Народження теломерів

теломер

Вихідним матеріалом для отримання багатьох теломерів служить етилен – один з найпростіших вуглеводнів, що зустрічаються в природних і промислових горючих газах. Формула етилену пишеться так: С2Н4 або так: СН2 = СН2. «С» – як відомо, символ атома вуглецю, «Н» – водню, а подвійна риска позначає подвійний зв’язок між атомами вуглецю.

При відомих умовах один з цих зв’язків рветься, і тоді дві молекули етилену, у кожної з яких з’явилися вільні сили спорідненості, з’єднуються в одну, більш складну молекулу. Якщо цей процес триватиме досить довго, всі наявні молекули етилену зникнуть – замість них у нас виявляться гігантські молекули поліетилену. Саме так протікає реакція полімеризації.

Простежимо тепер хід реакції теломеризації. Починається вона так само – з збудження молекул етилену, з розривання їх подвійних зв’язків. У якості «порушника спокою» використовується чотирихлористий вуглець, який попередньо піддають впливу спеціальної речовини – ініціатора.

Отже, ініціатор діє на молекулу чотирихлористого вуглецю. Перетворений чотирихлористий вуглець – на молекули етилену, а молекули етилену з порушеними подвійними зв’язками атакують ще втягнуті в реакцію молекули етилену, розриваючи і їх подвійні зв’язки. У результаті цього в реакцію виявляються залученими мільйони і мільярди молекул, причому все відбувається так само, як і при звичайній полімеризації. Але тут несподівано виявляється ще одна властивість чотирихлористого вуглецю. Він має здатність з’єднуватися з активними зростаючими молекулами, перешкоджаючи їх подальшому зростанню.

Підібравши певні концентрації ініціатора, чотирихлористого вуглецю та етилену, можна домогтися, щоб зростання молекулярних ланцюжків обривалось на дуже ранніх стадіях. У цьому випадку в нашій установці замість гігантських молекул поліетилену виявляться «обрубки» – теломери, що складаються з 7, 9, 11 або 17 ланок. Так як точки кипіння теломерів залежать від величини їх молекул, можна нагріванням розділити суміш теломерів на чисті фракції. Для отримання полімеру аміноенантової кислоти потрібні теломери з сімома «хребцями». Але й інші теломери можуть використовуватися для отримання нових полімерних матеріалів.

Чисті, однакові по довжині, теломери служать сировиною для отримання полімерів звичайними методами. Теломери, з’єднуючись один з одним в ланцюжки, здатні утворювати молекули полімерів, як і звичайні мономери.

Перемога в лабораторії далеко не завжди гарантує успіхи на практиці. Тонкі «ювелірні» методи лабораторної хімії не придатні для масового виробництва.

За здійснення нового і багатообіцяючого методу в промисловому масштабі взялися численні колективи вчених і інженерів по всьому світу. На основі фізико-хімічних досліджень вони отримали теломери з етилену і чотирихлористого вуглецю, вуглецевий скелет яких досягав не тільки семи, дев’яти, одинадцяти, але двадцяти п’яти «хребців».

Чимало потрудилися вчені та інженери, щоб створити безперервно діючу установку, яка могла б стати зразком сучасного потокового виробництва. У таку установку постійно подається сировина і з неї безперервно вивантажується продукція, а реакція встигає закінчитись за час проходження сировини через апаратуру. Сам реакційний апарат, де відбувається теломеризація, досить простий по пристрою. Він являє собою змійовик, занурений в киплячу воду. Проходячи через змійовик, етилен і чотирихлористий вуглець, оброблений ініціатором, встигають прореагувати, і отримана суміш теломеров надходить на розділення в спеціальні колони. Після поділу теломери з певним вуглецевим скелетом можна направити на виробництво пластмас, волокна або запашних речовин.

В даний час в світі налагоджується виробництво енантему, яке стало можливим в результаті здійснення теломеризації в промислових масштабах. При випробуваннях енантового і капронового волокна виявилося, що капронова нитка після нагрівання до 140 градусів протягом 14 годин втрачає міцність на 20 відсотків, а міцність енантової нитки не змінюється. Вироби з енантему можна спокійно гладити праскою, а енантовий корд буде незамінний в автомобільних шинах. За розривною міцністю енант майже не відрізняється від капрону, а по еластичності перевершує його. Як і всі синтетичні волокна, енант не гниє і може бути використаний для виготовлення рибальських сіток. Енант – не єдине волокно, отримане на основі продуктів теломеризації. Успішно проходять випробування волокон ундекан і пеларгон, які в самому недалекому майбутньому з’являться в наших будинках.

Теломеризація робить свої перші кроки, можливості її далеко не вивчені. Подальший розвиток нового технологічного методу має зараз першорядне значення, тому що дозволить розширити в будь-яких масштабах виробництво пластмас, волокон, цінних напівпродуктів для хімічної промисловості, нових медичних препаратів та ін. і в тих випадках, коли в коморах природи для них не перебуває готової сировини, навіть у вигляді «напівфабрикатів».

Автор: В. Ємельянов.

P. S. О чем еще думают британские ученные: о том, что в последнее время теломеры широко применяются в отоплении, например, их выделяют топливные брикеты из сосны, при сгорании, и также такой метод отопления (топливными брикетами из сосны) является самым экологичным из всех.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *