Книга: Удивительные истории о веществах самых разных

Резиновая роща

Резиновая роща

Михаил Светлов, прославившийся свой «Гренадой» и «Каховкой», написал множество стихов. В одном из них он упомянул каучук:

В этих милых и сентиментальных стихах, правда, есть две ошибки. Во-первых, каучук не выдуман химиками, а представляет собой природное вещество (цис-полимер изопрена), содержащееся в соке каучуконосных растений. Во-вторых, автомобиль с каучуковыми покрышками вряд ли смог бы ездить по дорогам – для этого нужна резина. Перед тем как перейти к этим замечательным веществам и разнице между ними, однако, чуть?чуть поговорим о политике и истории.

Иногда государства сердятся друг на друга. Раньше в этих случаях частенько начинались войны. В наше время появился такой инструмент, как экономические санкции. Доходит даже до полной изоляции от мирового сообщества (как еще недавно в случае Ирана, а в советские времена – ЮАР, с которой никто вообще не хотел ничем торговать, протестуя против апартеида). При этом, как ни парадоксально, пребывание страны в состоянии изоляции может оказать неплохую услугу химической науке и практике. Например, после поражения в Первой мировой войне на Германию была наложена огромная контрибуция, но это еще что! Ей запретили иметь сколько?нибудь серьезную армию, тяжелое вооружение, военную авиацию, подводные лодки. В результате немецкие военные не стали производить оружие времен миновавшей войны, а разработали принципиально новое и уже в 30?е годы, плюнув на запрет, начали выпускать отменные пушки и самолеты нового поколения на горе остальным странам мира. Как это ни грустно, поначалу их тайно испытывали на полигонах в СССР, с которой Германия заключила первый в истории нашей молодой страны межгосударственный договор в итальянском городке Рапалло.

До этого образовавшуюся после Гражданской войны Советскую Россию никто из развитых стран не признавал и торговать с ней не собирался. (Отчасти потому, что новое правительство заключило сепаратный мир с Германией, а также отказалось платить по царским облигациям, в которые у многих французов, например, были вложены все сбережения на старость. Определенную часть этих денег спустя многие годы выплатила Российская Федерация.) Поэтому буквально все необходимое для нужд армии, промышленности и просто населения требовалось производить самостоятельно, во всяком случае, в 20?е годы. С множеством вещей это кое?как получалось, но где взять, например, резину для покрышек в стране, климат которой для выращивания гевеи (источника сырья для резины – каучука) никак не подходит? А без каучука даже думать об автомобилях бессмысленно, не на тележных же деревянных колесах ездить?

Попробовали найти растения, которые, подобно гевее, выделяют млечный сок, содержащий природный полиизопрен (а это и есть каучук), – и вроде бы успешно. Многолетнее травянистое растение рода одуванчик под названием кок-сагыз оказалось лучшим на территории СССР каучуконосом, его стали даже специально возделывать, в том числе в Белоруссии. Но урожай содержащих каучук корней был невелик, и в конце концов эпопея с кок-сагызом бесславно закончилась (в 1954 году его перестали культивировать). Но главная причина состояла в том, что в 1928 году прекрасный русский химик Сергей Лебедев впервые в мире провел промышленный синтез синтетического каучука.

За два года до этого правительство республики объявило конкурс на разработку промышленного способа получения органического вещества со свойствами, близкими к натуральному каучуку, причем документацию, технологический регламент и 2 килограмма готового продукта надлежало представить не позднее 1 января 1928 года. Кроме того, получать такой каучук следовало из доступного сырья, а готовый продукт не должен был стоить дороже натурального каучука, при хорошем качестве. И Лебедеву это удалось. Воспользовавшись своим еще довоенным открытием полимеризации дивинила (он же бутадиен) CH₂=CH-CH=CH₂ и применяя в качестве катализатора металлический натрий, он получил натрий-бутадиеновый каучук с вполне пристойными свойствами. Сырьем для получения дивинила служил обычный этиловый спирт, хорошо знакомый жителям России и других республик СССР как компонент самогона из свеклы, картошки и всего, чего угодно.

