История науки и промышленности синтетического каучука в СССР 1931-1990 гг. - Измаил Гармонов

Во второй половине XIX века появились первые работы по полимеризации изопрена французского химика Бушарда и англичанина Тильдена.

В 1889 г. русский химик И.Л. Кондаков выдвинул предположение о способности к полимеризации не только изопрена, но и его гомолога изопропенила, что было вскоре подтверждено Мариуцой, Кондаковым и Кутерье.

В 1910 г. С.В. Лебедев доказал возможность полимеризации дивинила, простейшего углеводорода этого ряда. К концу 1912 г., изучив полимеризацию 16 углеводородов с сопряженной системой двойных связей, он установил общие закономерности процесса полимеризации этих соединений. Результаты своих исследований С.В. Лебедев обобщил в монографии и успешно защитил магистерскую диссертацию. Работа С.В. Лебедева была высоко оценена научной общественностью.

Петербургская Академия наук присудила ему премию имени Д.А. Толстого, большую денежную награду в размере 1000 рублей и почетную Золотую Медаль.

После этих открытий в ряде стран развернулись работы по осуществлению промышленного синтеза каучука. В Англии в этих работах участвовали известные химики Перкин, Мэтьюс, Стренж, Рамзай. Однако в этот период получить практически ценные результаты им не удалось.

Более успешные результаты были достигнуты немецкими химиками Гарриесом и Гофманом. В годы первой мировой войны в Германии было организовано производство каучука на основе диизопропенила (метил-каучук).

За время войны было произведено около 2500 тонн такого каучука, который был использован в основном для производства аккумуляторных бачков. Попытки использования его для производства автомобильных шин были неудачными, так как при низких температурах шины теряли эластичность и деформировались. После окончания войны производство этого каучука в Германии было прекращено.

В России химик И.И. Остромысленский предложил способ получения дивинила из этилового спирта (точнее, из спиртоальдегидной смеси) и через 1,3-бутиленгликоль. Он сумел заинтересовать промышленников и в результате получил значительную субсидию для своих работ.

Всероссийское общество винокуренных заводов в октябре 1914 г. созвало совещание по изысканию новых областей применения спирта, в связи с введенным ограничением на производство водки во время войны. На совещании присутствовали известные химики, в том числе и С.В. Лебедев. С докладом на совещании выступил И.И. Остромысленский. В последующем он проводил интенсивные работы по получению дивинила из спиртоальдегидных смесей, но заметных результатов не достиг, однако по объявленному министерством финансов конкурсу ему присудили премию 90 тысяч рублей.

Кроме работ И.И. Остромысленского в годы первой мировой войны исследования по синтезу каучука проводились в Петербурге на заводе «Треугольник», под руководством Б.В. Бызова и Ю.С. Залькинда. Основным направлением работы лаборатории завода «Треугольник» было получение дивинила из нефти.

После Октябрьской революции Советское Правительство проблеме синтеза каучука уделяло большое внимание. Уже в 1918 г. зав. химотделом и член Президиума ВСНХ Л.Я. Карпов созвал в Москве совещание по вопросу синтеза каучука, на котором присутствовали А.Е. Фаворский, С.В. Лебедев, Б.В. Бызов, И.И. Остромысленсий, А.Ф. Максимов, А.А. Иванов (член коллегии химотдела) и другие. Было признано целесообразным продолжить работы Б.В. Бызова на заводе «Треугольник» в Петербурге, а также организовать опытную станцию на заводе «Богатырь» в Москве для проверки способа И.И. Остромысленского и С.С. Келбасинского – получение дивинила из спирта в смеси с альдегидом. Организация опытной станции началась в конце 1918 г. в недостроенном подвальном помещении завода «Богатырь». К этому времени И.И. Остромысленский эмигрировал за границу. В конце 1920 г. на станции было налажено производство дивинила из спирта и ацетальдегида.

В 1921-1922 гг. были проведены основные лабораторные роботы по выяснению промышленного значения метода И.И. Остромысленского. Выход дивинила из спирта получался всего 5-6% вместо ожидавшихся 18 %. При проверке журнальных записей работ И.И. Остромысленского и С.С. Келбасинского выяснилось, что и у них выход чистого дивинила не превышал 5-6%.

В 1921 г. зав. станцией был Л.Л. Иванов, а с 1922 г. – А.А. Сорокин. На станции были проведены опыты по полимеризации чистого дивинила, полученного из его тетрабромида, металлическим натрием, а также изготовлены из полимера резиновые изделия. Полимеризация щелочными металлами была открыта впервые Гаррисом в Германии и Мэтьюсом и Стренжем в Англии.

