От производства полимеров до книгопечатания

От производства полимеров до книгопечатания

Углеводороды практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в водном растворе мыла: они поглощаются ядрами мицелл. Это явление называется солюбилизацией или коллоидной растворимо­стью и играет большую роль в производстве полимеров. Молекулы мономера — первичного вещества, из которого получается полимер,— при эмульгировании в водном растворе мыла переходят из капелек в ядра мицелл, где идет полимеризация. Образуется латекс — высоко­дисперсная взвесь частиц полимера, напоми­нающая сливки (млечный сок по-латыни — «ла­текс» ). Полимеризация в эмульсиях очень удобна для изготовления пленочных изделий: в латекс макают металлический цилиндр, и, после того как вода испарится, на нем обра­зуется сплошная пленка из слившихся друг с другом частиц полимера.

Поглощая жидкий углеводород, керосин или гептан, пластинчатые мицеллы мыла раз­бухают, становятся круглыми и больше не могут сцепляться в каркас. Даже концентри­рованные растворы мыл — гели — при этом разжижаются, превращаясь в текучие жид­кости, их вязкость понижается в сотни тысяч раз. Так можно управлять образованием про­странственных структур в дисперсных систе­мах,— их превращают в твердые тела или в лег­ко текучие жидкости. С помощью мыл можно загущать, или, как говорят в технике, «отверждать», жидкое горючее — керосин, бензин или спирт. Таким горючим пользуются полярники, геологи, туристы.

Человеческие потребности разнообразны. Нам необходимо научиться отмывать грязь, но не менее важно наносить ее на чистую по­верхность. Что такое печатание книг и иллю­страций, как не нанесение на бумагу устойчивых загрязнений. Процесс печатания можно рассматривать как сложный комплекс тонко управляемых поверхностных явлений. В лито­графии на поверхность гладкого камня — изве­стняка — или металлическую печатную форму наносят жирной краской рисунок. Краска содержит поверхностно-активные вещества (обычно жирные кислоты). Благодаря им одни участки формы смачиваются краской, но не смачиваются водой, а другие после обработки водным раствором гидрофильного поверхно­стно-активного вещества (крахмала, декстри­на, поливинилового спирта) во влажном состоя­нии не воспринимают краску и становятся «про­бельными местами». В этом процессе очень важ­но сделать резкой границу между двумя такими участками и сохранить ее надолго, чтобы с одной формы получить много оттисков.

Поверхностно-активные вещества — наши незаметные и незаменимые друзья. Они помо­гают нам управлять поверхностными процес­сами, которые имеют решающее значение во взаимодействии различных тел — твердых, жидких и газообразных. Не думайте, что по­верхностные явления и процессы характерны только для техники, не менее важны они и в природе. Вот быстро бежит по зеркалу пруда водомерка — ее лапки не смачиваются водой. По той же причине прилипает к поверхности воды и не тонет личинка малярийного комара. Чтобы избавить окрестность от малярии, надо покрыть пруд тончайшей нефтяной пленкой.

Капли росы и дождя не смачивают воско­вую поверхность листьев, а потому не закры­вают поры, и растения дышат свободно. Силы смачивания помогают влаге подниматься по стеблям и стволам растений. Напротив, благо­даря тому что плазма крови не смачивает стен­ки самых тонких капиллярных сосудов, облегчается кровообращение, кровь не свер­тывается. Выпадение осадков, образование и рассеивание тумана и облаков — все это по­верхностные явления. Мелкие зародышевые капельки и кристаллики влаги испаряются, крупные, наоборот, растут за счет конденсации пара и слияния друг с другом — идет дождь или снег. Все это связано с проявлениями поверхностной энергии.

Но если множество процессов в природе, в организмах растений и животных вызвано особыми свойствами поверхностей, то не на­учится ли человек управлять ими так же, как сейчас он управляет подобными процессами в технике. На этот вопрос можно дать утвер­дительный ответ. Физико-химия поверхност­ных явлений и дисперсных систем — наука быстро развивающаяся, и от нее надо ожидать очень много нового и ценного. Порукой этому служат необозримые применения ее уже в наши дни: от обогащения руд до книгопечатания, от моющих средств до производства полимеров.