история материаловедение]

181

чем в исследовательской деятельности». Несмотря на это признание, сотрудник «DuPont», Гамильтон Брэдшоу, отправился в Гарвард с целью убедить Уоллеса изменить свое решение.

Позже в письме к приятелю по колледжу Уилкоу Мачетанзу (сосед по комнате в Таркио), Каротерс писал об усугублении своих депрессивных переживаний: «Даже сейчас, принимая во внимание все те преимущества, предложенные мне из чистого великодушия или по доброй воле, я нахожу себя неспособным делать даже некоторые тривиальные вещи, вроде решения простых бытовых проблем и человеческих отношений. Это происходит, по-видимому, из-за тупости или страха, или эгоизма и просто равнодушия и полного отсутствия чувств».

Неопрен

Каротерс начал работать в лаборатории компании «DuPont» с 6 февраля 1928 г. Его главной целью был синтез полимеров с молекулярной массой более 4200, которая была достигнута Эмилем Фишером.

К лету 1928 г. Каротерс уже мог похвастаться небольшим штатом ученых-исследователей. Это были химики с докторской степенью и двое его консультантов – Роджер Адамс и Карл Марвел – его научные руководители по магистратуре и докторантуре из Иллинойсского университета. Лаборатория, в которой работали эти ведущие ученые, стала известна как «Зал чистой науки» (Puruty Hall). Однако до середины 1929 г. в «Зале чистой науки» не удалось создать полимера с весом значительно более 4000, как планировалось изначально.

В январе 1930 г. заместителем руководителя химического департамента компании и, соответственно, непосредственным начальником Каротерса стал доктор Элмер К. Болтон. Болтон высказал пожелание получить практические результаты в предстоящем 1930 г., и оно было выполнено. Он ориентировал Каротерса на изучение свойств ацетиленовых полимеров с целью создания синтетического каучука. В апреле 1930 г. один из сотрудников Каротерса, доктор Арнольд М. Коллинз, получил хлоропрен – жидкость, которая полимеризуется с образованием твердого материала, похожего на резину. Этот продукт был одним из первых синтетических каучуков и известен сегодня как неопрен.

Полиэфиры

В том же 1930 г. доктор Джулиан Хилл (еще один член команды Каротерса) вновь попытался получить полиэфир с молекулярной массой более 4000. Его усилия вскоре увенчались успехом: был создан синтетиче-

182

ский полимер с молекулярной массой около 12000. Высокая молекулярная масса позволила расплавить полимер и вытянуть его в тонкие волокна. Таким образом, был создан первый синтетический шелк, названный химиками «полиэстер».

Синтез полиэфиров и полиамидов – пример поликонденсации, при которой происходит ступенчатое нарастание длины макромолекулы. Каротерс разработал теории поликонденсации и вывел уравнение, связывающее среднюю степень полимеризации и степень превращения («конверсии») мономера в полимер. Это уравнение показывает, что для получения полимеров с высокой молекулярной массой требуется высокая степень конверсии (относится это только к реакциям поликонденсации).

Еще одно синтетическое волокно, которое было упругим и прочным, Хилл создал путем сополимеризации гликолей и кислот при пониженном давлении. Этому продукту не суждено было стать коммерческим – помещенный в теплую воду, полимер вновь превращался в липкую массу. Каротерс бросил исследования полимеров на несколько лет.

В 1932 г. соглашение, по которому Каротерс был нанят в «DuPont», было изменено доктором Болтоном. «Зал чистой науки» теперь должен был сосредоточиться на «осуществлении работ, более тесно связанных с интересами компании». Это означало, что средства были перенаправлены от фундаментальных исследований к коммерческим. Каротерс никак не видел себя в качестве коммерческого исследователя. Он предположил, что вся исследовательская работа будет ограничена двумя-тремя предложениями, соответствующими интересам компании «DuPont».

