книги из ГПНТБ / Щеголев Н.В. Полимер вездесущий

ЧУДО-КАБЕЛЬ

Предположим, что вы хотите срочно пе­ редать товарищу из другого города какуюнибудь новость, приятное известие и полу­ чить от него сразу же ответ. Обмен письмами

обходимо сделать это очень срочно. Недолго думая, вы заказываете телефонный разговор. Но к вашему огорчению, его могут предоста­ вить только ночью. Перегружена линия, объясняют на телефонной станции, пропуск­ ная способность телефонного кабеля огра­ ниченна.

По одной паре проводов может происхо­ дить только пять-шесть одновременных раз­ говоров, а желающих получить разговор очень много.

Опечаленный, вы отправляетесь на теле­ граф. Будем надеяться, что вам все же вовре­ мя удалось лаконичным языком телеграфа связаться со своим другом, а сами поговорим о кабеле.

Кабель — действительно узкое место со­ временной телефонии.

Правда, проблема передачи по одной паре проводов более 200 одновременных разгово­ ров не представляет чрезмерно сложной тех­

5 9

нической задачи. Она решена. Но кабель, как его изготовить? Как сделать так, чтобы эти 200 разговоров не мешали друг другу? Какой выбрать для этого изоляционный материал? Где его взять? Долгое время инженерам не удавалось подобрать нужную изоляцию. Обычная бумажная была для этого непригод­ на, она гигроскопична, впитывает влагу, а влага даже в ничтожных количествах резко ухудшает электроизоляционные свойства материала, кроме того, кабель получался очень толстым. Другой изоляции не было.

Полимеры помогли решить эту проблему. Благодаря полистирольной изоляции из стирофлекса такой кабель изготовили. Вот как его сделали.

На медный провод, обычно диаметром 1,2 миллиметра, навивается тонкая нить из полистирола толщиной всего около 0,8 мил­ лиметра. Эта нить, называемая' корделем, на­ матывается на особых станках, внешне очень похожих на текстильные машины. Навивка производится при повышенной температуре (80°С) для того, чтобы придать полистироль­ ной нити необходимую эластичность. Нити делаются из цветного полимера. Это облегча­ ет работу телефонистов ¡при нахождении нужного провода во время монтажа и экс­ плуатации.

Затем на провод наматывается полистирольная лента толщиной всего лишь 0,06— 0,08 миллиметра. Таким образом изолирован­

ный провод и приобретает необходимые свойства.

6 0

Отдельные изолированные провода соеди­ няются в кабель, в котором может быть до 500 и даже 1000 пар проводов. После оконча­ тельной изоляции и покрытия свинцом ка­ бель готов.

Этот замечательный кабель позволяет ве­ сти по одной паре проводов 200 одновремен­ ных телефонных разговоров. И если между нашими городами будут везде проложены такие кабели, вы сможете поговорить со сво­ им товарищем в любое время.

Использование кабеля нового типа при­ ведет к огромной экономии цветных метал­ лов (свинца, меди). Достаточно сказать что при прокладке всего лишь 100-километрового участка линии связи с применением такого кабеля экономится более 500 тысяч рублей.

СДОБНЫЙ

ПОЛИМЕР

Бисквиты, куличи, сдобы... Почему они такие воздушные и мягкие? Ведь сама мука такими свойствами не обладает, вода — тоже. Читатель скажет — в муку добавляют дрож­ жи или питьевую соду. В обоих случаях в массе теста образуются пузырьки газа. Тесто, как принято говорить, поднимается. Затем его укладывают в формы и помещают

61

в печь. Здесь под действием тепла происхо­ дит дополнительное выделение газов, и пос­ ле окончания выпечки хозяйка вынимает из формы пышный кулич.

Нечто подобное происходит и при изго­ товлении пенопластов — новых легких поли­ мерных материалов. Разумеется, вместо муки химики используют различные полимеры, например, поливинилхлорид (белый поро­ шок), внешне весьма похожий на муку само­ го высшего сорта, а вместо дрожжей — порофор, вещество, выделяющее при нагревании большое количество газообразных продуктов. Здесь, как и при выпечке куличей, необхо­ димы формы, но они больших размеров и Иначе устроены. Поливинилхлорид, переме­ шанный с порофором, укладывают в форму. После этого постепенно нагревают до темпе­ ратуры 140—150°С. Выделяющиеся при этом газы раздувают массу; верхнюю часть фор­ мы постепенно поднимают и после охлажде­ ния получают поропласты определенного удельного веса. Такой поропласт не впитыва­ ет в себя воду, как обычная резиновая губка, обладает повышенными теплоизолирующими свойствами по сравнению с другими пори­ стыми материалами, но несколько уступает им по звукопоглощению. А почему — это станет понятно после знакомства с другими пористыми пластиками, получаемыми не­ сколько иначе.

