Бакелит

В первой половине XX века слово «бакелит» стало нарицательным – синонимом качества и прогресса.

В 1863 году в бельгийском городе Гент родился Лео Хендрик Бэйкленд. Юный Лео был любознательным и старательным учеником. По настоянию матери он поступил в университет, где успешно изучал физику и химию, а в 24 года стал восходящей звездой науки. Вскоре Лео женился на Селин Свартс, дочери своего научного руководителя, и молодая семья переехала в США. Там Лео сделал свое первое крупное изобретение – разработал фотобумагу Velox, которая в процессе проявления не требовала применения дневного света. Для активно развивавшейся в то время фотографии это было значительное достижение, и в 1899 году основатель компании Kodak Джордж Истмен купил у Бэйкленда права на эту технологию, выплатив ему огромную по тем временам сумму – чуть меньше $1 млн. Бэйкленд вместе с женой и двумя детьми переехал в престижное местечко к северу от города Йонкерс в штате Нью-Йорк. Превратив сарай в лабораторию, Лео занялся своим следующим проектом – он решил найти замену шеллаку. Эта природная смола, которую выделяют лаковые червецы, насекомые-паразиты, живущие на некоторых тропических и субтропических деревьях, в самом начале XX века применялась в качестве изолятора в только что появившейся электрической промышленности. Спрос на шеллак, собираемый вручную, значительно опережал предложение, а его цена быстро росла.

Бэйкленд обратил внимание на результат экспериментов немецкого химика Адольфа фон Байера – полученный им еще в 1872 году осадок при реакции между фенолом, добываемым из каменноугольной смолы, и формалином. Сам фон Байер занимался красителями, и для его целей этот осадок не представлял интереса. Бэйкленд же искал совсем другое – электрический изолятор. Три года экспериментов (с 1904 по 1907 год) понадобились ему, прежде чем он смог контролировать ход этой реакции с точностью, недоступной ранее. Аппарат, представлявший собой что-то среднее между обогревательным котлом и скороваркой и названный «бэйкелайзером», позволял получить из липкой массы – первоначального продукта реакции между фенолом и формальдегидом – твердый прозрачный материал, первый в мире полностью синтетический пластик, принимающий при нагревании нужную форму. Изобретатель назвал этот материал бакелитом и в 1909 году официально представил его на заседании Американского химического общества, а вскоре основал компанию General Bakelite Corp. для его производства. Бакелит оказался хорош не только для изоляции, но и для труб, пуговиц, биллиардных шаров, рукоятей зонтов и ножей, корпусов различных устройств. Сам Бэйкленд называл его материалом тысячи применений.

Бумага «васи»

ВАСИ — традиционная японская бумага ручного изготовления. Производство бумаги началось в Китае в начале II в. Впервые в Японию ее привез корейский монах в 610 г., в то время как странам Запада пришлось ждать еще более 500 лет, чтобы овладеть искусством изготовления бумаги.

За несколько столетий, прошедших со времени первого знакомства, японцы модифицировали китайскую технологию и создали собственные способы производства бумаги. Японская бумага моментально приобрела популярность при императорском дворе в период Хэйан (794–1185). В те времена лучшие сорта японской бумаги по цене не уступали золоту. С тех пор такая бумага стала одним из наиболее популярных подарков.

Древние японцы ценили бумагу не только за ее практические качества, но и за красоту. Она славилась своей тонкостью, почти прозрачностью, что, впрочем, отнюдь не лишало ее прочности.

Сейчас японцы пользуются практически только бумагой западного образца, но до сих пор хранят в душе местечко для васи. Изготовлением такой бумаги занимаются несколько мастерских.

Васи в основном делают из волокон коры трёх кустарников: кодзо (бумажная шелковица), мицумата и гампи. Выбор растительного материала определяет тип бумаги. Васи хорошо известна своей прочностью, и самую прочную васи делают из бумажной шелковицы, хотя поверхность у неё и получается грубоватой. Бумага из мицумата не такая прочная, но у неё гладкая поверхность. Бумага из гампи и прочная, и гладкая.

Первый шаг в процессе изготовления бумаги — это поместить кору в железный чан и 2-3 часа кипятить её на медленном огне. Когда вода закипает, в чан добавляют щелочи — едкого натра или щёлока из растительного материала — чтобы избавиться от неволокнистых примесей в коре.

После того как кора достаточно покипятится и станет мягкой, её тщательно промывают в воде, чтобы удалить щелочной осадок.

Потом вручную удаляют из коры все загрязнения и твёрдые частицы. Эта работа требует большого терпения, но работа того стоит, потому что качество готового изделия зависит от удаления всех частиц грязи и щелочного осадка.

Потом волокна коры бьют деревянной палкой, чтобы смягчить их. Когда образуется мягкая бесформенная масса, переходят к следующему шагу производственного процесса — формирование из волокон листов бумаги.

В большом чане волокна перемешивают с водой. Чтобы мягкие волокна были равномерно взвешены в воде, добавляют нэрн (липкий раствор, получаемый из корней розы гибискус).

При выделке бумаги по методу нагаси-суки мастер использует большую форму, дно которой сделано из бамбуковой сетки. Обеими руками он помещает форму в чан, набирая в неё мягкую кашицу. Форму он двигает вперёд-назад, влево-вправо, пока волокна равномерным слоем не сплетутся с бамбуковыми ячейками.

Когда ремесленник почувствует, что толщина как раз такая, как нужно, он резким движением выбрасывает излишек водянистой кашицы и поднимает форму из чана. Этот этап процесса требует немалого мастерства.

