Лаборатория успеха. Главные изобретения самой успешной химической компании мира

DuPont — одна из крупнейших химических компаний в мире, ведущая свою историю еще со времен Наполеона. Это семейное предприятие, выпустившее множество революционных материалов, таких как кевлар, тефлон, целлофан, нейлон, лайкра и многие другие. Впрочем, сначала в DuPont не думали заниматься революционными открытиями в области химии — история компании начиналась с простого порохового завода.

Порох

Первый пороховой завод Элетера Дюпона в США

История концерна началась в 1802 году, когда французский эмигрант Элетер Дюпон основал в американском штате Делавэр небольшое предприятие по производству пороха. Элетер был очень талантливым ученым: свою первую работу, посвященную изготовлению пороха, он написал еще в 14 лет, и это неудивительно, учитывая, что его наставником в детстве был великий французский химик Антуан Лавуазье.

Предприятие получило название E.I. du Pont de Nemours, сократившееся позднее до более простого DuPont. Порох по тем временам был исключительно ходовым товаром, и компания быстро пошла в гору. Через каких-то 20 лет концерн стал монополистом в этой области, превратившись в официального поставщика пороха для правительства США.

В 1857 году компания запатентовала новый вид пороха, который получил название взрывного, а позднее на рынке появился и динамит, основным производителем которого также стал концерн семьи Дюпон.

Впрочем, все это не более чем предыстория. К современной производственной деятельности компании динамит и порох имеют отношение достаточно отдаленное: в конце XX века от взрыва на заводе погиб глава предприятия Ламмот Дюпон, и новое руководство DuРont решает сменить курс и переориентироваться с военно-промышленного производства на исследовательскую деятельность. Рядом с пороховой фабрикой в штате Делавэр появляется первый научно-исследовательский центр, из которого впоследствии выйдет огромное количество революционных материалов. DuPont нанимает в штат лучших химиков страны, предлагая условия лучше, чем в большинстве исследовательских университетов, и результаты не заставляют себя ждать.

Целлофан

Однажды в 1900 году химик и инженер Жак Бранденбергер обедал в ресторане, и один из его коллег неловким движением опрокинул бокал красного вина на белоснежную скатерть. Пока официант менял скатерть, у Бранденбергера в голове родился план, как можно было бы защитить скатерть от подобных инцидентов. Ученый предположил, что, обработав ткань вискозой, можно сделать ее водоотталкивающей. Однако эксперимент потерпел неудачу. Высохнув, покрытая вискозой ткань огрубела и плохо сгибалась. К тому же покрытие оказалось непрочным: оно отслаивалось в виде тонкой прозрачной пленки. Эта пленка заинтересовала Бранденбергера. Прозрачная, как стекло, но гибкая и прочная, она не пропускала воду, но впитывала ее и пропускала водяной пар. Материал выглядел столь многообещающе, что Бранденбергер потратил несколько лет для разработки метода его промышленного производства.

В 1912 году Бранденбергер основал компанию La Cellophane (от французских слов cellulose — целлюлоза и diaphane — прозрачный) для промышленного выпуска нового материала. Однако ни о какой массовости речь не шла — целлофан был недешев и использовался разве что в качестве упаковки для дорогих подарков.

В 1923 году Бранденбергер передал права на выпуск целлофана в США компании DuPont, и это решение оказалось судьбоносным. Через несколько лет сотрудник американской компании Хейл Черч, перепробовав более 2500 различных вариантов покрытий, смог устранить основной недостаток материала, сделав его непроницаемым не только для воды, но и для водяного пара. Это открыло целлофану широкую дорогу в пищевую промышленность. К концу 1930-х годов DuPont получал 25% прибыли от продажи целлофана, и только с появлением полиэтилена в 1960-х этот материал перестал быть лидером рынка. Но и сейчас прозрачные полиэтиленовые пакеты часто по привычке называют целлофановыми.

Нейлон

В 1934 году компания DuPont изобрела синтетическое шелковое волокно для изготовления женских чулок — нейлон. Изобретателем нейлона считается Уоллес Хьюм Карозерс, но, возможно, что открытие нейлонового волокна на самом деле является заслугой другого работника компании DuPont. Джулиан Хилл также потратил немало времени на разработку процесса создания длинного волокна, имитирующего структуру шелка, на основе углеродного полимера. Карозерс, который предположительно страдал от серьезного биполярного расстройства, в 1937 году покончил жизнь самоубийством, и после его смерти компания приписала заслугу изобретения нейлона именно ему. Ранее Карозерс разработал процесс создания синтетического каучука неопрена.