Полиамиды

В 1934 г. Каротерс снова вернулся к волокнам. Теперь команда исследовала сополимеризацию замещенных аминов с гликолями с целью производства полимера под названием полиамид. Эти вещества были более стабильными, чем полиэфиры, из числа получаемых с помощью гликолей. Склонность полиамидов к повышенной кристалличности из-за водородных связей обусловливает полезные механические свойства. Поэтому из них можно производить искусственный шелк, удобный для повседневного использования. Его исследования привели к изобретению ряда новых полиамидов. Лабораторные работы по этому проекту были проведены докторами Петерсоном и Коффманом. Позднее, для проведения исследований по этой теме был назначен доктор Джерард Берше.

183

Именно в этот плодотворный период исследований, летом 1934 г., подойдя вплотную к изобретению нейлона, Каротерс вдруг исчез. Он просто не пришел на работу, и никто не знал, где он находился. Он был найден в небольшой психиатрической клинике им. Пинель, недалеко от знаменитой клиники Фиппс, связанной с больницей Джона Хопкинса в Балтиморе. По-видимому, он был настолько подавлен, что поехал в Балтимор на консультацию к психиатру, который и направил его в клинику.

Нейлон

Вскоре после выхода из клиники, Каротерс вернулся на работу в «DuPont». Болтон поручил ему работать над полиамидами.

Работы ученого в области линейных полимеров с большой молекулярной массой начались как серьезный шаг в неизведанную область, изначально без каких-либо практических целей. Компания считала, что исследования в этой новой области химии и любые прорывы в науке полимеров будут представлять ценность для «DuPont». В ходе исследований, Уоллесом были получены некоторые полимеры с интересными свойствами, которые оставались высоковязкими даже при высоких температурах. Было отмечено, что из этих полимеров в расплавленном виде очень удобно тянутся нити. Все внимание проекта сместилось на новый материал, и вскоре был отработан способ получения нейлона.

28 февраля 1935 г. он получил пол-унции полимера, впоследствии названного полиамид-6,6. С ним было довольно трудно работать из-за высокой температуры плавления, но Болтон выбрал этот полиамид как один из коммерчески интересных материалов. В качестве помощника Каротерсу по этой теме назначили Джорджа Грейса. В конце концов Грейс вытеснил Каротерса и стал лидером проекта. Кроме того, десятки химиков и инженеров работали над получением из полиамида-6,6 более удобного для обработки коммерческого продукта.

Авторы считают необходимым напомнить огромную роль в развитии материаловедения в плане получения новых органических полимеров в РТ

С.И. Вольфсон, В.А. Воскресенский, В.Г. Хозин, Л.А. Абдрахманова и др. Особо хочется отметить вклад в развитие этого направления

проф. Е.В. Кузнецова – основателя первой в нашем регионе и РТ кафедры химической технологии пластмасс.

184

ЕВГЕНИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ КУЗНЕЦОВ

Организатор и первый заведующий кафедрой технологии пластических масс КХТИ им. С.М. Кирова – Евгений Васильевич Кузнецов родился в Казани 17 ноября 1912 г. в семье портного-закройщика, работавшего до революции 1917 г. у частных хозяев, а затем в различных государственных и кооперативных предприятиях. Мать была домохозяйкой.

В 1929 г. Е.В. Кузнецов окончил школу второй ступени г. Казани и, став студентом вечернего отделения Казанского филиала Московского энергетического института, поступил электромонтером в Казанское инженерное бюро Всесоюзного электротехнического объединения, где проработал до 1934 г. В 1934 г. перешел на учебу в Казанский химикотехнологический институт на технологический факультет, который с отличием окончил в 1938 г. по специальности «Технология полупродуктов

икрасителей».

В1939 г. он поступил в аспирантуру при кафедре технологий спецпродуктов. К сожалению, окончить обучение не удалось, так как 1 июля 1941 г. Е.В. Кузнецов был мобилизован в Красную Армию.

До 1942 г. являлся начальником химслужбы 19-го отдельного запасного Саперного батальона под Рязанью, где была сформирована Волхов-

18-й стрелковой Мгинской Краснознаменной орденов Суворова и Кутузова дивизии.

Евгений Васильевич является кавалером многих орденов и медалей.

