Поросль на фундаменте

По разным критериям можно оценивать прогресс человечества и в целом, и в масштабе любой, пусть даже небольшой географической области. Можно подсчитывать энерговооруженность, к примеру, в механических и электрических "лошадиных силах" на душу населения. По сравнению с временами феодальными каждый из нас нынче сказочно богат: велик табун этих "лошадей", находящихся в распоряжении любого современника. Можно оценивать баланс времени, соотнося общественно необходимые часы для поддержания жизни с часами, которые можно потратить на развлечения и самоусовершенствование. Можно обсудить не средний уровень, а пиковые достижения: покоренные вершины в технике, в биологии, в мире художественных образов и повседневных сенокосилок. Можно в качестве критерия использовать даже потребление воды или производство бумаги. В любом случае, сопоставляя эти данные с прошлым, позапрошлым и прочими веками, мы увидим несомненный прогресс, особенно в последние десятилетия. Считая по годам, чего сколько прибавилось, мы увидим, что в большинстве случаев рост экспоненциальный. По каждому критерию можно вычислить период удвоения - он получается от 5 до 25 лет.

Оставаясь в рамках чисто математического подхода к оценке прогресса, можно спорить о том, идет ли развитие по экспоненте, по степенной зависимости или по иным формулам и уравнениям. Но в любом случае приходится признать, что первые производные для большинства из этих функций положительны. Иными словами, развитие идет с ускорением. (Правда, и аппетиты растут с ускорением, но это уже частности.) Отсюда неизбежны два важных вывода. Во-первых, скорости всех процессов, технических и технологических, растут. Во-вторых, растет сопротивление среды. Все больше энергии тратим мы на то, чтобы добиться прибавки прироста нашего жизненного уровня. Куда девается эта энергия? Современная наука знает лишь один ответ: превращается в теплоту. Значит, растут и температуры работы, значит, все нужнее материалы с повышенной тепло- и термостойкостью. Вот несколько примеров, подтверждающих, что создание и применение термостойких полимеров позволяют работать экономичнее в более жестких условиях.

Начнем с сельского хозяйства. Индустриальные методы его ведения предполагают, например, строительство и эксплуатацию крупных птицефабрик. Чуть ли не самый грозный бич таких птицефабрик - эпидемии, когда инфекцию разносит вентиляция. Избежать этого, казалось бы, просто - установить на приточно-вытяжной вентиляции фильтры Петрянова. Но и сами-то фильтры нужно время от времени дезинфицировать. Стирать или обрабатывать дезраствором, а потом сушить - дело долгое, мы же договорились ускорять все операции. Проще всего проводить дезинфекцию термическим способом - паром или горячим воздухом. Значит, нужны термостойкие волокна.

Мы привыкли покупать продовольственные товары в прозрачной пленочной упаковке. В полиэтиленовых мешочках удобно транспортировать, хранить продукты. В такой упаковке их можно положить в холодильник, но, увы, не в духовку. А как было бы хорошо, если бы, скажем, утку централизованно ощипали, выпотрошили, промыли, начинили яблоками и запечатали в термостойкий пакет: купил, подержал полчаса в духовке, распечатал и наслаждайся. Экономия времени, чистота и гигиена в квартире. Оказывается, именно так все и получается, если вместо полиэтиленового пакета применить термостойкий полиэфирный.

Кстати, термостойкая или хотя бы только теплостойкая упаковка весьма облегчает жизнь не только гурманам и работникам кулинарного цеха. Полупроводниковые приборы и запчасти к ним, лекарства и химические удобрения, да и многие иные материалы и продукты (пищевые и непищевые) в стерильной и стерилизованной пленочной упаковке дольше сохраняются. Лишь бы упаковка была термостойкой - выдержала стадию термической стерилизации.

Все же надо честно признать: в быту, сельском хозяйстве, легкой и пищевой промышленности термостойкость полимеров становится необходимой. Оно и не удивительно, ведь в этих областях нашей жизни высоким скоростям, особо жестким режимам нет места. Волей-неволей приходится приспосабливаться к сравнительно медлительным биологическим ритмам, которые почти не изменились за последние 10000 лет. Разве что пожарникам для их защитных костюмов необходимы жаростойкие и огнестойкие волокна. Да еще вся бытовая электротехника требует термостойкой изоляции. Да и то не слишком жестко требует. Пока с этой ролью вполне справляются обычные гетероцепные и циклоцепные полимеры.

Но стоит обывателю (в хорошем смысле этого слова) выйти из дому и приобщиться к благам современной цивилизации, хотя бы в форме общественного транспорта, как сразу возникает острая потребность в более термостойких полимерах. Скоростной трамвай, скоростные поезда, скоростная авиация... Нагрев обшивки трением о воздух столь велик, что без специальной теплоизоляции - а это термостойкий пенопласт - температура в салоне доходила бы до +150° С! Сауна вместо салона. А при торможении мы снова превращаем всю кинетическую энергию в тепловую - значит, необходимы термостойкие тормозные колодки, нужны термостойкие покрышки и т. п. Тем более невозможны были бы полеты в космос. Любая металлическая ракета просто-напросто сгорела бы в плотных слоях атмосферы. Выход прост: пожертвовать поверхностным слоем ракеты, сделав его из термостойкого полимера. Пусть он обгорает, но постепенно, слой за слоем, пока ракета не выйдет в разреженную стратосферу. Такая защита называется абляционной, от латинского "абляцио", что значит "отнятие".

Еще нужнее и полезнее оказались термостойкие полимеры в области металлообрабатывающего инструмента. Прежде всего для приклеивания твердосплавных или керамических режущих кромок к оправкам резцов и фрез. Кроме того, для изготовления шлифовальных и режущих алмазных дисков. Эти диски делают прессованием смеси алмазного порошка с термостойким полимерным связующим. Кстати, примерно таким же методом теперь изготавливают и алмазные буровые колонки, и алмазный инструмент для бормашин, для стоматологических кабинетов.

Раз уж речь зашла о бурении, к месту вспомнить, что для улучшения рабочих свойств буровых растворов к ним добавляют полимерные присадки. Ну а поскольку с углублением в недра Земли температура повышается примерно на 3° каждые 100 м, подсчитайте сами, каким уровнем термостойкости должен обладать полимер, применяемый при бурении, скажем, семикилометровых скважин в Тюменской области или десятикилометровой на Кольском полуострове.

На всех этих примерах можно увидеть общую закономерность. Благодаря термостойким полимерам и в большинстве случаев только благодаря им удается повысить прочность инструмента и изделий; повысить устойчивость их к действию окружающей среды, зачастую весьма агрессивной; повысить в конечном счете производительность труда в самых разных областях человеческой деятельности. От кулинарии (прокладки и необжигающие пластмассовые ручки для кастрюль-скороварок) до радиоэлектроники (монтаж микросхем на изолирующих печатных платах).

Термостойкие полимеры - один из наиболее выразительных примеров того, как фундаментальные исследования спустя некоторое время, преодолев инерцию промышленности и сознания потребителей, начинают приносить пользу. Приведенные примеры и еще сотни не приведенных - это обильная и живучая поросль на фундаменте теории термостойкости полимеров. Поросль эта уже сегодня настолько разрослась, что порою под ней не видно самого фундамента. Но он настолько глубок и обширен, что можно с уверенностью сказать: будут здесь исполины, столетние дубы и баобабы.