Наука изучает полимеры

Быстрый успех бакелита вызвала в Америке и Европе ряд исследований его синтеза и возможностей промышленного применения. При увеличении финансовых вложений подход «наобум», применяемый доморощенными изобретателями, который в то время доминировал в промышленности, был заменён организованными систематические исследованиями. Не имея
особого желания, и дальше возиться с различными сырьевыми материалами
и вслепую испробовать методы их обработки, ученые предприняли ряд систематических исследований, чтобы расшифровать молекулярную
структуру полимеров.

Очарованный уникальными свойствами полимеров, немецкий химик-органик Герман Стаудингер в 1920 году начал изучать их структуру и химические свойства. Исследования Штаудингера свидетельствовали о том, что
полимеры состоят из длинных цепочек молекул, состоящих из многих идентичных или родственных друг с другом единиц химического вещества.
Кроме того, он предположил, что их исключительная прочность и
эластичность были результатом их внушительной длины или, говоря
химическим языком, их высокой молекулярной массы. Растворы полимеров
по той же причине обладают очень высокой вязкостью(нетекучестью).
В наши дни идеи Штаудингера звучат не особенно радикально, но в то время
он был осмеян своими коллегами в области органической химии, и его теории оказали лишь ограниченное воздействие на научное сообщество. Идея существования полимерных молекулярных цепей была принята лишь в 1928 году, когда Курт Мейер и Герман Марк, работавшие в немецкой химической компании «IG Farben» в Людвигсхафене, доказали их существование путём выявления кристаллической структуры полимеров с помощью рентгеновских лучей. Много лет спустя усилия и настойчивость Штаудингера были признаны,
и в 1953 году он был удостоенным Нобелевской премии в качестве первого химика, начавшего изучать полимеры.

Основные выводы Штаудингера, о том, что полимеры являются длинными цепочками, состоящими из множества более мелких единиц химического вещества, и что длина цепи играет решающую роль в физических характеристиках и свойствах полимера, создали потребность в инструментах, которые позволили бы регулировать молекулярный вес и длину полимерных цепочек. Одним из первых подобных инструментов стала ультрацентрифуга, изобретенная шведским химиком Теодором Сведбергом. Ультрацентрифуга
была способна вращать образцы с очень высокой скоростью, что делало возможным разделение молекул на основании их размера. Она могла быть использована для установления молекулярного размера, а также для сортировки молекул в данном полимере по размерам.

Немецкий химик Герман Штаудингер в 1920 году предположил, что
необычная прочность и эластичность полимеров являлась результатом их
длины и молекулярного веса. В конце двадцатых годов исследователи полимеров, вооруженные более точными инструментами и новейшими
теориями, совершили несколько кардинальных прорывов. Компания Дюпон
в 1928 году наняла химика Уоллеса Хьюм Карозерса, чтобы в новой лаборатории, предназначенной для фундаментальных исследований, он
создал новые виды полимеров. Чтобы проверить всё ещё непризнанную
теорию Штаудингера, Карозерс осторожно добавлял органические
соединения к длинным полимерным цепям и изучал их свойства. Он доказал,
что конструирование очень длинных молекулярных цепей приводит к образованию более жёстких и прочных материалов. Систематический подход Карозерса к синтезу принёс свои первые плоды в 1930 году, когда учёный наткнулся на новый класс полимеров – полиамидов (нейлон). Эти полимеры могли быть переплавлены и переработаны в чрезвычайно прочные волокна.

19.01.2009

Полимер ПЭТ (полиэтилентерефталат) может быть получен через два различных пути синтеза. В качестве исходного материала для первого варианта является терефталевая кислота (англ. Terephthalic Acid)...

-> Подробнее