ГЛАВА 22
ГЛАВА 22
Синтетический каучук. — Химия помогает освоить новые ресурсы топлива.
В годы становления народного хозяйства Советской республики проблема обеспечения страны каучуком встала со всей остротой. Натуральный каучук, получаемый из сока растений, произрастающих в тропических странах, приходилось закупать за границей.
«Если, скажем, завтра грянет война и прекратятся ввоз каучука из-за границы, мы окажемся в очень затруднительном положении, — говорил С. М. Киров на собрании рабочих в Баку. — Каучуковая проблема должна быть решена!»
Встал вопрос о необходимости найти заменитель натурального каучука — создать синтетический продукт. В 1926 году ВСНХ объявлен был конкурс на способ получения синтетического каучука. Срок конкурса — 1 января 1928 года.
И вот к сроку, определенному условиями конкурса, замечательный советский ученый-химик С. В. Лебедев представил разработанный им дешевый способ получения синтетического каучука — полимеризацией дивинила, синтезированного из спирта. Метод был одобрен, и уже в 1931 году вошел в строй первый за&од синтетического каучука.
«Это невероятно, что России удалось получить синтетический каучук, этого никак нельзя сделать. Из собственного моего опыта и опыта других ясно, что вряд ли возможно получить синтетический каучук», — сказал знаменитый изобретатель Томас Эдисон, когда ему сообщили об этом.
Синтетический каучук Лебедева по своим качествам не уступал натуральному, он сразу получил широкое применение в промышленности. Но новая техника предъявляла все новые требования, ей нужны были новые качества, лучшие, чем у натурального каучука: большая механическая прочность, сопротивление истираемости, стойкость к высокой температуре, к химическим реагентам, к маслам и т. д. Техника требовала новых видов синтетического каучука.
«Всякая новая форма синтетического каучука, — писал С. В. Лебедев, — приносит с собой новый комплекс свойств, которых нет ни у природного, ни у другого синтетического каучука».
В настоящее время около 200 видов синтетических каучуков производится в промышленных масштабах, и каждый из них имеет свои качества и преимущества. Одни отличаются прочностью, эластичностью, другие — стойкостью к нефтепродуктам, третьи — термо- и морозоустойчивостью, четвертые — исключительно высоким сопротивлением к истиранию и т. п.
Когда С. В. Лебедев проводил свои исследования, вопрос сырья, из которого получается синтетический каучук, также стоял остро, так как в то время еще не знали методов получения синтетического спирта и готовили его из пищевого сырья. Синтезировать каучук из продуктов переработки нефти было бы выгоднее.
Еще в 1826 году знаменитый английский физик Фарадей установил, что «слезы гевеи» — сок, из которого готовили натуральный каучук, — не что иное, как углеводороды. Французский химик Густав Бушар выделил из каучука изопрен — углеводород, содержащийся и в нефти. С. В. Лебедевым в 1925 году в Ленинградском университете была организована органическая лаборатория по переработке нефти, где он провел ряд исследований по пирогенизации нефтяных фракций для получения изопрена и дивинила, однако по ряду соображений он остановился на спирте, как сырье для получения синтетического каучука.
Поскольку продукты переработки нефти могли быть использованы для получения синтетического каучука, эта проблема была близка научным интересам Зелинского, и в 1931 году он начал работы в этом направлении.
Удивительная способность Николая Дмитриевича всегда откликаться на все новое и среди этого нового умело отбирать именно то, что особенно важно, необходимо для технического прогресса страны, проявилась здесь с особенной силой.
В октябрьском номере американского журнала появилось сообщение о новом каучукоподобнрм веществе — дюпрене, полученном из газа ацетилена. В статье, однако, не сообщался метод превращения ацетилена в винилацетилен — промежуточный продукт, из которого уже непосредственно получался дюпрен.
Николай Дмитриевич решил расшифровать американский метод. Когда был намечен план исследований в новой области, Николай Дмитриевич понял, что. для его осуществления нужна специальная лаборатория.
После настойчивых хлопот было, наконец, получено разрешение создать лабораторию синтетического каучука. Началась пора организационной работы.
— Николай Дмитриевич, крыша-то в новой лаборатории течет, — мрачно сообщал Степанов после осмотра выделенного помещения. — Перекрывать надо.
Перекрывать? Это значит: сметы, ассигнования, кредиты…
— А нельзя ли как-нибудь своими силами? — спрашивал Зелинский, зная: Степанов уже давно обдумал это дело и даже, вероятно, начал, а говорит только для порядка, «чтобы начальство знало — не так-то это просто».
Но не только протекала крыша — не было необходимого оборудования, приспособлений. Николай Дмитриевич ездил, хлопотал, добивался.
Зелинский привлек к новому делу наиболее энергичных учеников, и вскоре уже в новой лаборатории расставляли столы, монтировали оборудование.
Не дожидаясь открытия лаборатории, ученые приступили к расшифровке американского метода, и вскоре задача эта была разрешена. Выяснилось, что американцы нашли новый способ контактной полимеризации, в результате которой получались не ароматические углеводороды, как обычно, а продукты с открытой цепью. Процесс был воспроизведен, получили винилацетилен, а из него — аналогичный американскому дюпрену продукт, названный хлоропреновым каучуком. Он обладал чрезвычайно важными свойствами: без прибавления к нему серы был подобен хорошо вулканизированному природному каучуку.
