Специальные полимерные материалы


История создания капролона В 1956 году подана заявка, а в 1962 году опублико- ван патент США на технологию блочного полиамида от компании Monsanto. Материал получил название MC NYLON (Monomer Cast NYLON). Под этим названием на западе и в настоящее время понимают блочный полиамид 6, известный у нас как КАПРОЛОН. Однако, сделано это было далеко не "на ровном месте" и условно можно выделить четыре стадии предшеству- ющие технологии получения блочного полиамида (капролона) и в этой статье они будут так же описаны.

I: Получение нейлона Нейлоны были разработаны в 1930-х годах исследовательской группой во главе с американским химиком Уоллесом Х. Каротером, работающим в компании Du Pont . На тот момент основные волокна в мире - натуральный, вискозный и ацетатный шёлк. Их производство было связано с использование природных веществ и объём производства не мог быть значительным. Поиски полностью синтетических тканей велись всеми крупными компаниями того времени. Полиамиды, как раз, стали результатом таких поисков и важным шагом к получению синтетического волокна "путем химического синтеза из соединений, легко доступных из воздуха, воды и угля или нефти". Производство нейлона никак не связано с природным сырьём. На его разработку ушло 12 лет. Патенты на линейные полиамиды Каротерс публиковал с января 1935 по февраль 1940. Производство было налажено с 1939 года. Спрос был не только на волокно, но и на габаритные полимерные изделия. Например, из нейлоновой пластмассы в 50е годы прошлого века изготавливали судовые лопастные винты для судов малого и среднего тоннажа. Сам же Каротерс не считал эти достижения чем-то особенным. Он был человеком с неустойчивой психикой и его даже преследовала навязчивая идея, что он не состоялся как ученый. Судьба его трагична - спустя два месяца после патента на нейлон он покончил жизнь самоубийством, выпив цианистого калия.


II: Получение перлона Коммерческий успех нейлона дал сильный толчок к поиску способов обойти патент. В январе 1938 года немецкий ученый Поль Шлак получил аналогичное волокно, но из другого сырья - из капролактама. Материал был запатентован под название PERLON. C 1933 года в Германии действует нацистский режим и разработка практически сразу же была засекречена. Волокно было объявлено «важным для войны материалом» и использовалось для парашютных чехлов, шнуров, щетины для чистки оружия и, даже, нити для шитья ран. Чулки из перлона появятся только после войны... В последствии, распад Германии привёл к ещё одному названию - DEDERON - перлон, но произведённый в ГДР.


III и IV: Открытие быстрой полимеризации и возможности активации реакции В 1937 года подана заявка компании Du Pont на анионную полимеризацию капролактама катализируемую металлическим натрием. Смесь с натрием нагревали до 250 градусов, получая в результате полимер. Эту реакцию называли быстрой - при температуре 275С она заканчивалась за 10минут. Ни о каких сколько- -нибудь крупных заготовках или блоках и речи не было - реакции проводили в запаянных ампулах. Этой реакции в дальнейшем практически не придавали значения, но спустя 20 лет Arnold Hoffman & CO, исследуя полимеризацию под действием металлического натрия аналога капролактама пирролидона, открыл активирующее действие хлорангидридов кислот. Как и предыдущем случае - особенного значение ей не придали. Вероятней всего, в дальнейшем, именно это открытие и стало основой к изобретению Monsanto способа активируемой анионной полимеризации Чтобы оценить отличие в способах проведения полимеризации приведём выдержки с практической части патентов:


V: MC NYLON Как и с нейлоном, американцы опять всех обогнали. 1956г. Компания MONSANTO отправляет 2 заявки на процесс анионной низкотемпературной полимеризации капролактама. В те годы MONSANTO была одной из лидирующих компаний по производству синтетических пластиков и волокна. В патентах описана большая научная работа, приведены различные активаторы, механизм активации и примеры использования. Теперь это были уже не ампулы. Пример №1 патента US3017391A описывает получение блока весом в 1,7кг. В 1961 году компанию провела большую конференцию в Нью-Йорке где презентовала всему миру новый процесс и материал. Представив профильные заготовки длиной до 1,5метров, заготовку весом в 350кг и различные готовые изделия весом от 1 до 200кг. Там же сформулированы все основные преимущества и области применения нового материала, практически слово в слово повторяющие всё, что написано по всем сайтам производителей капролона и на этом сайте в том числе.

СССР Первые реакции в СССР появились на западе. Например, нами найдены 2 патента: 1. Заявка от 26 февраля 1960 года патента SU139824A1. Хуберт Шаде и Фридрих Вильгельм Бекхаус Германская Демократическая Республика. 2. Вихтерле (О. Wichterle) патент Чехословакии №93016 (1957) И если по поводу первого из них есть сомнения в новиз- не описанного открытия, то чешский патент Вихтерле, по всей видимости - результат независимого от Monsanto открытия. И именно с перевода статьи Вихтерле, Шебенда и Краличек в журнале "Химия и технология полимеров" (сборник переводов) 1961 год, №7, стр. 39 начинается этап активного изучения этой реакции в советских институтах.

