Случайное открытие. Как изобрели тефлон?

Вначале был холодильник. А в холодильнике был хладагент. И этот самый хладагент с самого начала, от возникновения холодильника и до наших времен, учёные пытаются улучшить…

В середине XIX века в Америке первая охлаждающая машина (ещё не холодильник) в качестве хладагента использовала воздух. Работала эта охлаждающая машина крайне не экономично. Потом в качестве хладагента работали различные эфиры, аммиак и диоксид серы, что в случае разгерметизации гарантировало и отравления, и дикую вонь. Потому в те далекие времена домашние холодильники и были большими раритетами.

Их производство началось в США с 1920 годов. Но эти холодильники были источниками химической опасности в квартире. И лишь в конце 20-х годов был изобретен и запатентован первый фреон. Исследования показали, что хлорфторуглероды являются отличными хладагентами. И теплоёмкие, и химически инертны. Попробуй, вдохни диоксид серы! А фреон можно вдохнуть без вреда для организма. Но лучше всё же скорее выдохнуть – дышать им нельзя.

В 30-е годы концерн Дюпон ввёл в обращение хладагент фреон (тетрафтордихлорэтан), который используют и в наше время.

Его тоже пытались улучшить. Собственно, исследование фреонов продолжается и по сей день. Изменяются характеристики компрессоров, изменяются требования заказчиков. И то и другое требует новых хладагентов – или даёт возможность вернуться в работу каким-нибудь старым хладагентам. Так, жутко вонючий аммиак, делающий каждую разгерметизацию контуров хладагента похожей на газовую атаку, по некоторым современным экологическим нормам превзошёл великолепно инертные и безопасные фреоны – и стал применяться в некоторых случаях в холодильной промышленности.

А в начале 30-х годов исследования фреонов и попытки улучшить формулу фреона шли полным ходом. Патентом на фреон-114 (тетрафтордихлорэтан) обладала фирма Frigidaire, которая его производила и поставляла производителям холодильников. В конце 30-х фирма DuPont повела исследование в этом направлении. Одно из направлений работы по синтезу новых хлорфторуглеродов из соляной кислоты и тетрафторэтилена (ТФЭ) вёл молодой ученый Рой Планкетт.

ТФЭ заготовили заранее, закачали под большим давлением в специальные баллоны и, пытаясь уменьшить давление, дабы эти баллоны не взорвались, хранили эти баллоны в сильно охлаждённом виде – в контейнерах с сухим льдом. 6 апреля 1938 года подошло время для эксперимента по получению нового фреона. Баллон подключили к реакционной установке, открыли вентиль… А баллон оказался почти пуст – газ не пошёл. С остальными баллонами случилось то же. Эксперимент сорван, исследования приостановлены…

Взвесив баллон, исследователи установили – газ никуда не делся. Баллон весит примерно столько же, сколько он весил с газом. Один баллон молодой учёный решил распилить и увидел внутри него белое парафиноподобное вещество. Тетрафторэтилен полимеризовался, образовав политетрафторэтилен (впоследствии названный тефлоном). Оказалось, что полимеризация идёт при большом давлении и охлаждении, в присутствии железа – как катализатора.

1 июля 1939 г. была подана патентная заявка. Сразу после изобретение было засекречено – шла война, начинался атомный проект. В сложнейшей задаче по отделению Урана235 от Урана238 тефлон сыграл огромнейшую роль. Уран в соединении с фтором образовывал газ, который под давлением пропускали через различные мембраны – и потихоньку обогащали исходное сырье.

Обрабатываемый газ был донельзя едким и ядовитым. Но трубы и прочее оборудование было покрыто только что открытым политетрафторэтиленом, что и позволило произвести обогащение урана. Так что можно сказать, что в получении атомной бомбы тефлон сыграл неоценимую роль.

Закончилась война, настало мирное время. Некогда секретный материал нашёл применение в промышленности. Француз Марк Грегуар, намучившись с раскладной удочкой, всё время заедавшей при сборке и разборке, придумал покрыть тефлоном узлы сборки. Заедать удочка перестала. Его жена Колетта, услышав про его успехи с удочкой, потребовала смазать «этим» сковородку – чтобы рыба не пригорала. Марк попробовал. Результат его настолько обрадовал, что вскоре появилась фирма «Тефаль» (та, что до сих пор «всегда думает о нас»). Сначала фирма выпускала только сковородки, покрытые тефлоном, но постепенно номенклатура непригорающей посуды сильно расширилась.

Вот так тефлон прошёл путь от случайного открытия – к триумфальному шествию по планете посуды с антипригарным покрытием.