(Впрочем, выгнать первач из табуретки, о чем говорил Остап Бендер в «Золотом теленке», невозможно – целлюлоза древесины не сбраживается обычными дрожжами. Для получения спирта из опилок ее следует сначала гидролизовать, что не так просто. Однако это удалось одному профессору химии в блокадном Ленинграде во время Великой Отечественной войны. Из лабораторной мебели, обработанной серной кислотой, он получал раствор сахаристых веществ, которые после некоторой обработки можно было использовать в пищу. Возможно, это легенда, но, говорят, и профессор, и вся его семья выжили в те страшные годы.)

Но авторы, будучи неисправимыми любителями горячительного, отвлеклись от темы. Довольно много открытий в химии происходит по воле случая, и вот одно из них. Речь идет о резине, основой которой является каучук, который в чистом виде никак не годится для изготовления ни автомобильных покрышек, ни болотных сапог в силу своей липкости. В самом начале XIX века шотландский химик Чарлз Макинтош, опрокинув на свой лабораторный халат раствор каучука в бензине, попытался отмыть его сначала тем же бензином, а потом водой с мылом – и заметил, что через пятно вода не проникает. Догадливый шотландец не стал наносить каучук на шотландские юбочки-килты, а пропитал им летнее пальто из тонкой ткани – так появился непромокаемый плащ макинтош, который быстро вошел в моду в дождливой Англии, а потом и по всему свету. В носке, правда, они были не слишком удобны, и липкий плащ – явно не лучшее изобретение тружеников гламура. Летом макинтоши чуть ли не растекались, а в холода стояли колом. Но наука не дремлет.

Лет через пятнадцать после появления макинтошей другой Чарлз, по фамилии Гудьир (Goodyear – ныне знаменитая компания по изготовлению покрышек), попытался ликвидировать эти недостатки каучука, добавляя к нему все, что попадалось под руку. Он перепробовал сотни соединений и нашел?таки подходящее вещество – элементарную серу. Это открытие не совсем случайное, а скорее результат широкоохватного поиска, но вот идея вулканизации уж точно пришла исследователю в голову совершенно случайно. Однажды он не то уронил, не то в ярости бросил кусок смешанного с серой каучука на горячую плиту и вдруг заметил, что смесь превратилась в новое упругое и немажущееся вещество, которое потом назвали резиной (от латинского «смола»). А процесс взаимодействия каучука с серой – вулканизацией, в честь бога огня Вулкана.

С химической точки зрения вулканизация представляет собой «сшивание» отдельных звеньев полимера, составляющего каучук, цепочками из атомов серы. Получается так называемый сшитый, или трехмерный, полимер, который можно рассматривать как единую огромную молекулу. Из резины делают покрышки и электроизоляцию, подметки и сапоги, ручки для инструментов и самые различные ремни, и уже совсем не липкие макинтоши (авторы, разумеется, не имеют в виду культовые компьютеры фирмы Apple, хотя их клавиатура и разделяет с легендарными плащами такое свойство, как водонепроницаемость). Вулканизации можно подвергать не только изопреновый каучук, но и практически все виды синтетического, в том числе лебедевского.

Сам Сергей Васильевич Лебедев умер, как было записано в истории болезни, от сыпного тифа. Это довольно странно, поскольку тогда, в 1934 году, Лебедев был академиком, жил в прекрасной отдельной квартире в центре Ленинграда на Нижегородской улице, впоследствии переименованной в его честь. Переносчиком сыпного тифа является обычная платяная вошь, которая вряд ли могла угнездиться в лаборатории или квартире аккуратного академика. Что?то тут не так, тем более что Сергей Васильевич скончался за полтора месяца до смерти Бориса Бызова, изобретателя другого метода получения синтетического каучука из нефтяного сырья, вскоре после начала промышленного производства этого важного продукта. В тот год, по странному совпадению, как раз поднялась новая волна репрессий в отношении научно-технической интеллигенции, но совпадение это или нет – пусть судят историки, а мы вернемся к вопросам более легкомысленным.

