Полимеры в жизни людей

В будущем появится много новых полимерных материалов — легких, прочных, эластичных. Как же будут выглядеть одежда, обувь, жилища, предметы обихода, транспорт?

Мы привыкли одеваться в ткани и обычно уже не думаем, насколько сложно их изготовление. Сначала получают волокна, из волокон делают нити (пряжу), из нитей — ткань. Каждый процесс состоит из десятков отдельных операций, через многие машины проходит каждое волоконце (см. т. 5 ДЭ, ст. «От волокна до ткани»).

Конечно, в будущем люди научатся получать материалы для одежды более простыми путями, и некоторые из этих путей уже наметились. Прежде всего, можно использовать тонкие слои полимерных пен. Они исключительно легки и хороши для теплой одежды. Сейчас пены еще недостаточно прочны и из них делают подкладку для утепления одежды. Когда же повысят их прочность, они станут материалом для одежды.

Что же это за материал, который защищает котенка так надежно, что он не обращает внимания на огонь? Этот материал — кремнийорганический полимер, силикон — тонкий, прозрачный, термостойкий, не проводящий тепло (пламя горелки около 1000° С).

Любой материал для одежды должен пропускать воздух и пары влаги, быть пористым. Поэтому обычные сплошные пленки, вероятно, никогда не будут служить материалом для одежды, за исключением плащей и специальных защитных костюмов для работы с вредными веществами. Чтобы пленка «дышала», она должна содержать большое количество очень маленьких дырочек.

Нетканые материалы для одежды будут получать и уже получают из беспорядочно перепутанных волокон, создавая нечто среднее между войлоком, фетром и бумагой. Чтобы эти ткани были тонкими и одновременно достаточно прочными, их делают из очень прочных волокон. Кроме того, чтобы ткань не мялась, как бумага, волоконца должны быть упруги и склеены друг с другом. Склеивающее вещество не должно образовывать сплошную пленку, иначе потеряется пористость, способность пропускать воздух и влагу. Значит, склейка будет точечной только в тех местах, где волоконца соприкасаются друг с другом. Это очень нелегкая задача, но она разрешима. Привычные нам ткани постепенно исчезнут и будут заменены различными неткаными изделиями.

Изменятся не только сами материалы для одежды. Изменятся и волокна, из которых делают ткани. Появятся очень прочные волокна. На первый взгляд может показаться, что прочность не так уж нужна одежде — ведь никто не будет носить одну и ту же вещь десятки лет. Она надоест, выйдет из моды, устареет прежде, чем износится. Но очень прочные волокна нужны и для нетканых изделий, и для смешения с другими волокнами, которые менее прочны, но обладают другими ценными свойствами. Наиболее интересна комбинация из очень прочных и пористых волокон. Пористые волокна можно получить из полимерных пен. Они исключительно легки и хороши для теплой одежды, но не прочны и не могут применяться в чистом виде. В смеси же получатся замечательные легкие и теплые материалы, у которых большое будущее.

Синтетические волокна так быстро совершенствуются, что возникает вопрос: сохранятся ли в будущем натуральные волокна, какие, в каком количестве и в каком виде? Уже сейчас известны химические волокна, свойства которых лучше натуральных, и, главное, они дешевле, чем природные. В первую очередь невыгодным станет производство натурального шелка. Чтобы его получить, затрачивается громадный труд — в десятки раз больший, чем на про-изводство искусственных волокон. Такая же судьба ожидает и лен. Искусственные волокна из целлюлозы уже сейчас очень близки к хорошему льняному волокну, а в будущем превзойдут его. Лен как культуру сохранят не из-за волокна, а из-за льняного масла» получаемого из его семян. Это масло перерабатывают в высококачественную олифу для красок. Пока будут выращивать лен, сохранится, конечно, и льняное волокно. Когда же найдут синтетические вещества для лакокрасочных покрытий, льняное волокно исчезнет окончательно.

Кувалда, вес которой около 4 кг, не может разбить пластину из органического полимерного материала. Толщина пластины всего в мм, но ее не может пробить даже пуля с расстояния 3 м.

