Константин Пиотровский - Сергей Лебедев

По возвращении в Россию Сергея Васильевича ожидала напряженная научная деятельность. А. П. Остроумова-Лебедева в своих воспоминаниях отмечает, что «осень 1906 года, после нашего возвращения в Россию, надо считать началом его интенсивной научной работы, которую он продолжает со все возрастающим темпераментом и жаром до самой смерти. Работа, работа, работа. Вся жизнь прошла в работе».

По совету А. Е. Фаворского Сергей Васильевич выбирает для своих новых исследований процесс полимеризации непредельных соединений.

На реакции полимеризации — одной из интереснейших реакций органической химии — надо остановиться особо. Особенно легко осуществляется процесс полимеризации непредельных соединений, то есть органических соединений, в которых углеродные атомы соединены между собой не одной, а двумя или тремя валентностями, или, как принято говорить в химии, «имеют в своей структуре двойные или тройные связи». Молекулы непредельных соединений способны вступать не только в разнообразные реакции со многими классами химических соединений, но и реагировать между собой. А это и есть сущность процесса полимеризации, и осуществляется он именно, за счет имеющихся в непредельных соединениях двойных и тройных связей. В результате последовательных актов присоединения из исходного непредельного соединения (часто называемого мономером) получается новое высокополимерное вещество, построенное из большого количества звеньев мономера. Полученный продукт называют полимером. В то время как мономерные вещества в большинстве случаев являются жидкостями или газами, полимер в подавляющем большинстве случаев — твердое вещество.

Каждый читатель еще в младших классах школы узнает, что любое тело в зависимости от температурных условий существует в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Так же хорошо известно и то, что при одной и той же температуре и одном и том же давлении каждому телу присуще определенное агрегатное состояние. Например, вода при атмосферном давлении при низких температурах находится в твердом состоянии в виде льда, в интервале температур от 0 до 100° является жидкостью, а по достижении температуры 100° превращается в пар.

Каждое агрегатное состояние характеризуется определенным комплексом свойств. Для газообразного состояния характерна упругость, для жидкого состояния — текучесть и способность принимать любую форму, а для твердого состояния — высокая прочность. В высокополимерах же (так называются полимеры, состоящие из очень большого числа исходных «звеньев») в широком интервале температур одновременно могут проявляться свойства, характерные для газообразного, жидкого и твердого состояния. Так, например, изделия из каучука — этого типичного представителя высокополимерных веществ, — резиновые изделия, обладают высокой упругостью (свойство, присущее газу), могут принять под действием силы любую форму (свойство, присущее жидкости) и обладают высокой прочностью (свойство, присущее твердому телу). Такое сочетание свойств высокополимеров делает их неоценимо полезными для человека. Как известно, к классу высокополимерных (или высокомолекулярных) веществ относятся различные волокна, пластмассы и каучуки, без которых очень трудно представить нашу современную жизнь.

К началу XX века процессы превращения низкомолекулярных веществ в высокополимеры не только не были еще освоены техникой, но даже не имели и достаточного научного обоснования. Один из крупнейших современных специалистов в области высокополимеров, Герман Марк, откровенно признавался, что «гигантские молекулы долгое время не представляли для химиков особого интереса. У классической органической химии было достаточно интересных и важных задач. Однако в 20-х годах нашего века изучение таких крупных молекул, как целлюлоза и каучук, уже стало казаться привлекательным».

В России проблема полимеризации завоевала себе признание значительно раньше.

Превращения различных непредельных соединений в полимерные продукты привлекали внимание еще А. М. Бутлерова, исследования которого впервые пролили свет на механизм процесса превращения изобутилена под действием серной кислоты в полимерные формы.

В дальнейшем вопросами полимеризации занимались ученики Бутлерова, причем некоторые из них добились в этой области сравнительно многого (например, И. Л. Кондаков, на работах которого мы остановимся дальше), и если они не сумели достичь заметных результатов, то лишь потому, что не были поддержаны всем фронтом тогдашней химической науки: другие выдающиеся представители бутлеровской школы — Марковников, Зайцев, Вагнер, Львов, Фаворский и Арбузов, охотнее развивали в своих работах иные стороны многогранного направления исследований своего учителя.