185

Во время военных действий был дважды награжден орденом «Красной звезды» и двумя орденами «Отечественной войны II степени», медалями за оборону Сталинграда, Ленинграда, за победу над Германией и др.

После окончания Великой Отечественной войны Е.В. Кузнецов вернулся в институт, где продолжил обучение в аспирантуре, по окончании которой в 1948 г. успешно защитил кандидатскую диссертацию на тему «Теплоты смешения серной и азотной кислот». Его научным руководителем был известный ученый, заслуженный деятель науки и техники ТАССР, проф. Борис Леонтьевич Кондрацкий.

С 1948 г. по июнь 1958 г. Е.В. Кузнецов работал сначала ассистентом, а затем доцентом на кафедре технологий основного органического синтеза, которой руководил проф. Гильм Хайрович Камай. Уже в эти годы Кузнецов начал исследования в области химии и технологий элементоорганических соединений, их применения в процессах синтеза высокомолекулярных соединений и модификации их свойств, а также в области полимеризации виниловых соединений.

В 1958 г. Евгений Васильевич выступил с инициативой создания новой кафедры в Казанском химико-технологическом институте по подготовке специалистов в области технологии пластических масс. Эта идея нашла широкую поддержку со стороны руководства института и республиканских организаций, и Е.В. Кузнецову было поручено организовать в КХТИ кафедру «Технологии пластмасс» и возглавить ее. Евгений Васильевич сплотил вокруг себя талантливый коллектив молодежи, и с этого момента на кафедре начинается развитие новых научных направлений. К наиболее интересным и перспективным для того времени можно отнести следующие:

синтез мономеров на основе фосфина и его производных и полимеров с атомом фосфора в главной цепи макромолекулы, обладающих антипиренными свойствами;

синтез новых полиуретанов на основе алкилдиоксиметилфосфина, обладающих высокой химической стойкостью и негорючестью;

синтез антипиренов для полиэтилена, полистирола и других полимеров на основе бис-(оксиметил)фосфиновой кислоты;

синтез эпоксидных смол, модифицированных галоидзамещенными эфирами кислот фосфора, обладающих негорючестью;

синтез фосфорсодержащих полисульфонов;

синтез новых мономеров и полимеров на основе титанорганических соединений;

186

полимеризация непредельных фосфорсодержащих мономеров на ионных катализаторах Циглера-Натта;

сополимеризация олефинов с непредельными ФОС на катализаторах Циглера-Натта при связывании ФОС алкилами алюминия в комплексы;

синтез полиуретанов и полимочевин, содержащих ФОС;

сополимеризация непредельных соединений фосфора и кремния

сэтиленом при давлении 1500 атм по радикальному механизму;

полимеризация непредельных кислот в присутствии амидов, аминов и других соединений основного характера, позволяющая получать сополимеры, нашедшие применение в качестве антистатов в производстве кинофотоматериалов, модификаторов композиций полиэтилена для кабельной промышленности, стабилизаторов промысловых жидкостей при бурении нефтяных скважин, загустителей воды и структурообразователей почв.

В 1970 г. Е.В. Кузнецов защитил докторскую диссертацию на тему «Фосфорорганические соединения в реакциях образования и модификации некоторых полимеров». Практическая реализация полученных результатов проявилась в цикле работ по созданию композиционных полимерных материалов, обладающих специфическими, а нередко и уникальными свойствами.

Разработки научной проблемной лаборатории, функционировавшей в рамках кафедры «Технологии пластмасс», легли в основу научного обеспечения двух отраслевых лабораторий, а также лаборатории полимеров оптического назначения Министерства оборонной промышленности и отраслевой лаборатории модификации полиолефинов Минхимпрома СССР. Приоритет этих научных разработок обеспечил успешную защиту целого ряда кандидатских диссертаций сотрудников кафедры и аспирантов, выполненных под руководством Е.В. Кузнецова.

Особо следует отметить, что Евгений Васильевич всегда продолжал поиск новых научных направлений в развитии кафедры. Так, в 60-х годах он обратил серьезное внимание на новое перспективное направление в полимерной химии – неорганические высокомолекулярные соединения.