Он спускает воду и расстилает бумагу на досках для просушки на солнце. Процесс завершён.

Сегодня бумага васи используется, в основном, для декоративных целей, в частности, для оригами.

Винил (Поливинилхлорид, ПВХ)

ВИНИЛХЛОРИДА СОПОЛИМЕРЫ, продукты сополимеризации винилхлорида (В.) с одним или несколькими сомономерами (статистические сополимеры), а также продукты взаимодействия В. с различными полимерами или различных мономеров с ПВХ (привитые и блоксополимеры). Наиболее, значение имеют винилхлорида сополимеры с винилацетатом, винилиденхлоридом, мономерами акрилового ряда, олефинами.

КОНСТАНТЫ СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ВИНИЛХЛОРИДА (r₁) С УКАЗАННЫМИ СОМОНОМЕРАМИ (r₂) (температура сополимеризадии 50-60 °С)

Сомономер	r1	r2	Сомономер	r1 r2
Акрилонитрил...	0,74	3,7	Метилакри-лат	0,12 4,4
Бутадиен....	0,035	8,8	Метилме-такрилат	0,1 10,0
н-Бутилакрилат...	0,08	4,2	Пропилен	2,27 0,30
Винилацетат...	1,68	0,23	Стирол	0,078 34
Винилиден-хлорид...	0,3	3,2	Этилен	2,0 0,30

Сомономеры (бутадиен, метилметакрилат, стирол), имеющие очень высокие константы сополимеризации, образуют устойчивые макрорадикалы, с трудом взаимодействующие с В.; поэтому такие сомономеры ингибируют полимеризацию В. и получение их сополимеров затруднено. Для B.C. характерны: мол. м. 10-80 тыс.; плота. 1,30-1,40 г/см³; т. стекл. 60-75°С (как правило), температура вязкого течения 120-150 °С; атмосфере-, водо- и кислотостойкость; 40-60 МПа, 50-90 МПа; ударная вязкость с надрезом 5-10кДж/м²; 10¹²-10¹⁶ Ом*см; более высокая р-римость в орг. растворителях, меньшая хрупкость и, как правило, меньшая термостабильность, чем у ПВХ. B.C. трудногорючи.

Получают B.C. радикальной сополимеризацией в водной эмульсии или суспензии и (реже) в растворе. Перерабатывают экструзией, литьем под давлением, прессованием, каландрованием

B.C. с винилацетатом или винилиденхлоридом были впервые получены в кон. 1930-х гг. в Германии с целью улучшения перерабатываемое™ и растворимости ПВХ. Впоследствии они получили самостоятельное развитие (мировое произ-во ок. 1 млн. т/год).

Наиболее многотоннажны статистические сополимеры В.с винилацетатом (3-25% по массе последнего). Им часто присваивают торговые назв. ПВХ: вестолит, хосталит, виннол (ФРГ), люковил (Франция), корвик, джеон (Великобритания), сикрон, виплавил (Италия), сольвик (Бельгия) и др. С увеличением содержания вииилацетата снижается температурара вязкого течения сополимера, повышаются его растворимость и способность совмещаться с пластификатором. Сополимеры растворимы в циклогексаноне, ДМФА, ТГФ, нитробензоле, а с содержанием винилацетата более 10%-также в ацетоне и сложных эфирах. Для улучшения адгезии сополимер омыляют щелочью, заменяя часть сложноэфирных групп на гидроксильные, иногда получают тройной сополимер В.-винилацетат-малеиновая к-та (не более 1%). Сополимеры с 3-10% винилацетата используют в производстве строительных материалов (например, линолеум, плиты для полов, оконные рамы, облицовочные плиты), изоляции для электропроводов и кабелей, искусств. кожи, жесткой пленки, рельефных карт и др.; с 15% винилацетата-для произ-ва грампластинок, а смыленный - для изготовления магн. лент, лакокрасочных материалов B.C. с 25% винилацетата выпускается в виде водной дисперсии, которая служит связующим при изготовлении нетканых материалов.

Из сополимера с 20% метилакрилата (хловинит МА-20) изготавливают листовой прозрачный материал "винипроз", с 50% метилакрилата - обувной клей, с 20% бутилакрилата - морозостойкие лакокрасочные материалы. Сополимер с 40% акрилонитрила благодаря высокому содержанию полярных нитрильных групп обладает повышенной теплостойкостью (т. стекл. ок. 100°С); его используют для получения синтетические волокна "дайнел" (США), Сополимер В. с 10% пропилена (масса 35-50 тыс.) легко перерабатывают в прозрачные жесткие пленки и бутылки для пищевых продуктов.

Привитые винилхлорида сополимеры были разработаны с целью получения материалов, обладающих более высокой ударопрочностью, чем ПВХ и описанные выше статистич. сополимеры. Прививку ведут чаще всего в водной среде, в которой диспергированы полимер с нанесенным на него инициатором и жидкий В. Продукты сополимеризации В. с сополимером этилен - винилацетат имеют ударную вязкость до 50 кДж/м². Их применяют в ФРГ для изготовления разл. профилей, оконных рам, облицовочных плит, а также упаковочных пленок и объемной тары. Для этих же целей используют привитые сополимеры В. с АБС-пластиком. Привитой сополимер с метилметакрилатом получают полимеризацией последнего в присут. порошкообразного ПВХ и инициатора; материал содержит значительное количество гомополимеров. Его выпускали в СССР в виде замутненных окрашенных листов (хлоракрил), которые используют в светотехнике, для изготовления облицовочных плит, панелей и т. п.