Александра Супрун - Почему мы так одеты
Будучи проницательным и реалистически мыслящим ученым, Карозерс решил подойти к созданию «шелка XX века» иначе, другим путем. И все-таки путем синтеза. В 1931 году при участии Карозерса уже был получен искусственный каучук — изопрен, превосходное подспорье к каучуку натуральному в резиновой промышленности. Но какие же соединения вообще, в принципе могут образовывать текстильный материал? Вот тут-то мы подходим к едва ли не самому главному в рассказе о таких материалах.
С первых страниц нашего повествования неоднократно упоминались нити и волокна, волокна и нити. Шерстяные, льняные, джутовые, хлопковые, шелковые, вискозные… Но, повторяем, непременно: волокна и нити. Очевидно, они составляют основу одежды. Мало того, не будет преувеличением утверждение, что почти весь мир природы — это, по существу, волокнистый мир. Волокнистый… Речь идет не только о тех волокнах, которые мы видим, разрывая травинку или веточку, вглядываясь в кусок мяса или в клочок ваты. Нет, главное в том, что длинные, сверхдлинные ниточки просматриваются и на микроуровне. Там, где мы сталкиваемся с макромолекулами…
Микроуровень и макромолекулы… «Микро» — это «мало», «макро» — «много». И объяснить взаимосвязь эту можно просто. В том невидимом или видимом лишь при колоссальном увеличении микрокосмосе существуют особые молекулы, громадные по сравнению со всеми прочими. Но громадные, как правило, лишь в одном измерении — в длину. От другого иностранного слова, также означающего «много» — «поли…», эти молекулы именуются полимерами. Они, как и целлюлоза, состоят аз множества одинаковых звеньев. Пусть читатель не посетует на попытку освежить в его памяти страницы школьного учебника.
Итак, представим себе обычную металлическую цепочку, у которой число звеньев составляет ни много ни мало десять, тридцать, сто тысяч! Нетрудно сообразить, зо сколько раз длина ее превысила бы толщину. Точно так же несоизмеримо длинной по отношению к толщине вырисовывается любое текстильное волокно, составленное уже из ряда сплетенных между собой полимерных цепочек. Сплетенных подобно тому, как сплетается коса из волос. Только косу можно расплести, а волоконца нельзя просто так расщепить на отдельные полимерные цепочки.
Доходящая до пояса девичья коса считается длинной. Каким, интересно, было бы волоконце текстильное, если бы по толщине оно уподобилось такой же косе? Самое короткое, джутовое, вытянулось бы в длину метров на пять. Хлопковое или льняное волокно при аналогичном масштабе развернулось бы метров на сорок. Шерстяная «коса» при тех же масштабах вытянулась бы метров на сто. А шелковинка, прикрепленная одним концом к башенке Московского университета, могла бы оплести другим концом колокольню Киевской лавры…
Итак, для создания нового текстильного материала прежде всего следует подобрать полимер. Какой? Может быть, из группы, верней, из класса полиэфиров?
«Эти соединения, — пишет английский химик Джон Уинфельд, который сам начинал работать под руководством Чарльза Кросса, одного из творцов вискозы, — обладали замечательными и, пожалуй, даже неожиданными свойствами. Они были микрокристаллическими. В расплавленном состоянии эти соединения обладали высокой вязкостью и вытягивались в длинные нити. Если же затем эти нити подвергались растяжению, то они необратимо вытягивались примерно вчетверо по сравнению с первоначальной длиной и становились прочными и гибкими. Почти сразу же стало ясно, что такие нити можно использовать в качестве текстильных изделий. Однако по одному показателю, весьма существенному, волокно, полученное Карозерсом, не могло тотчас войти в практику: низкая температура плавления сильно затрудняла промышленный выпуск нитей…»
Данный полимер не может стать основой текстильного волокна — к такому выводу пришел Карозерс. И обратился к другому классу полимеров — полиамидам. Так был открыт найлон. Между прочим, дотошные историки науки раскопали в архивах, что чуть ли не в начале XX века немецкие химики получили вязкую полимерную массу на основе тех же полиамидов. Получили, отметили, что из этой массы вытягиваются нити, и… забросили это дело. Справедливости ради заметим, что и сам Карозерс поторопился с выводом о непригодности полиэфиров, а найлон открыл лишь шесть лет спустя.
