100 великих научных открытий - [34]

Почти сто лет ученые усиленно искали способ получать каучук искусственным путем, и в результате многочисленных исследований было установлено, что натуральный каучук на  состоит из углеводорода полиизопрена с формулой (CH) × n, где n ― больше тысячи. Кроме полиизопрена, каучук содержит минеральные и смолоподобные белковые вещества, а если его очистить от белков и смол, он станет довольно неустойчивым и быстро будет терять на воздухе эластичность и прочность. Это означало, что для получения искусственного каучука необходимо решить следующие задачи: научиться выделять изопрен из других веществ; выполнить полимеризацию изопрена; найти нужные вещества для обработки полученного каучука, чтобы избежать его разложения.

В 1860 г. англичанин Ч. Уильямс путем сухой перегонки сумел выделить из каучука изопрен — легкую бесцветную жидкость, обладающую своеобразным запахом. В 1879 г. французский ученый Г. Бушарда получил каучукоподобный продукт, воздействуя на нагретый изопрен соляной кислотой. В 1884 г. английский ученый У. Тилден добыл изопрен из скипидара путем высокотемпературного разложения. И все же для промышленного производства эти способы не годились из-за дороговизны сырья, малого выхода изопрена и сложности технических процессов.

В 1901 г. русский ученый-химик Иван Кондаков доказал, что каучук можно получать не только из изопрена, но также из диметилбутадиена, если в течение года держать его на рассеянном свету или в темноте. Правда, изделия из синтетического каучука, изготовленного из диметилбутадиена, были дорогими и не особо качественными. В 1914 г. англичане Стрендж и Мэттьюс получили каучук из дивинила, а вот как получать сам дивинил, ученые придумать не смогли.

Промышленный способ изготовления синтетического каучука был разработан через 15 лет академиком Сергеем Лебедевым. В середине 1927 г. он получил дивинил из спирта, а в качестве катализатора использовал глину из Коктебеля. Полимеризация дивинила совершалась методом Мэттьюса и Стренджа — с помощью металлического натрия, после чего выделенный каучук смешивался с усилителями, каолином, сажей, магнезией и прочими компонентами, призванными предохранять его от разложения. К концу 1929 г. Лебедев представил технологию заводского процесса, а в феврале следующего года приступил к строительству опытного завода в Ленинграде. Год спустя впервые в мире были получены 250 кг дешевого синтетического каучука, а резина из изопрена появилась лишь через 35 лет.

С открытием технологии производства синтетической резины промышленность перестала зависеть от природного каучука, однако искусственная резина не вытеснила натуральную. Благодаря своим уникальным свойствам натуральный каучук незаменим при изготовлении крупногабаритных шин, способных выдерживать нагрузки до 75 т. Кроме того, натуральный каучук используется в производстве конвейерных лент высокой мощности, антикоррозийных покрытий котлов и труб, клея, тонкостенных высокопрочных мелких изделий и прочего.

Нефть и крекинг

По мнению историков, нефть была обнаружена на берегу Каспийского моря более 500 000 лет назад, а на берегу Евфрата ее стали добывать в VI―IV-м тысячелетиях до н. э. Древние люди использовали «черное золото» для различных целей, в том числе в качестве лекарства. Египтяне добывали «асфальт» (битум, или окисленную нефть) у берегов Мертвого моря и использовали для бальзамирования и приготовления строительных растворов. У жителей южных берегов Каспийского моря нефть издавна применялась для освещения жилищ, а также являлась частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием «греческий огонь».

В Средние века нефтью освещали улицы в городах Ближнего Востока и Южной Италии. В XIX в. россияне и американцы научились изготовлять из «черного золота» осветительное масло — керосин. В 1853 г. львовяне Иван Зег и Игнатий Лукасевич изобрели лампы, где использовался керосин, и в том же году впервые в Украине керосиновая лампа осветила операционный стол во львовском госпитале, во время срочной ночной операции.

До середины XIX в. нефть добывалась в небольших количествах, в основном из неглубоких колодцев вблизи ее естественных выходов на поверхность земли. Но в конце столетия спрос на нефть стал возрастать в связи с широким использованием паровых машин и развитием промышленности, которая требовала больших количеств смазочных веществ и мощных источников света. Внедрение в конце 1860-х бурения нефтяных скважин считается началом зарождения нефтегазовой промышленности.

На рубеже XIX―XX вв. были изобретены дизельный и бензиновый двигатели внутреннего сгорания, что привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности. В связи с этим перед учеными встала задача — определить, откуда берется нефть и где ее лучше искать.

Происхождение нефти издавна являлось одним из «таинств природы», волновавших умы исследователей. Так, известный польский натуралист XVIII в. К. Клюк считал, будто нефть является остатком той благодатной жирной почвы, на которой цвели райские сады. Якобы после грехопадения человека часть жира из почвы по воле Бога испарилась под влиянием солнца, а часть опустилась вглубь Земли, где и образовала скопления нефти.