в каком году изобрели полиэтилен
История создания полиэтилена
На сегодняшний день именно полиэтилен является самым массовым химическим соединением, используемым при производстве упаковочных материалов, разнообразной тары, оплеток проводов и т.п. Несмотря на то, что постоянно появляются и внедряются в промышленное производство все новые и новые материалы синтетического происхождения, полиэтилен не только не утрачивает свою роль, но и укрепляет свои позиции.
Первые неудачные попытки полимеризации этилена
С точки зрения химии полиэтилен представляет собой не что иное, как продукт полимеризации этилена. Попытки осуществить этот процесс предпринимались некоторыми русскими учеными с мировым именем, например, Александром Михайловичем Бутлеровым, Гавриилом Гавриловичем Густавсоном. Последний в 1884 году пытался синтезировать полиэтилен с использованием в качестве катализатора бромистого алюминия, однако должной степени полимеризации ему достичь не удалось: полученное вещество имело низкомолекулярный состав и жидкую консистенцию.
Полиэтилен: изобретен волею случая
Первый «полноценный» полиэтилен удалось получить немецкому химику Гансу фон Пехману в 1898 году, причем интересно, что это событие произошло совершенно случайно. Дело в том, что он при проведении своих опытов нагрел диазометан, в результате чего на дне пробирки появилось воскообразное вещество. Пехман с коллегами исследовали его и обнаружили достаточно длинные цепочки соединения СН2. Немецкие ученые назвали субстанцию полиметиленом и не придали своему нечаянному открытию никакого особого значения.
Первый промышленный полиэтилен
Тот полиэтилен, который практически идентичен современному, выпускаемому промышленными предприятиями, был синтезирован в 1933 году английскими учеными Реджинальдом Джибсоном и Эриком Фоссетом — сотрудниками исследовательского центра химической компании Imperial Chemical Industries (ICI). В процессе своих экспериментов по воздействию высоких давлений на различные газы они обратили внимание на то, что некоторые части применяемого для этого оборудования покрылись веществом, похожим на парафин. Повторить полученный эффект они, правда, не смогли, зато в 1935 году это удалось сделать Майклу Перину. Именно он создал технологию, которая стала основой того процесса, который по сей день используется при промышленном производстве полиэтилена.
Разновидности и применение полиэтилена
Все то полиэтиленовое сырье, которые сейчас выпускается профильными химическими предприятиями, подразделяется на три вида:
Изначально этот материал использовался для изоляции электропроводов, а в 1940 году его стали применять для создания изоляции проводов радиочастотных. Тару и упаковку из полиэтилена в значительных объемах начали выпускать в средине прошлого века.
Король пластиков: кто и как придумал полиэтилен
Его открывали дважды и оба раза — совершенно случайно. Впервые получил этот материал нагреванием диазометана немецкий химик Ганс фон Пехман в 1898 году. Тогда он просто не обратил внимания на неожиданный результат своего эксперимента — воскоподобный остаток на дне пробирки. Второй раз полиэтилен открыли Реджинальд Гибсон и Эрик Фосетт, химики британской компании ICI. Подразделение, в котором они работали, занималось исследованием новых химических реакций, протекающих в условиях высоких давлений. 27 марта 1933 года Гибсон и Фосетт закачали в реакционную емкость смесь этилена и бензальдегида под давлением 1900 атм и при температуре 170 °C. Внезапно давление в емкости упало — оказалось, что газы превратились в твердое белое вещество, полимеризованный этилен. Но попытки повторить эксперимент заканчивались большей частью громкими неудачами — взрывом и разложением на водород и углерод. Устойчиво воспроизвести условия получения полиэтилена не удавалось, и руководство компании, опасаясь, что однажды дело не ограничится облаком сажи, закрыло проект.
Через два года глава исследовательского подразделения ICI Майкл Перрин решил разобраться в опытах Гибсона и Фосетта. Ему улыбнулась удача: первый же эксперимент завершился не взрывом, а образованием полиэтилена. А вот последующие опять показали, сколь неуловимым может быть новое вещество. Загадку смог разрешить химик из Оксфорда Пол Хиншелвуд, который обнаружил неучтенный фактор — взаимодействие с кислородом. Баллоны для наполнения газами в те времена было принято сдавать с открытыми вентилями, и в них оставалось небольшое количество воздуха. В результате концентрация кислорода в газовой смеси значительно варьировалась в разных баллонах. А реакция полимеризации оказалась чувствительна не просто к наличию, а именно к нужному количеству кислорода — если его было мало, полиэтилен не образовывался, если слишком много — разлагался со взрывом. Гибсон, Фосетт и Перрин оказались невероятно удачливыми — они брали баллоны именно с нужной концентрацией кислорода. После обнаружения этого факта остальное стало делом техники, и через несколько лет было налажено промышленное производство полиэтилена.
Первым его применением стало использование в качестве электрической изоляции проводов. Впрочем, материал оставлял желать много лучшего — он был мягким и легкоплавким, пока немецкий химик Карл Циглер не разработал катализаторы для получения полиэтилена высокой плотности. С этого момента новый материал начал свое победное шествие, став самым массовым в мире пластиком: ежегодно производится около 80 миллионов тонн полиэтилена.
