История пластмасс начиналась скромно, а именно с химической модификации природных веществ. В 1848 году был изобретен коллодий – спиртовой раствор нитроцеллюлозы, который использовали для ухода за ранами и изготовления эмульсии для фотопластинок – при высыхании он образует довольно прочную пленку. На основе той же нитроцеллюлозы в 1855 году Александр Паркс запатентовал материал, который был усовершенствован добавкой камфоры (в качестве пластификатора) и в 1870 году получил название «целлулоид». Его первым применением стала замена слоновой кости для изготовления бильярдных шаров, а затем он на долгие годы стал сырьем для кино– и фотопленки. Один из авторов когда‐то написал ностальгическое стихотворение, где отражена не только ломкость целлулоида, но и его горючесть:
Киноархив мой, открывшийся в кои‐то
веки, – трещи, не стихай.
Я ль не поклонник того целлулоида,
ломкого, словно сухарь.
Я ли под утро от Внукова к Соколу
в бледной, сухой синеве…
Я ль не любитель кино одинокого,
как повелось на Москве —
документального, сладкого, пьяного, —
но не велит Гераклит
старую ленту прокручивать заново —
грустно, и сердце болит.
Высохла, выцвела пленка горючая,
как и положено ей.
Память продрогшая больше не мучает
блудных своих сыновей.
Меркнут далекие дворики-скверики,
давнюю ласку и мат
глушат огромные реки Америки,
темной водою шумят.
И, как считалку, с последним усилием
бывший отличник твердит:
этот – в Австралию, эта – в Бразилию,
эта – и вовсе в Аид.
Вызубрив с честью азы географии
в ночь перелетных хлопот,
чем же наставнику мы не потрафили?
Или учебник не тот?
И если уж речь о ностальгии, нельзя, конечно, не упомянуть и прочно забытые съемные целлулоидные воротнички для мужских рубашек, которыми еще в начале XX века щеголяли господа средней руки с набриолиненными и завитыми усами. Куда все это подевалось? Неужели и наше время исчезнет точно так же? Похоже, что да, однако поверить в это невозможно.
В 1900 году на Всемирной выставке в Париже был впервые представлен галалит – пластмасса из молочного белка казеина, обработанного формальдегидом. В 1923 году в одной только Германии на его производство было истрачено 30 миллионов литров молока. Закат галалита (получившего огромную популярность в индустрии моды для изготовления украшений) был связан не только с появлением новых пластиков, поддающихся формовке (галалит отливать было невозможно, только подвергать механической обработке), но и с тем, что во время Второй мировой войны с молоком стали, мягко говоря, наблюдаться перебои. Впрочем, в СССР этот пластик производили аж до 1957 года. А вообще‐то самым популярным изделием из молочной пластмассы были пуговицы. И это отражено в прекрасных, хотя и сомнительных с точки зрения идеологии строках поэта Владимира Нарбута (1888 – 1938):
…Еще мешковатые носим костюмы,
Но правильно пуговиц вытянут ствол.
И я на него – веселый, неугрюмый —
Фасольною попал:
За свое родство.
Я знаю, дисциплиной страна прорыта.
Богатства на ощупь она тормошит.
И в нашу основу,
Кроме галалита,
Кладет она
Лавровишню и самшит.
Нас режут,
Шлифуют,
Давят нас под прессом,
Чтоб (после нагрева)
Блестел кругозор, —
И мы на себя же
Глядим с интересом:
А пуговица‐то вышла
Первый сорт…
Заслуживает упоминания еще один как бы искусственный материал, изготовляемый из природного сырья, открытый в 1893 году, но, в отличие от целлулоида и галалита, использующийся и по сей день. Цитируем Брокгауза и Ефрона: «Вискоза – Так назвали англ. химики Кросс, Биван и Бидль растворимый в воде продукт, полученный ими в 1893 г. при действии на мерсеризованную клетчатку сернистого углерода. Для этого лучше всего поступать так: клетчатка (напр. чистый хлопок, хлопчатобумажная ткань, клетчатка, осажденная из Швейцерова реактива, сульфитная целлюлоза и т. п.) мерсеризуется в 15 %-м растворе едкого натра, отжимается от избытка последнего, смачивается сернистым углеродом и оставляется на 12 час. в закупоренной склянке. По прошествии этого времени клетчатка превращается в желтоватую массу, которая при прибавлении воды образует чрезвычайно густой и вязкий раствор, почему продукт и получил название вискозы, от латинского слова “вязкий”». Умели же писать люди!
Если вискозу пропустить через фильеры, получается искусственный шелк (собственно, его чаще называют именно вискозой), а если прокатать между валками – знаменитый упаковочный материал целлофан, в наши дни опять входящий в моду благодаря его биоразлагаемости.
Что до «настоящих» пластмасс, то иногда старейшим искусственным полимером считают поливинилхлорид, который был случайно обнаружен французским химиком и горным инженером Анри Виктором Реньо еще в 1838 году. Но это был все‐таки не синтез, а чистый случай, кстати не закончившийся промышленным производством. А первый промышленный синтетический полимерный материал, названный бакелитом, получил после длительных и трудоемких исследований бельгийский химик Бакеланд в 1909 году.
