Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Уже сейчас возможно получать полимерные нити с прочностью хорошей стали.

вающим полимером. Эти замечательные материалы называются стеклопластиками и широко применяются в авиации, судостроении, для изготовле­ния труб, мебели. В будущем прочность стеклопла­стиков увеличится еще больше благодаря повышению прочности стеклянных нитей.

Но еще более интересный путь — замена стеклян­ных нитей нитями из синтетических полимеров. Уже сейчас можно получать полимерные нити с прочностью до 150 —170 кг/мм2, т. е. с прочностью хорошей стали. Плотность таких нитей в 7—8 раз меньше, чем у стали, и, таким образом, на единицу веса они во много раз прочнее металла. В недалеком будущем удастся полу­чить еще более прочные искусственные волокна. При­меняя их вместо стеклянных волокон, химики создадут новые материалы легче и прочное стали.

Вся эта группа материалов, состоящих из различ­ных волокон и полимера-связующего, называется армированными пластиками. Пока они с трудом перерабатываются в изделия, но, когда освоят

Есть полимерные материалы, которые отличаются необычайно высоким сопротивлением к истиранию и износу. Шины, сде­ланные из них, проходят сотни тысяч километров.

их обработку на машинах, армированные пластики ста­нут важнейшим конструкционным материалом.

Существует возможность получить подобные мате­риалы, не вводя в полимер стеклянные или другие волокна. Некоторые полимеры, кристаллизуясь, обра­зуют длинные и тонкие кристаллы, очень похожие на волокна. Такие кристаллики могут играть ту же роль, что и волокна в армированных пластиках. Поли­меры, кристаллизующиеся таким образом, тоже заме­чательно сочетают в себе прочность и упругость. При­мером такого самоармирующегося полимера являются поликарбонаты. Они пока дороги и применяются толь­ко в специальных случаях, но им принадлежит боль­шое будущее.

Уже сейчас есть полимерные материалы, которые отличаются необычайно высоким сопротивлением к истиранию и износу. Шины, сделанные из них, прохо­дят сотни тысяч километров. Основой для этих поли­мерных материалов служат пока еще дорогие и редкие полиуретанэфиры. Но, несомненно, разработают более простую технологию, и неизнашивающиеся полимеры прочно войдут в производство шин, покрытий полов, шлангов и любых трущихся изделий из резины. Уди­вительная способность этих полимеров сопротивляться износу вызвана тем, что в них не распространяются трещины; каждая маленькая трещина, являющаяся началом разрушения вещества, быстро залечивается. В любом месте повреждения эти полимеры быстро упрочняются, что препятствует дальнейшему распро­странению повреждения.

С помощью таких полимеров химики получат еще один класс полимерных материалов — прочные и очень легкие полимерные пены. Обычные поли­мерные пены применяются довольно широко и сейчас; они обладают легкостью и малой теплопроводностью. Но они непрочны и легко истираются. Если же при­готовить пены из неистираемого полимерного вещества, то сфера их применения значительно расширится. Уже сейчас пены из полиуретанэфиров начинают ши­роко использоваться в технике, для матрасов и мебели, для подкладки легкой и теплой одежды.

Однако прочность полимерных пен остается все же небольшой, и возникает желание их упрочнить. Мы знаем, что для упрочнения полимеров в них вводят волокна. Нельзя ли армировать и пены? Жесткими волокнами (стеклянными или даже обычными синтети­ческими) армировать пены нельзя: слишком велико различие их свойств. Пена будет легко растягиваться, а жесткие волокна растягиваться так не смогут и нач­нут от нее отрываться. Материал легко разрушится. Но если армировать пену упругими и прочными волок­нами, которые растягивались бы так же, как и она сама, это затруднение исчезнет. Таким способом можно создать прочные, очень легкие и стойкие к износу пенные полимерные материалы.

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 нужно получить волокна, из волокон сделать нити, пряжу, из нитей соткать ткань. Каждый процесс состоит из десятков отдельных операций, через многие

К статье «Полимеры будущего»

Со временем создадут долговечные полимерные пленки, и тогда множество легких жилищ даже на далеком севере будут делать из пленок.

десятки машин пройдет каждое волоконце от коробочки хлопчатника до готовой ткани (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 их применяют для утепления одежды в качестве подкладки. Когда уда­стся повысить их прочность, они станут самостоятель­ным материалом для одежды.

Необходимо, чтобы любой материал для одежды был пористым и мог пропускать воздух и пары влаги. 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», в ней надо проделать большое количество очень маленьких дырочек. От этого, конечно, умень­шится общая прочность пленки, однако если исходная прочность очень велика, то и оставшейся части будет достаточно для использования пленки в качестве основ­ной ткани. А разнообразные полимерные пленки ста­новятся все более и более прочными. В будущем проч­ность их станет достаточной и для изготовления свое­образной нетканой одежды из пленок с большим числом маленьких отверстий.

В основном же нетканые материалы для одежды будут получать и уже получают из беспорядочно пере­путанных волокон, создавая нечто среднее между вой­локом или фетром и бумагой. Чтобы эти ткани были и тонкими и одновременно достаточно прочными, их будут делать из очень прочных волокон. Кроме того, чтобы ткань не мялась, как бумага, волоконца должны быть еще и упруги и склеены друг с другом. Склеи­вающее вещество не должно образовывать сплошную пленку, иначе потеряется пористость, способность про­пускать воздух и влагу. Значит, склейка должна быть точечной только в тех местах, где волоконца соприка­саются друг с другом. Это очень нелегкая задача, но она будет решена. 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 дет. 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 несомненно большое будущее.

Синтетические волокна так быстро совершенству­ются, что возникает вопрос: сохранятся ли в будущем

Из пленки, армированной упругими и прочными волокнами, можно создать очень легкие и стойкие к износу пенные поли­мерные материалы.

естественные волокна, какие, в каком количестве и в каком виде? Некоторые из природных волокон исчез­нут, и очень быстро. В первую очередь естественный шелк. На его получение затрачивается громадный труд — в десятки раз больший, чем на производство искусственных волокон. Современные синтетические волокна уже превосходят природный шелк большин­ством своих свойств. Такая же судьба ожидает и лен. Искусственные волокна из целлюлозы уже сейчас очень близки к хорошему льняному волокну, а в будущем превзойдут его. Лен сохранится не из-за волокна, а из-за льняного масла, получаемого из его семян. Это масло перерабатывают в лучшую олифу для красок. Пока будут выращивать лен, сохранится и льняное волокно. Когда же найдут синтетические вещества для лакокрасочных покрытий, льняное волокно исче­знет окончательно.

Шерсть сохранит свое значение еще долгое время. У шерстяного волокна есть замечательное свойство — мелкая извитость, которая придает изделиям из него высокие теплоизолирующие свойства. Лишь совсем недавно удалось выяснить причину такой извитости. Оказалось, что каждое волокно шерсти состоит из мно-

Некоторые из природных волокон исчезнут, и очень быстро. В первую очередь натуральный шелк.

489