История полиэтилена: неожиданное рождение пластикового пакета
Случайному открытию немецкого ученого мы обязаны пакетами, которые стали бичом современного общества. Репортаж Роба Шарпа о юбилее, который мир не будет праздновать.
В конце XIX века немецкий ученый Ганс фон Пехманн обнаружил на дне пробирки похожий на воск осадок. Он и не догадывался о важности этого материала. Ему не дано было узнать, что эта субстанция – предтеча того, из чего сегодня делается тара для шампуней, упаковка для бутербродов и оплетка для проводов. Совершенно случайно он создал полиэтилен, один из самых противоречивых и широко распространенных материалов в мире.
Продукт, полученный фон Пехманном в 1899 году, был практически идентичен современному аналогу. Двое коллег Пехманна – Ойген Бамбергер и Фридрих Тширнер – назвали его полиметиленом. Но, в отличие от полиэтилена, который достаточно легко приспособить для производства как особо прочных пластиков, так и киноленты, это вязкое смолистое вещество практического применения не нашло. Из него мало что делали.
Подобно будущим горам пластиковой упаковки, результаты эксперимента фон Пехманна были надежно погребены. И лишь через 34 года ими воспользовались люди, которые официально считаются изобретателями полиэтилена. Но сегодня, в 75-ю годовщину этого открытия, не будет шествий с серпантином в честь изобретателя проклятого пластика. Вследствие не так давно начавшегося движения за искоренение пластиковых пакетов люди, скорее всего, предпочли бы забыть это событие.
Два года спустя в I CI были созданы мощности для промышленного производства полиэтилена, а вскоре после этого он был использован в производстве телефонного кабеля, впервые опоясавшего земной шар. Во время Второй мировой войны полиэтилен боготворили как критически важный компонент для производства радаров. И лишь в период расцвета британских супермаркетов, который пришелся на 1950-е годы, этот материал вошел в массовое употребление. Вклад этих магазинов в распространение полиэтилена с тех пор постоянно навлекает на них критику.
Субстанцию получают из сырой нефти посредством так называемого «крекинга». В результате образуются продукты двух основных форм: «твердые» и «мягкие». Полиэтилен первой разновидности используется для покрытия труб и изготовления топливных баков, второй – для производства оболочки для колбасы и изоляции телевизионного кабеля. Великобритания пропускает через себя в общей сложности 1,6 млн тонн полиэтилена обоих видов в год. Отсюда горы мусора.
Эта экологическая проблема нагляднее всего проявляется в том произволе, который царит в сфере утилизации пластиковых пакетов. В среднем за год продается около 13 млрд пакетов. Как правило, их используют всего лишь 20 минут, после чего выбрасывают, а ведь для полного разложения полиэтилена требуется колоссальный период времени – 1000 лет.
История развития полиэтиленовой упаковки (1 фото)
Ученые работали в химическом тресте ICI и могли пользоваться самым современным на тот момент лабораторным оборудованием. Как-то раз, экспериментируя с газами под высоким давлением, исследователи обнаружили, что некоторые элементы оборудования словно покрылись парафиновой смазкой. Это и был полиэтилен. Фосет и Гибсон живо заинтересовались данным явлением, словно предчувствуя какое великое будущее ему уготовано.
Внимательно изучив свойства полиэтилена, ученые сошлись на мнении, что это идеальный материал для производства телефонных кабелей: прочный, гибкий, устойчивый к коррозии и достаточно дешевый. Спустя всего два года в компании ICI уже были подготовлены мощности для изготовления полиэтилена в промышленных масштабах.
Еще до Второй Мировой войны телефонные кабели на основе полиэтилена впервые смогли соединить континенты и опоясать планету. Благодаря этому полиэтилен сразу снискал славу сверхважного, прогрессивного и очень полезного материала, который применяется для решения самых актуальных задач, стоящих перед человечеством. Эта репутация еще более укрепилась в период Второй Мировой, когда полиэтилен активно использовался при производстве мощных военных радаров.
Незаменимый в торговле и быту
Следующей важной вехой в истории полиэтилена стали 50-е годы 20 века. На этот период пришлось бурное развитие супермаркетов в Великобритании и США. Именно тогда и появляется знаменитый полиэтиленовый пакет для фасовки хлеба. Впервые он был изготовлен в 1957 году в США.
Благодаря своей дешевизне и отличным функциональным свойствам, полиэтиленовая фасовка быстро снискала признание как со стороны продавцов, так и со стороны покупателей. Полиэтилен начал быстро теснить традиционные бумажные пакеты. Уже к 1966 году до трети всех хлебобулочных изделий в Америке упаковывались именно в полиэтилен.
Но как говорится: «не хлебом единым». Вскоре мода на полиэтиленовую фасовку приобрела повальный характер и распространилась практически на все виды продуктов и товаров массового потребления. Вначале модное веяние распространилось в США, а затем его подхватили и в странах Старого Света. Постепенно полиэтилен становится незаменимым элементом быта для всех слоев населения.