По целому ряду свойств пластмассы на основе фенолоформальдегидной смолы и сейчас остаются непревзойденным материалом. Любопытно, что в 30‐е годы бакелит разных цветов стал популярным материалом для изготовления украшений в стиле арт-деко, которые сегодня высоко ценятся у знатоков.
С тех пор химики синтезировали сотни, скорее даже тысячи видов самых разнообразных полимеров, многие из которых выпускаются миллионами тонн. Они вроде бы имели полное право праздновать победу над Природой, которая сумела создать только полимеры животного и растительного происхождения – животные и растительные белки, древесину, волокна хлопка, льна и шерсти, крахмал и желатин. Однако эта победа оказалась отчасти пирровой. Выяснилось, что одно из важнейших достоинств полимеров – химическая инертность – является и недостатком с точки зрения охраны природы. Это еще мягко сказано, на самом деле многие считают, что мы уже переживаем экологическую катастрофу. Почему? Дело в том, что синтетические полимерные материалы кажутся потребителю недолговечными, и справедливо – срок службы куртки из искусственной кожи куда короче, чем у натуральной. Отслужив, подавляющее большинство полимеров оказывается на свалках или в Мировом океане. Распад их в естественных условиях занимает десятки и сотни лет (поскольку микробы их не едят), причем продукты этого распада нередко пагубны для животного мира (включая и человека). В Тихом океане, как известно, образовался целый «остров» из выброшенных пластиковых бутылок, пленки, разнообразных полимерных упаковок и т. д. диаметром до полутора тысяч километров и весом почти в 100 миллионов тонн.
Лишь недавно научились синтезировать полимеры, которые гниют и разлагаются в природе (а заодно вспомнили об упоминавшемся выше целлофане).
Авторы хотели бы разразиться бурными аплодисментами, переходящими в овацию, по поводу двух сравнительно недавних изобретений в упаковочной промышленности. При пересылке разнообразных мелких товаров (а покупки по почте чрезвычайно популярны в наши дни) их требуется хорошо паковать. Можно, конечно, набить в коробку мятой бумаги, но это как‐то не очень привлекательно, да и недостаточно надежно. Весьма популярным материалом долгое время были гранулы из пенопласта – «пенопластовый арахис», заполняющие все пустое пространство коробки. Товар они защищают неплохо, весят мало, но, увы, уж очень этот материал вреден для природы, потому занимает на свалке большой объем и разлагается чрезвычайно долго. (И к тому же при распаковке товара разлетается по всей квартире.) Некоторые компании стали применять вместо него обычные пластиковые пакеты, надутые воздухом и запечатанные. Уже хорошо – место на свалках экономится. Однако авторов в свое время поразила другая идея – засыпать пустоту в коробках воздушной кукурузой, она же попкорн. Понятно, что выбрасывать ее можно без всяких угрызений совести (съедят если не птички, то микробы), а особо экологически сознательный покупатель может ее даже и съесть. Природные полимеры (в данном случае крахмал), разумеется, прекрасно биодеградируют – об этом далее.
Как бы то ни было, без полимеров современная жизнь, понятное дело, немыслима. Расскажем поподробнее о трех пластмассах из числа наиболее знаменитых. В начале Второй мировой войны английские ученые напряженно работали над созданием новых материалов, которые помогли бы обеспечить победу над нацистской Германией. И несмотря на то, что немецкие химики считались лучшими в мире, именно англичане в 1941 году добились поразительных успехов в синтезе самых перспективных полимеров для бытовых и промышленных нужд. Главным их открытием стало соединение со сложным названием «полиэтилентерефталат». Впрочем, его сокращение – ПЭТ (или ПЭТФ), вовсе не такое уж сложное, быстро вошло во все европейские языки, в том числе и в русский. На Западе несминаемые ткани с добавкой волокон ПЭТ назывались дакроном или териленом.
Советские химики повторили успех англичан в 1949 году, а поскольку на патентное законодательство в СССР всем всегда было наплевать, то советскому волокну из ПЭТ присвоили звучное название «лавсан» (это аббревиатура – Лаборатория высокомолекулярных соединений Академии наук).
ПЭТ оказался поразительным полимером. Из него изготовляют не только волокна, ткани и пленки, но прежде всего – обычные бутылки для воды и напитков, растительного масла, уксуса, молочных изделий, пива и даже крепкого алкоголя (такие бутылки чаще всего можно встретить в магазинах duty-free при аэропортах, поскольку они гораздо легче стеклянных.) ПЭТ-бутылки, как мы все знаем, уникально легки по весу, удобны в использовании, прочны, дешевы и, что самое важное, совершенно инертны по отношению к содержимому. (Авторы, обладая длительным жизненным опытом, помнят, как в 60‐х годах в СССР появились походные фляги из маслянистого тускло-белого полиэтилена. В моде они продержались недолго, потому как уже через несколько минут пребывания в этой посуде вода приобретала довольно отвратный «химический» привкус, да и эстетические качества фляжек оставляли желать лучшего – как, впрочем, и большинство изделий, производившихся на родине победившего социализма.)