В действительности же это направление на кафедре начиналось с экспериментальных работ по фосфатным стеклам О.А. Чижевской, которые потом получили соответствующее научное развитие в кандидатской диссертации В.В. Герасимова (1969 г.). Затем под его руководством были выполнены и защищены (1974 г.) кандидатские диссертации Г.Д. Ашмариным и В.М. Гонюхом, результаты которых легли в основу докторской диссертации В.В. Герасимова на тему «Исследование в области химии и тех-

187

(Ленинград). В 1978 г. последовала защита кандидатской диссертации О.С. Сироткина (науч. рук. Е.В. Кузнецов), а затем в процессе развития ее идей и направления в целом последовательно подготовлены и защищены кандидатские диссертации М.Ю. Хитровым (1981 г.), И.А. Женжурист (1982 г.), Б.Л. Тарасевичем (1983 г.), В.В. Завьяловым (1984 г.), Г.Г. Хиса-

меевым (1990 г.), Л.А. Теницким (1995 г.), И.М. Яо (2000 г.) и в 2001 г.

представлена и рекомендована к защите диссертация Л.Б. Исаевой. Традиционно успехи и прогресс науки о полимерах связывают преж-

де всего с интенсивным и плодотворным развитием химии и физики органических (углеродных) и элементоорганических (смешанных) ВМС. Гораздо менее изучены неорганические (безуглеродные) полимеры. При этом одной из наиболее важных тенденций в современном развитии полимерной науки следует считать факт все большего использования для построения различных высокомолекулярных соединений элементов, отличных от углерода. Их общее количество достигло 75. В то же время полимеры, построенные из элементов, отличных от углерода (т.е. безуглеродные полимеры), представляют собой одновременно и наиболее перспективную и, в то же время, наименее изученную область макромолекулярной химии. Так, на международном симпозиуме ИЮПАК по макромолекулярной химии (Бухарест, 1983 г.) Хайдуком подчеркивались трудности и перспективы, возникающие при переходе от цепи, состоящей из атомов углерода, к безуглеродным цепям. Актуальность, перспективность

иопределенные достижения данного направления исследований рассматривались также и на V Международном симпозиуме по неорганическим

иметаллоорганическим полимерам (Майами-Бич, Флорида, 1990 г.) Меньшая изученность безуглеродных полимеров (за редким исключением) как объектов макромолекулярной химии объясняется, прежде всего, большим многообразием неуглеродных элементов, используемых для их построения, спецификой их строения и физико-химических свойств, отсутствием единого универсального подхода в изучении этих полимеров и, как следствие, недостаточностью систематических теоретических и экспериментальных исследований по оценке способности элементов, отличных от углерода, к образованию различных по структуре высокомолекулярных соединений с выделением наиболее важных их классов. Анализ литературных данных свидетельствует, что безуглеродные вещества и материалы со связями элемент-кислород являются наиболее распространенным в природе и промышленности классом гетероядерных соединений, среди которого полимерные элементооксаны (ПЭО) или полинеорганоэлементооксаны занимают значительное место. В то же время налицо недостаток систе-

188

матических обобщений и исследований их макромолекулярной природы, включая анализ способности элементов к образованию полимеров со связями элемент-кислород, оценки специфики их структуры и свойств с позиции химии ВМС. При этом ряд ПЭО имеют значительную сырьевую базу, комплекс ценных свойств, не присущих классическим углеродным ВМС и, как следствие, большую практическую значимость (стекла, покрытия, связующие и клеи, композиционные керамические материалы строительного и других назначений и т.д.). Совокупность вышеотмеченного свидетельствует об актуальности рассматриваемой проблемы и стимулирует проведение работ по обобщению особенностей макромолекулярной природы безуглеродных ПЭО, разработке новых методов их синтеза, получения ПЭО с заданной структурой и свойствами и расширения технологических приемов синтеза и областей применения этих полимеров.

На всесоюзных и международных конференциях в Москве, Ленинграде, Варне, Горьком, Праге, Новосибирске, Свердловске и других городах доклады Е.В. Кузнецова и его учеников являлись предметом научных дискуссий и вызывали несомненный интерес.

