Материалы неограниченного выбора


Большая группа веществ, гигантские молекулы которых образовались в результате многократных последовательных присоединений друг к другу обычных небольших молекул», — с таким определением полимеров можно встретиться в любой из многочисленных книг, прославляющих эти вещества как «материалы безграничных возможностей», как главную составную часть «мира, сделанного на заказ».

Современные методы химии полимеров позволяют широко изменять свойства полимерных веществ
Современные методы химии полимеров позволяют широко изменять свойства полимерных веществ (а). Блоксополимеризация делает возможным создание цепных молекул с правильным чередованием выбранных для построения полимера однородных блоков(б). «Прививка» одного полимера к «стволу» или боковым группам другого полимера (в) позволяет синтезировать материалы с заданными свойствами.

За последние годы наука проникла в сокровенные тайны строения этих важных веществ, научилась управлять их свойствами и даже «проектировать» полимеры с заранее заданными свойствами.

Техника умеренных температур, скромных давлений, небольших скоростей, не знавшая еще ни телевизоров, ни радиолокации, ни ракетопланов, могла довольствоваться сравнительно бедным набором материалов.

Новейшие научные открытия, послужившие толчком для мирных применений атомной энергии, высотных полетов и бурного расцвета электроники, придали развитию техники особую стремительность. В свою очередь наука стала получать от техники новые, все более сложные задания. Все чаще они касаются создания материалов с невиданными доселе, небывалыми свойствами, а главное с непривычным сочетанием свойств.

Однако, даже когда выяснены способы удовлетворения этих новых потребностей, продвижение в желательном направлении затруднено, если производство новых материалов не обеспечено доступным сырьем. И ученым удалось за последние годы открыть такие богатые источники наиболее подходящего для производства полимеров сырья, что и это важное условие их продвижения в жизнь оказалось выполненным.

Основой основ современной техники продолжают оставаться металлы, в первую очередь черные. Сейчас сталь облагораживают различными добавками, которые укрепляют ее структуру, придают ей повышенную упругость, твердость, жаростойкость, помогают сопротивляться химическим разрушениям — коррозии, улучшают ее магнитные свойства. Этим целям служат ванадий и марганец, хром и молибден, вольфрам и никель.

Особое место в технике отвоевали себе «крылатые» металлы — алюминий, магний, титан — и их сплавы, благодаря прочности и легкости ставшие основой авиации. Но долог путь от руды до готовой детали!

Во всех случаях, когда металл удается заменить материалом равной прочности, но более пластичным, легко обрабатываемым, промышленность охотно на это идет, — настолько охотно, что, скажем, в пассажирском самолете ТУ-104 имеется уже около 120 тыс. деталей, изготовленных из пластических масс и резин.

Но пластическим массам в машиностроении обеспечен такой радушный прием не только потому, что они более «технологичны», т. е. легко превращаются в готовые изделия. Оказывается, что и по своим качествам они часто не только заменяют металл, но и превосходят его.

Пластические массы — это либо чистые полимеры, вроде полиамидной смолы — нейлона, из которой отливают, например, нержавеющие, не нуждающиеся в окраске и чистке, не ломающиеся при столкновении с плавающими предметами или с грунтом на мелях судовые гребные винты, либо сложные композиции, в которых в качестве удешевляющего и упрочняющего наполнителя участвуют древесная мука, минеральные порошки, асбест, бумага, стеклянное волокно, стеклоткань или дерево, а полимеры исполняют в этом своеобразном пластичном «бетоне» роль связующего вещества — клея или цемента. Чистый выигрыш от применения пластмасс в машиностроении измеряется не только количественными показателями. Пластмассы позволяют конструкторам создавать более совершенные машины.