В 70-х годах производство полиэтиленовых пакетов в странах Западной Европы стремительно нарастает, достигнув 11,5 миллионов штук в год. И это только начало! На заре 80-х годов был изобретен знаменитый пакет-майка, конкуренцию с которым не смогли выдержать ни основательные хозяйственные сумки, ни легковесные бумажные пакеты. И уже к середине 90-х полиэтиленовые пакеты захватили 80 % рынка упаковки.
Неутихающие споры
Долгое время изобретение полиэтилена воспринималось человечеством как великое благо, которое значительно облегчило жизнь людей, а также способствовало прогрессу и развитию технологий. Однако повсеместное распространение полиэтиленовых пакетов, проникновение их во все сферы нашей жизни породило определенные проблемы. Прежде всего, это ситуация с утилизацией полиэтиленовых пакетов. Экологи приводят красноречивые цифры:
ежегодно в мире продается около триллиона пакетов из полиэтилена;
средний срок использования людьми такого пакета – всего 20 минут, после чего пакет выкидывается;
при этом для полного разложения полиэтилена требуется около 1000 лет.
В связи с чем защитники окружающей среды рисуют апокалиптические картины будущего: земной шар, погребенный бесчисленными горами полиэтиленового мусора…
Впрочем, эксперты не склоны обвинять полиэтилен во всех грехах. За свою историю данный материал сослужил людям хорошую службу. Это прочная, надежная, долговечная, недорогостоящая основа для проводов, канализационных труб, тары и многих других технологий. Не стоит забывать также, что именно полиэтиленовые пакеты во многом обеспечили гигиеническую безопасность населения.
Специалисты также отмечают экологические преимущества полиэтилена. Например, то, что при производстве данного материала затрачивается минимальное количество энергии, при этом не используются природные материалы растительного или животного происхождения.
Проблема загрязнения окружающей среды вызвана не столько полиэтиленом, сколько низкой потребительской культурой населения, а также неразвитой инфраструктурой утилизации и переработки полиэтиленового мусора. При правильном подходе полиэтиленовая упаковка не причиняет никакого вреда природе, поскольку после использования потребителем оперативно отправляется на мусороперерабывающий завод.
Интересные факты о полиэтилене
— Каждую минуту в мире используется около 1 миллиона полиэтиленовых пакетов.
— Ежегодно на планете Земля производится примерно 60 млн тонн полиэтилена.
— 80% производимых в мире полиэтиленовых пакетов потребляют страны Западной Европы и США.
— Пакет-майка в 3 раза тоньше человеческого волоса, при этом способен выдержать вес до 10 кг.
— Полиэтилен прорвался даже на мировые подиумы, став материалом для шитья одежды «от кутюр».
Статьи компании Паклэнд
История создания полиэтилена
Полиэтилен, как и многие великие открытия и изобретения, перевернувшие мир, был обнаружен случайно. Предысторией создания этого вещества был диазометан, изобретенный за 4 года до полиэтилена Гансом фон Пехманном.
Диазометан – это вредное и даже ядовитое вещество, которое само по себе никакой ценности не предоставляло, так вот экспериментируя над ним 1899 году немецкий инженер заметил на дне стеклянного сосуда некое воскообразное вещество белого цвета. Ганс назвал его полиметиленом, хотя название и не меняет структуры вещества, по сути это был полиэтилен. Справедливости ради надо отметить, что к его изобретению приложили руки и русские ученые: сначала Александр Бутлеров изучал процесс полимеризации этилена (пречем задолго до Пехманна в 1873 г.), а затем Густавсон, которого несмотря на нерусскую фамилию звали Гавриилом, получил некое подобие полиэтилена в 1884 г. Очень жаль, но в дальнейшей разработке этого веществе русские ученые уже не участвовали, несмотря на то, что именно они делали первые шаги на пути к открытию полиэтилена.
В начале XX века изобретенный полиэтилен не нашел своего применения и был забыт более чем на 30 лет. Но когда он действительно понадобился для электрических кабелей он был открыт вновь и, как бы это иронично не звучало, вновь случайно.
Крупная компания ICI, даже в свое время лидер химической промышленности, в силу своих имперских амбиций широко занималась исследованиями в области химии. Два ее сотрудника Эрик Фосет и Реджинальд Гибсон проводили испытания над газами под высоким давлением. Однажды в результате таких опытов на дне колбы они получили вещество похожее на парафин, не придав при этом ему особого значения. Со временем они пытались синтезировать его заново, но у них так ничего не получилось.
Лишь через 2 года после вышеописанных опытов Перрин Майкл, также сотрудник ICI, сумел изобрести технологию, которая позволяла производить полиэтилен в промышленных масштабах. Произошло это в 1939 году и во время Второй мировой войны использование полиэтилена расширилось.
Однако настоящий расцвет производства полиэтилена приходится на 50-е годы, когда стали появляться супермаркеты. Продукты, покупаемые там легко и удобно было складывать в полиэтиленовые пакеты.