В 1923-1924 гг. опытная станция занялась пиролизом нефти и ее фракций.

В 1925 г. правление Резинотреста, при консультации академика В.И. Ипатьева, приняло решение работы по пиролизу нефти прекратить, так как они лишь варьировали исследования, проводившиеся в Ленинграде. Станция была переведена на изготовление ускорителей вулканизации и противостарителей для резиновых изделий.

Вопрос о целесообразности работы по синтезу каучука на заводе «Треугольник» был вновь рассмотрен управлением Резинотреста в конце 1922 г.

Специальная комиссия под председательством академика В.И. Ипатьева в составе Л.Е. Фаворского, С.В. Лебедева и др. рассмотрела ценность патентных заявок Б.В. Бызова по получению каучука из нефти, сделанных еще в 1915-1916 гг., и признала их заслуживающими интереса. Решение комиссии помогло продолжению работ Б.В. Бызова по синтезу каучука, причем на расширенной базе. Помещение опытной станции было увеличено, в штат станции были приглашены инженеры-технологи для технологического оформления процесса пиролиза нефти.

В течение ряда лет (1923-1927 гг.) опытная станция профессора Б.В. Бызова на заводе «Красный Треугольник» была единственной в Советском Союзе организацией, занимавшейся исследовательскими и опытными работами по синтезу каучука.

В начале 1926 г. Высший Совет Народного Хозяйства (ВСНХ) организовал конкурс на лучшую работу по синтезу каучука по инициативе В.И. Кравец, возглавлявшего химдиректорат ВСНХ. По условиям конкурса в нем могли участвовать как отдельные лица, так и находящиеся в СССР учреждения, предприятия и другие организации.

Условия конкурса были очень трудными. Искусственный каучук должен изготовляться из материалов, выпускаемых в СССР. Качество вулканизованных изделий из искусственного каучука должно быть не ниже качества изделий из природного каучука. Способ получения каучука должен допускать его массовое производство. Цена каучука не должна превышать средней мировой цены на натуральный каучук. Вместе с подробным описанием способа получения искусственного каучука следовало дать схему заводской установки с соответствующим расчетом, достаточным для определения приблизительной себестоимости конечного продукта. Необходимо было представить образец каучука весом не менее 2 кг для его технической оценки.

Срок представления предложений на конкурс в научно-техническое управление ВСНХ кончался 1 января 1928 г. В конкурсе, как известно, приняли участие ленинградские ученые С.В. Лебедев и Б.В. Бызов.

Профессор С.В. Лебедев в это время заведовал кафедрой общей химии Военно-медицинской Академии, вел преподавательскую работу в Ленинградском Государственном университете и руководил лабораторией химии каменного угля и нефти при химическом отделении физико-математического факультета ЛГУ.

Профессор Б.В. Бызов заведовал кафедрой технологии резины в химико-технологическом институте и руководил лабораторией и опытной станцией на заводе «Красный Треугольник», в которой проводил исследования по получению каучука из нефти.

К работе по конкурсу С.В. Лебедев привлек сотрудников возглавляемой им кафедры общей химии Военно-медицинской Академии и лаборатории Университета: А.И. Якубчик (ближайший сотрудник С.В. Лебедева на кафедре общей химии), И.А. ВиноградоваВолжинская (ассистент на кафедре общей химии, а затем помощник С.В. Лебедева в лаборатории Университета); Г.К. Кибиркштис (препаратор кафедры общей химии); В.П. Краузе и Я.М. Слободина (аспирант Университета). Были приглашены также супруги А.В. Воронова и Ф.В. Воронов, которые некоторое время работали на опытной станции завода «Богатырь».

С.В. Лебедев вместе с группой определили основное направление работы. Исходным углеводородом для синтеза каучука был выбран дивинил, как наиболее доступный продукт. Наиболее дешевым сырьем для получения дивинила являлись нефтепродукты и этиловый спирт. Исследования по получению дивинила из нефти было решено проводить в лаборатории Университета с привлечением к ее выполнению студентов, специализирующихся по химии нефти. Получение дивинила из спирта и разработку методов полимеризации дивинила было решено осуществлять силами созданной группы в лаборатории общей химии Военно-медицинской Академии. От всех участников группы требовалась напряженная, творческая работа; необходимость преодоления трудностей, связанных с изготовлением и приобретением необходимого лабораторного оборудования.