сумевший придать своему изобретению коммерческую составляющую. Это удалось Джону Хайяту, который в 1869 году начал покрывать целлулоидом бильярдные шары, на изготовление которых раньше шла слоновая кость. Следующий вброс полимеров в промышленность сделал в 1891 году Илэр де Шардоне, когда предложил метод получения пригодного для коммерческого использования синтетического шелка (вискозы), в разы дешевле натурального. Появилось первое химическое волокно. Собственно, стоимость была единственным фактором, за счет которого новые изделия из полимеров могли конкурировать с традиционными, — других преимуществ у них не было. Война как двигатель прогресса Прорывом стало изобретение в середине 1900−х годов бакелита — фенолформальдегидной смолы, из которой можно было быстро изготавливать изделия любой формы и размеров. В отличие от целлулоида бакелит выдерживал нагревание, обладал хорошими электроизолирующими свойствами. Появление нового материала совпало с массовым распространением электричества, и изделия из бакелита начали широко использоваться в электротехнике. Бакелит стал первым полимером, производство которого началось в России (в 1916 году). Незадолго до Первой мировой войны на рынок был выведен новый революционный продукт — целлофан, первый в истории гибкий и прозрачный упаковочный материал. Производить его начали во Франции, но распространение этой пленки в массы началось после того, как фирма DuPont в 1924 году открыла собственное производство целлофана в США. Это позволило компании использовать мощности по выпуску нитроцеллюлозы, которая в годы войны шла на изготовление взрывчатки. Тогда же стал набирать популярность ПВХ, который первоначально использовали для сугубо технических нужд (изоляция кабелей), но уже в 1930−х начали изготавливать и более сложные изделия, например трубы. Военные нужды, двигавшие вперед всю химическую технологию в конце XIX — начале XX века, привели к появлению еще двух выдающихся синтетических материалов: синтетического каучука и оргстекла. Хотя особых претензий к натуральному каучуку у производителей шин не было, он оставался «колониальным товаром» с крайне ограниченным числом поставщиков. В 1932 году в СССР впервые начался промышленный выпуск синтетического каучука, сырьем для которого служил пищевой этанол. Вскоре к СССР присоединились Германия и США. Новый продукт позволял обеспечивать армию шинами даже в условиях полной экономической блокады и разрушения мировой торговли. Что же касается оргстекла (полиметилметакрилата), изобретенного еще в 1877 году, то он ждал коммерциализации полвека, пока его потребителем не стала авиация, нуждавшаяся в более легком и безопасном заменителе обычного стекла. Вторая мировая война и сопутствующая ей технологическая гонка подарили миру еще один новый материал — нейлон (полиамидное волокно). Он долго не находил массового применения, пока из него не начали изготавливать парашюты, по прочности значительно превосходившие обычные и не требовавшие дефицитных в военное время шелка и пеньки. Новый материал понравился военным и стал широко использоваться при выпуске различного снаряжения и обмундирования. |