62

ную, добавляют к ней эмульгатор — вещест­ во, способствующее образованию стойкой пены, и путем интенсивного перемешивания и пропускания воздуха через водный раствор смолы получают пену. Затем ее помещают в формы и повышают температуру до 120— 130°С, при которой происходит окончатель­ ное отвердение смолы; из водорастворимой она превращается в нерастворимый пористый материал. Вода, при подсушке пены превра­ тившаяся в пар, увеличивает пористость ма­ териала: стараясь выйти наружу, она рвет при этом часть еще не окрепших стенок пеноматериала, создавая бесчисленное коли­ чество каналов. Пористость этого материала обычно бывает около 40 процентов. Так по­ лучается материал, названный мипорой, об­ ладающий, помимо легкости, теплоизоляци­ онных свойств, замечательными звукопогло­ щающими качествами. Оказалось, что зву­ ковые волны, встречая на своем пути такую пористую стенку, постепенно затухают в лабиринте пор.

Но и пенопластам из поливинилхлорида или из полистирола .можно придать лучшие звукопоглощающие свойства. Для этого не­ обходимо только срезать наружный слой этих блоков и тем самым открыть поры, в ко­ торых и погасятся звуковые волны.

Посмотрите на обычный батон белого хле­ ба. В корочке пор нет, а стоит только ее сре­ зать, как в мякоти вы их увидите. Вот примерно такая же корочка есть и у этих поропластов.

6 3

Пористый материал мипара примерно

всто раз легче воды и в тридцать раз легче пробки. Он с успехом применяется для теплоизоляции не только домашних холо­ дильников, но и для теплоизоляции корпусов кораблей, вагонов-холодильников и т. д. Не­ ограниченные области применения у него и

вжилищном строительстве.

Другие пористые материалы — полипеноуретаны — идут на изготовление губок, мат­ рацев и даже для подкладки зимних пальто вместо ваты и меха! Но тут нужно сделать небольшую оговорку. Полипеноуретан в за­ висимости от химического состава и тех­ нологии изготовления может быть жестким или мягким (эластичным). Профессор И. П. Лосев, являющийся одним из изобре­ тателей мягкого полипеноуретана, назвал его пороэластиком. И тот и другой полипеноуретаны находят свои области применения.

Пороэлаетик интересен тем, что обладает очень малой остаточной деформацией. А это значит, что, например, диван из такого ма­ териала не потеряет своих форм долгое вре­ мя. Не то что обычный, пружинный. Недаром этот полимер применили при изготовлении сидений новых кресел Большого театра.

Получение полипеноуретанов не требует ни порофора, ни эмульгатора. Химики так подбирают исходные вещества при поликон­ денсации, что выделяющиеся при этой реак­ ции газы сами выполняют функции порофо­ ра. Исходными продуктами в этих случаях обычно служат диизоцианты и полиэфиры,

64

которые получаются из двухосновных карбо­ новых кислот и многоатомных спиртов (на­ пример, глицерина). Выделяющийся в про­ цессе реакции углекислый газ и раздувает всю массу.

Механическая прочность поропластов мо­ жет быть повышена введением в массу стек­ ловолокна, сульфитной целлюлозы, льняного или синтетического волокна. Таким образом удается получить материал в 3—5 раз легче воды и выдерживающий давление до 50 ки­ лограммов на 1 квадратный сантиметр.

Пористые материалы могут быть получе­ ны практически из всех термопластичных и термореактивных полимерных продуктов.

ПОЛИМЕРНЫЙ

ДОМ

На Выставке достижений народного хо­ зяйства в Москве демонстрировалась квар­ тира дома из полимеров. Чем замечательна эта квартира, этот дом? Да тем, что там почти все сделано из полимерных материалов.