Результаты научной работы Е.В. Кузнецова опубликованы в более чем 800 научных статьях, тезисах, авторских свидетельствах.

Евгений Васильевич был инициатором и организатором всесоюзных научно-технических конференций студентов по проблемам полимерной химии, проводимых в Казани. Многие из студенческих работ были удостоены медалей ВДНХ СССР.

Большинство теоретических и экспериментальных работ коллектива кафедры, руководимой Е.В. Кузнецовым можно с полным основанием отнести к фундаментальным исследованиям. Дар научного предвидения, присущий ему, позволял творчески развивать все научные направления кафедры.

Не менее значимым было участие Е.В. Кузнецова в общественной жизни факультета и института. Он руководил философско-методологическим семинаром, выступал с лекциями и беседами на предприятиях и перед студентами, был председателем специализированного Совета по химии высокомолекулярных соединений по присуждению ученой степени кандидата наук, председателем Государственной комиссии по присвоению «Знака качества» продукции химических производств г. Казани, членом Головного Совета по химической технологии Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР, членом регионального Совета Поволжья, членом Ученых советов института, факультета полимеров, комиссии Горкома КПСС, членом методологического совета по химической технологии Минвуза СССР. Регулярно участвовал в совещаниях заведующих кафедр,

189

на которых рассматривались актуальные вопросы повышения уровня подготовки выпускников технологических вузов, что позволяло создавать устойчивые научные связи с родственными кафедрами.

Нельзя не отметить тот факт, что Е.В. Кузнецов был человеком исключительной честности и порядочности, обладал превосходными организаторскими способностями, требовательностью к выполнению служебных обязанностей. Под его напускной суровостью скрывалась мягкость, терпимость и доброжелательность по отношению к окружающим его людям.

Трудовая деятельность проф. Е.В. Кузнецова была оценена правительством рядом поощрений и наград. Ему присвоено почетное звание «Заслуженный деятель науки и техники ТАССР» (1970 г.) и «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР» (1977 г.). Он награжден знаками «Отличник Министерства высшего образования СССР» и «50 лет пребывания в рядах КПСС» и др.

Кузнецов Евгений Васильевич был бессменным заведующим кафедры «Технологии пластических масс» КХТИ с 1958 по 1985 гг.; с 1986 г. работал в должности профессора этой же кафедры.

Следующим качественно новым шагом в развитии полимерного материаловедения следует считать синтез и внедрение в жизнь элементоорганических полимеров.

190

КУЗЬМА АНДРИАНОВИЧ АНДРИАНОВ

Выдающийся советский ученый в области химии высокомолекулярных соединений, основоположник нового направления в химии полимеров – химии кремнийорганических полимеров – К.А. Андрианов родился 28 декабря 1904 г. в семье крестьянина. Он прошел большой трудовой путь от лаборанта Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ) им. В.И. Ленина до академика АН СССР.

Фундаментальные научные исследования К.А. Андрианова в химии

итехнологии кремний- и элементокремнийорганических соединений позволили организовать многотоннажное производство кремнийорганических мономеров, олигомеров и полимеров у нас в стране. Он всегда очень чутко

ивнимательно относился к нуждам и запросам производства. Более чем за 45-летнюю научную деятельность К.А. Андриановым опубликовано около 1500 статей, получено свыше 500 авторских свидетельств и 50 патентов, издано 15 монографий. За исследования в области кремнийорганических соединений, получение, разработку и внедрение в промышленность термостойких кремнийорганических полимеров и материалов на их основе К.А. Андрианов четырежды был удостоен Государственных премий СССР

(1943, 1946, 1949 и 1950 г.) и Ленинской премии (1963 г.).

К.А. Андрианов был не только выдающимся ученым, но и талантливым, чутким и отзывчивым педагогом. С 1932 по 1941 гг. он преподавал в Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева, с 1946 по 1959 гг. был профессором кафедры органической химии в Московском энергетическом институте, а в 1959 г. организовал первую в стране кафедру синтеза элементоорганических и неорганических полимеров