Второй, не менее важной работой вновь созданной лаборатории синтетического каучука, проведенной Зелинским с учениками, была разработка метода получения суррогата каучука тиокола. Тиокол содержал в своей молекуле серу, его отличительным свойством была нерастворимость в нефтяных продуктах, благодаря чему он мог использоваться для изделий, употребляемых в нефтяной промышленности, а также стойкость к действию света.
Лабораторией синтетического каучука был проведен еще ряд ценных работ как теоретического, так и практического характера. Она сразу завоевала авторитет и стала опорным пунктом промышленности.
В тот же примерно период в лаборатории Зелинского проводилось исследование по обессериванию нефти и сланцевой смолы. Работы эти имели чрезвычайно большое значение для экономики страны.
Увеличение топливных ресурсов за счет освоения вновь открытых уральских и среднеазиатских нефтей и проблема освоения сланцев с целью получения моторного топлива имели решающее значение для успешного выполнения плана второй пятилетки. Огромные залежи сланцев в СССР, общее количество которых исчисляется в 9800 миллионов тонн, что составляет более чем 75 процентов всех запасов топлива в царской России, лежали мертвым капиталом, и только теперь ставилась задача их промышленного использования. Вопрос освоения этих ресурсов сильно осложнялся присутствием в них большой примеси серы, не дающей возможности получать бензины удовлетворительного качества.
Ни один из известных методов очистки не давал полного удаления серы, так как большая часть серы была очень прочно связана в соединениях тиофенового ряда. И, как было это не раз, Зелинский первым из ученых поставил и разрешил эту задачу, дал стране новые колоссальные резервы топлива.
В проведенных в лаборатории ранее работах по гидрированию тиофена с катализаторами никелем и платиной наблюдали распад тиофенового кольца с выделением сероводорода. Анализируя этот факт, Николай Дмитриевич решил, что, подобрав определенные условия реакции, можно будет полностью разрушить содержащиеся в сланцевой смоле тиофен и тиофан и удалить, таким образом, связанную в них серу.
По предложенной Зелинским схеме обессеривание проводилось пропусканием сланцевых масел в парообразном состоянии над никелем, платиной и другими металлами в токе водорода.
Опыты дали прекрасные результаты, сера оставалась в пределах, не превышавших тысячных долей процента. Полученные продукты были высокого качества. Законченную работу передали промышленности. Она открывала новый источник углеводородного сырья, новые возможности развития производства. Она имела громадное значение и для улучшения качества моторного топлива. Сера — враг металла; горючее, содержащее серу, разъедает металл моторов и выводит их из строя. Кроме того, присутствие серы уменьшает детонационную стойкость моторного топлива.
В связи с этой работой один из лаборантов Зелинского вспоминает забавный эпизод.
Был жаркий весенний день» в вагоне электрички было душно, окна еще не были открыты после зимы. На одной из скамеек сидела толстая молочница, окруженная бидонами, сумками и кульками. Она занимала почти всю скамейку. Только с краю ее, бочком, примостился хорошо одетый молодой человек в очках, читавший книгу. Они вошли и сели почти одновременно, и сразу все пассажиры почувствовали резкий, отвратительный запах.
Первой не выдержала нарядная дама, сидевшая против молочницы.
— Чем это пахнет? Послушайте, уважаемая, что у вас в кульках?
— Не твое дело, матушка, что у меня в кульках. Ничего плохого не везу, на свои деньги купила. Селедка у меня! — решительно оправляя свои свертки, огрызнулась молочница.
Вскоре даму поддержали другие пассажиры:
— Действительно, невозможно воняет — тухлятина какая-то! Нельзя же, гражданка, везти всякую дрянь в общественном месте! — возмущались пассажиры.
Молчал только молодой человек, сидевший рядом.
Он сконфуженно ежился, но не отодвигался.
Публика возмущалась до тех пор, пока молочница не выдержала и, собрав свои кульки, отправилась в другой вагон. Сидевший рядом молодой человек тотчас поднялся и, бросив небрежно: «Покурить, что ли», — ушел вслед за ней.
В следующем вагоне, где устроилась молочница и куда вслед за ней вошел и молодой человек, повторилась та же история. Однако молочница, отругиваясь, досидела до нужной ей станции. После ухода молочницы молодой человек на ходу выскочил из поезда.
Скромный молодой человек был лаборант органической лаборатории профессора Зелинского. К отвратительному запаху молочница не имела никакого отношения. Это был запах тиофена. Запах настолько въедливый, что отмыться от него было невозможно.
Этот эпизод можно было бы не приводить, если бы он служил только для того, чтобы дать некоторый отдых читателю, уже изрядно утомленному сложной химической терминологией и описанием некоторых процессов, без которых в книге о Зелинском никак невозможно обойтись. Но он говорит о многом. И о том, с какими порой самыми неожиданными «трудностями» приходится сталкиваться первопроходцам незнаемого. И о том, как преданно относились к своему «шефу» молодые исследователи, готовые ради общего дела лаборатории сносить любые неприятности.