Исследования процессов полимеризации развивались под нарастающим давлением требований производства. После первых работ по созданию промышленных способов производства каучука, а также после успехов промышленности модифицированных волокон встал вопрос о синтезе полимеров с разнообразными свойствами которые могли найти применение в практической жизни. Необходимы были новые эластомеры, новые волокна. Возникла промышленность пластмасс. Бельгийский химик Л. Бакеланд пытался найти заменитель естественной пластической массы — шеллака. Для его производства необходимо было найти клейкое вещество, которое, застывая, давало бы твердую пластмассу. Л. Бакеланд не вдавался в подробности химических процессов. Только впоследствии стали говорить о полимеризации, происходящей при этом. Л. Бакеланд использовал в качестве исходного вещества для получения пластмасс фенолформальдегидную смолу. В результате получилось твердое вещество, которое обладало новыми свойствами: не растворялось в органических растворителях, было достаточно стойким к воде, не проводило электрический ток. После нескольких лет испытаний и усовершенствований технологии Л. Бакеланд получил патент на новый материал, который назвали бакелитом.
В России подобное производство на каталитической основе с использованием «контакта Г. С. Петрова» было разработано в 1918 г. Предложивший его талантливый химик-самоучка Г. С. Петров получил пластмассу, ни в чем не уступавшую бакелиту, названную карболитом.
Исследования полимеризации, ведущие к получению различных каучуков, продолжались. В конце 20-х годов в Германии также пытались создать промышленность синтетичё-ского каучука. Были получены каучуки Буна на основе сополимеров бутадиена со стиролом и акрилонитрилом. В качестве катализатора использовались соединения натрия (от слов «бутадиен» и «натрий» родилось наименование «буна»).
Значительный вклад в развитие химии полимеров внес У. Карозерс. Совместно с Д. А. Ньюлендом он изучал процессы полимеризации, ведущие к получению каучукоподобных веществ. В результате был найден новый эффективный мономер, на основе которого был синтезирован неопрен. Аналогичную работу выполнили и советские исследователи. У нас также было создано аналогичное производство, но каучук назвали хлоропреном.
Главной заслугой У. Карозерса является создание нового типа промышленных полимеров, секрет которых он' как бы «подсмотрел» у природы. Это широко известные теперь полиамиды — аналоги естественных полиамидов — белков. Еще в 1904 г. искусственное волокно на основе белка —казеина— получил немецкий химик Э. Тоттенхаупт. Оно было непрочным и мало устойчивым к различным воздействиям. У. Карозерс предположил, что волокна из аминокислот, у которых » аминогруппа будет расположена на конце углеродной цепочки (а не в а-положении, как у белков), будут гораздо прочнее. Ему удалось получить сравнительно дешевые мономеры, которые в процессе поликонденсации образуют полимер —адипиновую кислоту и гексаметилендиамин. В результате полимеризации образовался полигексаметиленадипинамид:
(- HN(CH2)eNHCO(CH2)4CO -).
Это соединение в производстве получило название ней-лон-6,6 и с 1940 г. идет на производство женских чулок. Затем синтезировали капрон, перлон и т. д.
Практические достижения химии эластомеров и волокон первоначально основывались на поисках новых исходных веществ для полимеризации, создании все более рентабельных условий для ее проведения. Естественно, что накопление этих данных позволило использовать и теоретические достижения, способствующие осуществлению процессов полимеризации с наибольшим эффектом.
|