Одно из курьезных применений каучука (не резины!) – для изготовления жевательной резинки, в просторечии жвачки, едва ли не самого одиозного продукта в мире. Слово «жвачка» раньше означало неторопливое пережевывание отрыгнутой пищи, свойственное жвачным животным для лучшего усвоения клетчатки, а также саму эту пищу, а в переносном смысле – некое однообразное и долгое интеллектуальное занятие. Вот замечательный отрывок из стихов Николая Клюева (1933), где используется первое значение:

А вот и пример второго значения (Михаил Тарловский, 1933):

Но это все к слову. Сегодня жвачкой чаще всего называют ту самую жевательную резинку, chewing gum, признанный символ «американского образа жизни» (в нехорошем, разумеется, смысле). Вот как возмущался по этому поводу советский патриот Константин Симонов в своем стихотворении «Митинг в Канаде»:

На самом деле человечество пользуется жвачкой начиная с позднего каменного века. На раскопках в Финляндии обнаружена жвачка из берестяной смолы с отпечатками зубов какого?то нашего предка, которую в последний раз употребляли 5 тысяч лет назад. Считается, что использованная для ее приготовления смола обладала антисептическими свойствами. Древние ацтеки приготовляли жвачку из чикля, вещества, похожего на латекс, древние греки – из смолы мастичного дерева, американские индейцы – из сосновой смолы (в 1848 году в штате Мэн даже был налажен ее коммерческий выпуск, правда, без особого успеха – но зачем обращаться к истории. Авторы, проводя некоторое время своего счастливого детства в пионерских лагерях, тоже, бывало, пожевывали сосновую смолу, хотя и непонятно зачем). Современная жевательная резинка была впервые создана в 1860?х годах на основе чикля, который оказался непригодным сырьем для производства резины (как поначалу планировалось), но отличным – для чуингама. Сейчас, правда, его изготовляют в основном из полимеров стиренбутадиена, изобутилена и изопрена – плюс, разумеется, различные вкусовые и иные добавки для избалованного потребителя.

В июле 2012 года в Москве заработал интернет-магазин Amgum, в котором можно купить более 200 видов экзотической жевательной резинки от 50 производителей из разных стран мира – например, со вкусом бекона (хотя авторы настаивают, что прославленный американский бекон по?русски должен называться сырокопченой свиной грудинкой, и никак иначе), тефтелек, японской горчицы васаби и тыквы. Кроме того, имеются и «лечебные» жвачки: улучшающие память, увеличивающие грудь, успокаивающие, для похудания (с экстрактом кактуса, подавляющим голод) и т. д. Но тут мы уже переходим в область БАДов, биологически активных добавок, к которым думающие люди (те Homo, которые действительно sapiens) относятся в лучшем случае с недоверием, а в худшем – с брезгливостью. Сама жвачка никак не виновата в том, что в нее добавляют разные жульнические вещества. А о пользе или вреде жвачки мы говорить не станем, ибо обсуждение столь тривиальной темы авторы считают ниже своего достоинства.

Да, кстати, натуральный каучук все?таки применяется до сих пор, несмотря на конкуренцию со стороны его синтезированных собратьев. Из 25 миллионов тонн каучука, ежегодно производимых в мире, на его долю приходится 42 процента. Семьдесят процентов натурального каучука перерабатывается в резину для автомобильных покрышек. Определенная часть используется на изготовление хирургических перчаток, презервативов, воздушных шариков и других сравнительно дорогостоящих товаров.

Каучук («слезы дерева» на языке индейцев тупи-гуарани) получают в виде латекса (водной эмульсии) из надрезов на стволе бразильской гевеи. Но она дает сок только в течение 25 – 30 лет, после чего срубается и сжигается.

Довольно неожиданным проявлением экологической сознательности в последние десятилетия стала утилизация отслужившей свой срок гевеи на изготовление мебели. У одного из авторов даже имелась изготовленная из этого тропического дерева двуспальная кровать. Ничего особенного в гевее как в столярном материале не имеется (кроме сравнительной дешевизны), это вам не красное или черное дерево, однако причастность к сбережению природы – бесценное чувство. Ну и, конечно, всегда есть возможность похвастаться перед друзьями. (Точнее, было, поскольку экологически чистая кровать в конце концов оказалась кому-то подаренной при очередном переезде.)