ОТТО ВИХТЕРЛЕ / УДИВИТЕЛЬНАЯ ЛИЧНОСТЬ 27 октября 1913 — 18 августа 1998 — чешский химик, спроектировал солнечный клапан, изобретатель силона(нейлон Made in Česká republika, фирма работает до сих пор https://silon.eu) и мягких контактных линз. Обязательно найдите в интернете историю про изобретение контактных линз и поездку в США для защиты патента. АКТУАЛЬНО... активный участник пражской весны. Один из 60 интеллектуалов, подписавший в 1968 г. манифест "2000 слов". Смелость подписантов удивляет: /// Ошибочная линия руководства превратила партию из политической партии идейного союза в орган власти, которая стала притягательной силой для властолю- бивых эгоистов, для трусов и людей с грязной совестью. Их прилив сказался на характере и поведении партии; внутреннее ее устройство было таково, что только пройдя через позорное превращение, честный человек мог приобрести в ней влияние; в ней не было людей, которые бы ее могли удерживать на высоте совре- менных задач./// /// Деятельность государства и хозяйственных организаций не критиковалась. Парламент разучился обсуждать, правительство — управлять, а руководители — руководить. Выборы потеряли смысл, законы – вес. Мы не могли больше доверять своим представителям ни в одном комитете, да если б захотели, то не могли бы от них ничего требовать, потому что они все равно ничего не могли добиться./// /// Надо придумывать способы заставить их уйти. Например: публичная критика, резолюции, демонстрации, сбор подарков для них при уходе на пенсию, демонстративные субботники, забастовки, бойкотирование их дверей./// !!! Правда, что по сравнению с развитыми странами нам плохо платят (а некоторым еще хуже). Мы могли бы потребовать больше денег – их легко напечатать и тем самым обесценить. Давайте лучше требовать у директоров и председателей, что бы нам объяснили, что и по какой цене хотят производить, кому и почем продавать, сколько, кто заработает, сколько денег уйдет на усовершенствование производства, сколько можно будет распределить./// /// районную и местную печать, которая в большинстве случаев дегенерировала до уровня бюрократической дудки, надо превратить в трибуну всех положи- тельных политических сил, создавать редакционные коллеги из представителей Национального фронта или же основывать новые газеты. /// Пражская весна было раздавлена вторжением советских войск. Вихтерле надолго стал изгоем, за один день лишился всех научных званий и титулов. С падением коммунизма, вернулся в политическую жизнь своей страны, преодолев волну репрессий и сохранив при этом человеческое достоинство.

СССР: THE USSR INDUSTRIAL EXHIBITION IN LONDON 1961 С большими усилиями в СССР успевают сделать в 1961 году несколько заготовок и деталей на выставку в Лондоне. Всё это было изготовлено вручную. Первая опытная установка появится только в 1962, а более или менее отработанная технология по МРТУ-6-05-988-66 в 1966 году.


СССР: Накопление практических и научных данных В СССР сформировалось две команды ученых участвующих в разработке технологии блочного полиамида. ГРУППА Антроповой Н.И., куда входят К.Н.Власова, Г.И.Павлова, А.В.Самохвалов и А.В. Шарова. Группа занималась в большей степени практичес- ким воплощением полимеризации. В 1962 году под руководством Власовой в НИИПМ создана первая в СССР опытная установка. К 1966 году при участии Самохвалова А.В., Антроповой Н.И и К.Н.Власовой по документации НИИМП капролон выпускается на предприятиях в Туле, Северодонецке, Свердловске, Ленинграде, Ташкенте и в Москве. ГРУППА Коршака В.В, куда входят В.А Сергеев, А.М. Коган, Р.Б.Шлейфман, Т.М. Фрунзе, Л.Б.Гуревич. Группа занималась более глубокой научной рабо- той, расчётами констант реакции, подбором различ- ных активаторов, тщательным изучением механизма реакции. Усиленная работа ученых шла до конца 1970-хх годов. Обзор на 27 страниц в журнале "Успехи химии" 1979г (том XLVIII, вып10) подводит черту под активным изучением реакции.

СССР: Промышленная установка на ГХЗ В 1970 году, впервые в СССР, на Губахинском химическом заводе была смонтирована и пущена в эксплуатацию установка по производству капролона. Идея принадлежала Виктору Ивановичу Пачгину. "Всё началось с того, что в Тульском институте поли- меров и мономеров Виктора Ивановича заинтересовала маленькая установочка по капролону. Договорился с Туляками, они поставили на Губахинский химзавод документацию. И уже здесь, в конструкторском отделе, свои специалисты увеличили параметры этой установки до промышленной", *газета "Уральский Шахтёр", 1971г.* С 1970 года в СССР дефицит капролона был закрыт. Губахинский химический завод стал крупнейшим производителем капролона на территории СССР.