Открыл, но не окрестил, не дал имени новому материалу. Этим занимались другие специалисты фирмы. Был объявлен конкурс на лучшее название перспективному материалу, и из 350 предложений было выбрано короткое и звучное — найлон, или, как нередко произносят у нас, — нейлон. В США, кроме первоначального найлона, у которого появилось цифровое дополнение найлон-6,6, выпускаются родственные соединения из класса полиамидов. Найлон-6, найлон-7, найлон-6,10, найлон-11, найлон-4, найлон-12, найлон-3… Некоторые из этих химических продуктов нужны в небольших количествах для определенных целей, не имеющих отношения к одежде.
По правде говоря, и рожденный в лаборатории Ка-розерса найлон поначалу пошел вовсе не для элементов костюма, а на нужды авиации. Лишь потом, чуть ли не спасаясь от затоваривания, кто-то предложил попробовать изготовить из крепких нитей женские чулки. И вот тут-то недостижимая прежде прочность нитей, по толщине почти «паутинок», обеспечила найлону быстрое мировое признание. Причем это уже не обязательно была заокеанская новинка. Химики ряда стран освоили выпуск того или иного полиамидного волокна. В ГДР оно по имени этой республики именуется дедерон, в Польше — стилон, в Голландии — акулон, в Японии — амилан и так далее.
Семейство полиамидов, вызванное к жизни из продуктов переработки нефти и природного газа, оказалось вовлеченным в мир костюма. Верней сказать: и костюма. Сравнительно легкие и стойкие детали механизмов, шинный корд — нити, армирующие шины, которые, кстати, до капрона делались из хлопка. Как и любые текстильные материалы, полиамиды завоевали в костюме свои позиции. В чулках, в носках — сразу и прочно, надолго. В 50-х годах вошли в моду белые рубашки из этого материала. Соблазняли их блестящая нарядность и невиданная легкость стирки и сушки. Однако настала пора разочарований: зимой такие рубашки совершенно не сохраняли тепло тела, а летом, в жару, в них можно было запариться. Запахло категорической отставкой.
Но химики вовсе не считали такой приговор окончательным. В их руках были все-таки гораздо более действенные рычаги воздействия на структуру нитей, чем, скажем, у хлопкоробов или льноводов. Иначе говоря, создания рук человеческих куда лучше подвергаются модификации или модернизации, чем творения живой природы. Можно получать высокообъемные нити, наподобие описанных выше «распушенных» вискозных. Еще называют подобные нити текстурированными, и отличает их повышенная воздухопроницаемость, гигроскопичность, приближение к соответствующим свойствам нитей натуральных. Короче говоря, с недостатками синтетики можно бороться, оговоримся — в известных пределах. Допустим, текстильщиков не устраивает гладкость капроновой нити — она скользит, нити плохо держатся друг друга при их переплетении. Ради бога, за чем дело стало: меняется профиль в фильере, через которую проходит вязкая масса. И вот перед нами синтетические нити сечения треугольного или звездчатого.
Наконец, если данный полимер по каким-то существенным свойствам недостаточно хорош для одежды, почему бы не попробовать синтезировать другой, лучший? Вроде бы сегодня химику и карты в руки — не то, что нашим предкам, перебирающим тысячи растений прежде чем остановиться на немногих приемлемых. Число новых полимерных соединений, синтезированных в наш век, исчисляется, пожалуй, десятками тысяч. Названия некоторых из них общеизвестны. Например, лавсан. Слово это образовано из начальных букв: лаборатория высокомолекулярных соединений Академии наук. Возглавлял работы по созданию лавсана лауреат Ленинской премии академик Василий Владимирович Коршак. Аналогичный представитель полиэфирных полимеров в Америке именуется дактор, в Японии — тетерен, в Польше — элан. В Великобритании Уинфельд, которого мы недавно цитировали, одним из первых получил полиэфирное волокно терилен.
Если опустить сотни фирменных названий синтетики, то все сведется буквально к пяти-шести видам химических волокон, вошедших в мир костюма. К упомянутым капрону и лавсану можно добавить полихлорвинил-хлорид, полипропилен, полиуретан, и это все или почти все. Отчего так мало? Как ни парадоксально на первый взгляд, но по той же причине, по которой так ограничен выбор подходящих текстильных волокон в живой природе. Утешительно то, что сегодня мы знаем, почему это так. Потому что конкурс на волокнообразующие полимеры — кандидатуры в ряды текстильных нитей — предъявляет весьма высокие и разнообразные требования. Здесь и достаточная гибкость макромолекул, и «регулярность структуры», и «узкое молекулярно-массовое распределение», и наличие полярных и реакционноспо-собных групп, одним словом, комплекс критериев, понятных специалистам.