Нейлоновое волокно и нейлоновые чулки были представлены вниманию общественности в 1939 году на Всемирной выставке в Нью-Йорке. В этом же году началось коммерческое производство нейлоновых чулок, которое продолжалось до 1940 года. В США в первый же день появления в продаже нейлоновых чулок было продано 72 тыс. пар, а за первый год — 64 млн пар.

В конце 1941 года чулки исчезли из продажи. США вступили во Вторую мировую войну, и Комитет военно-промышленного производства распорядился пустить имеющиеся запасы нейлона и шелка на военные нужды. Нейлон использовали для изготовления парашютов, палаток, веревок, формы и даже шин. Нейлоновые чулочные изделия, которые прежде продавались по полтора доллара за пару, теперь можно было приобрести на черном рынке за $10. После окончания войны, в 1945 году, нейлоновые чулки снова появились в продаже.

Сегодня нейлон используется для производства множества продукции, включая баскетбольные корзины, ковровое покрытие, одежду, лески, струны для гитары и других музыкальных инструментов, хирургические нити, струны для теннисных ракеток, обивочный материал для автомобилей и многое другое.

Фреон

В рефрижераторах вплоть до 1929 года в качестве хладагентов использовали токсичные газы, такие как аммиак, хлористый метил и диоксид серы. В 1920-х произошло сразу несколько инцидентов с летальным исходом из-за утечки хлористого метила из рефрижераторов, что вызвало шквал отказов от этой техники. Совместными усилиями три американские корпорации — Frigidaire, General Motors и DuPont начали искать менее опасный способ замораживания.

В 1928 году Томас Мидгли-младший с помощью Чарльза Франклина Кеттеринга изобрели "чудо-соединение", которое они решили назвать "фреон". Фреон представляет собой соединение различных хлорфторуглеродов. Фреон бесцветный, без запаха, негорючий, неокисляющийся газ или жидкость.

В 1930 году General Motors и DuPont сформировали совместную компанию для производства фреонов. К 1935 году компания Frigidaire и ее конкуренты продали 8 млн новых холодильников в Соединенных Штатах, сделанных с использование фреона. В 1932 году корпорация Carrier впервые использовала фреон в первом бытовом кондиционере.

Впрочем, вскоре выяснилось, что фреон страшно вреден для окружающей среды. Были опубликованы исследования американских ученых, доказывающие, что именно этот газ виновен в возникновении обнаруженной в 1957 году озоновой дыры. Потребительские организации начали призывать обывателей бойкотировать аэрозольные дезодоранты, "зеленые" пикетировали химкомбинаты, государства подписывали пакты о снижении применения фреоносодержащих веществ. В 1990 году в отношении фреона было введено полное торговое эмбарго.

Кевлар

В 1964 году в Dupont пытались разработать прочные, но легкие полимерные нити, которые могли бы заменить тяжелый стальной корд в автомобильных шинах (в целях экономии топлива). Группа Стефани Кволек работала с полиарамидами. Полимерные волокна обычно изготавливаются путем прядения при выдавливании расплава через тонкие отверстия — фильеры. Кволек удалось подобрать растворитель, но раствор был мутно-опалесцирующим и по своему виду напоминал самогон (вместо того чтобы быть прозрачным и густым, как патока). Инженер-прядильщик категорически отказался заливать подобную гадость в машину из-за риска засорить тонкие фильеры. Стефани с большим трудом уговорила его попробовать вытянуть нить из такого раствора. К всеобщему удивлению, нить прекрасно вытягивалась и была исключительно прочной. Полученную пряжу отправили на тестирование. Когда Стефани Кволек увидела полученные результаты, она решила, что прибор сломался, — столь высокими были цифры. Однако повторные измерения подтвердили феноменальные свойства материала: он в несколько раз превосходил сталь по прочности на разрыв.

Структура кевлара напоминает цепь: концы молекул плотно соединены друг с другом, что придает волокнам уникальную прочность — он в несколько раз превосходит сталь в прочности на разрыв.

Изначально кевлар был создан для армирования автомобильных шин, позже его начали использовать для производства бронежилетов. Сегодня сфера применения этого материала довольно широка — из него делают детали автомобилей, самолетов, спортивное снаряжение, тросы.

По материалам: istoriiuspehov.ru, furfur.me,
popmech.ru, interlinks.ru