Возможно, что шерсть сохранит свое значение несколько дольше. У шерстяного волокна есть замечательное свойство — мелкая извитость, которая придает изделиям из него высокие теплоизолирующие свойства. Совсем недавно удалось выяснить причину такой извитости. Оказалось, что каждое волокно шерсти состоит из множества более мелких волоконец двух разных типов, склеенных друг с другом. Одни из них имеют круглое сечение, другие почти плоское. Неравномерное распределение этих волоконец по сечению волокна и создает мелкую извитость. Когда узнали причину извитости, появилась возможность создать синтетические волокна такого же строения, а следовательно, с такими же свойствами. Но шерсть отличается еще и строением поверхности волокон, покрытых мельчайшими чешуйками, подобно змеиной коже. Именно эта особенность строения поверхности волокон шерсти обусловливает их способность сцепляться друг с другом, благодаря чему шерстяные изделия хорошо сопротивляются истиранию. Вероятно, в будущем создадут синтетические волокна с такими свойствами.

Сохранится надолго и хлопок. Но применять будут только химически обработанные волокна. Уже сейчас поверхность хлопковых волокон покрывают очень тонким слоем синтетических полимеров. И хоте количество нанесенного вещества ничтожно (несколько процентов от массы хлопка), хлопковые волокна после такой обработки приобретают ряд ценных свойств, присущих обычно синтетическим волокнам: хорошо окрашиваются, не мнутся и сохраняют свою форму после стирки. Несомненно, в будущем удастся повысить их прочность и стойкость к износу, а может быть, создать и извитость, как у шерсти.

На века сохранится и древесина — великолепный материал нашего времени. Но и его будут применять только в модифицированном виде. Древесину станут пропитывать мономерами — легкоподвижными жидкостями, проникающими в мельчайшие поры древесины и затем превращающимися в полимеры. Прекрасные природные качества дерева будут превосходно сочетаться с качествами пластиков. Древесина станет негниющей, не будет набухать в воде и трескаться при высушивании, станет прочнее и красивее.

Вероятно, гораздо шире, чем сейчас, будут использовать синтетический клей. Склеивание — это самый удобный способ соединять части любой конструкции, будь то мебель, машина или одежда. Но дело не только в прочности клея или в его способности соединяться с материалами. Важно, что в тонком слое клея, отличающемся по своим механическим свойствам от склеиваемых материалов, как бы концентрируются те напряжения, которые испытывает склеенное изделие. Поэтому часто слои клея разрушаются в первую очередь. В будущем удастся найти такие приемы склеивания, когда один материал постепенно будет переходить в другой. Для этого применят либо склеивающие промежуточные пленки, либо клей, проникающий глубоко в материал.

Бумага станет более прочной. Для приготовления бумаги из древесины будут извлекать целлюлозу, почти ее не разрушая, во всяком случае разрушая гораздо меньше, чем сейчас. Чтобы получить очень прочную, эластичную, немнущуюся бумагу, в бумажную массу добавят синтетические волокна, а потом проклеят бумагу синтетическими полимерами. Такая бумага станет похожа на тонкую ткань. Так, вероятно, наступит переход от бумаги к текстильным материалам, особенно нетканым, о которых уже говорилось. Конечно, в будущем бумагу станут использовать и для одежды, легкой, красивой, необычно дешевой. Такую одежду будут надевать один или несколько раз.

Изменится и вид жилищ. Полы уже сейчас покрывают эластичным материалом из полихлорвинила. В будущем стены и потолки будут делать из слоистых пластиков — слоев бумаги или ткани, пропитанных полимерным связующим. Такие материалы не только красивы — к ним не пристает пыль, они легко моются. Широко будут применяться и армированные пластики, особенно для легких зданий. Для легких построек будут использоваться тонкие и толстые пленки и пены. Сейчас такие дома-палатки из пленки, натянутой на каркас, недолговечны. Их разрушает влага, ветер, солнце. Но со временем создадут долговечные полимерные пленки. А пены из полимеров уже сейчас — прекрасный строительный материал. Множество легких жилищ и в теплых краях, и на далеком севере будут делать из пленок и пен.

перейти к началу страницы