Стены, изготовленные из трехслойных пластмассовых панелей, в десятки раз легче бетонных и кирпичных и к тому же облада­ ют необходимой прочностью. Сделаны они так.

Между двумя листами полимерного мате­ риала, из которых наружный изготовлен из стеклопластика, представляющего собой про­ питанную полиэфирными смолами стекло­ ткань или стекловолокно, помещается сото­ пластик. Само название подсказывает, что этот материал, вероятно, чем-то должен напоминать пчелиные соты. Так и есть. На­ стоящие пчелиные соты, только большего размера и изготовлены не из (воска, а из про­ питанной полимерными смолами бумаги. Для этих же целей могут быть попользованы алю­ миниевые фольга, ткани... Стена получается прочной и не пропускающей тепла, холода, звука. Зимой в таком доме тепло, летом — прохладно!

Правда, такие стены не пропускают воз­ духа, они, как говорят, не «дышат». Но это не является большим недостатком: хорошо устроенная вентиляция в квартире сделает воздух свежим и необходимой влажности. Таким стенам ни к чему штукатурка, их не нужно оклеивать и обоями. Ведь на полимер­ ную стену еще на заводе может быть нане­ сен любой рисунок с помощью текстурной бумаги или обычным графическим методом, каким печатают художественные открытки. Стороне, выходящей на улицу, можно при­ дать вид мрамора, гранита, кирпичной клад­ ки или же окрасить ее в приятные светлые тона. Сторону, выходящую в квартиру, отде­ лать таким же способом под красное дерево, орех или же нанести на нее любой рисунок.

Пенопласты найдут применения во всех

6 6

чердачных и междуэтажных перекрытиях. Они заменят тяжелый шлак и уменьшат их вес примерно вполовину, что приведет

кбольшой экономии металла.

Вэтом доме только основные несущие конструкции сделаны из железобетона. Часть кровли дома — также из стеклопласти­ ка. Прочность его намного превышает проч­

ность шифера и не уступит железу. Если к этому добавить, что производство шифера малопроизводительно, а железная кровля требует больших затрат при возведении и расходов при покрытии масляными красками от ржавления, то станет понятной ценность этого нового кровельного материала. Ведь стеклопластик относительно просто изгото­ вить, его не надо красить, он не боится ржавления и чрезвычайно прочен. А если и произойдет случайная его поломка, то очень просто специальным полимерным клеем по­ ставить заплатку.

Большая часть крыши дома изготовлена из прозрачной, пропускающей солнечные лу­ чи полимерной пленки, и чердак фактически является замечательным солярием, где жиль­ цы могут загорать и летом и ранней весной.

Применение полимерных строительных материалов привело к уменьшению веса все­ го дома. Ведь если один кубический метр многоэтажного кирпичного дома весит 540— 650 килограммов, то при использовании по­ лимерных стеновых материалов его вес уменьшается до 100—150 килограммов.

К этому надо добавить, что с помощью

полимеров фундамент защищен от вредного действия грунтовых вод. Для этих целей обычно применяются некоторые кремнийорганические соединения. Фурфурольно-ани- линовыми смолами можно склеивать грунты, если они недостаточно устойчивы.

Ученые показали, что и сам бетон может получаться не только с использованием це­ мента. В настоящее время появился пластбетон, изготовленный из песка и полимерных смол, например фурфурольно-ацетоновых, намного превышающий по своим свойствам обычный: он выдерживает температуру до + 200°С, имеет более высокую механическую прочность, устойчив к воде и нефтепродук­ там. Поэтому он, безусловно, найдет также применение в устройстве хранилищ нефти и горюче-смазочных материалов. Если пластбетон армировать нитями из синтетических волокон, он одинаково хорошо будет рабо­ тать и на растяжение, и на сжатие, и на ска­ лывание. Обычный бетон этими свойствами не обладает.

Теперь зайдем в одну из квартир. Здесь почти все также сделано из пластмасс.

Осмотр начнем с кухни, ведь и многие новоселы делают именно так.

Стены кухни покрыты вместо тяжелых, малопрактичных керамических плиток ли­ стами из полистирола или полихлорвинила. Их можно мыть горячей водой с мылом — ничего с ними не случится. Они остаются прежнего цвета и такими же гладкими и блестящими. Раковина для мойки посуды из­

68