|
Из многих отраслей промышленности,
пожалуй, ни одна не развивалась так быстро, как производство пластических
масс. Если мировое производство пластмасс в 1947 г. составляло 870
тыс. т, то уже через 10 лет оно достигло 4 млн. т. В 1980 г. мировой выпуск
полимерных материалов, по подсчетам ученых, составит ориентировочно 30—40
млн. г {23—30 млн. м3) или почти столько же, сколько сейчас производится
стали (около 40 млн. м3).
Столь быстрое развитие производства пластических масс
объясняется следующими их преимуществами: малый удельный вес (от 0,9 до 2,2);
химическая стойкость; механическая прочность; диэлектричность; ценность
материала для оптической промышленности, машиностроения, строительной техники
и др.; разнообразие методов изготовления — простое литье, прессование,
выдавливание и т. д.; отличный внешний вид.
Высокая экономическая эффективность пластмасс позволяет
снизить капитальные затраты в 3—6 раз по сравнению с затратами для
производства, соответствующими количеству цветных металлов.
Основным сырьем для производства многих пластмасс являются
феноло-формальдегидные смолы. В ряде случаев применяется дорогое и дефицитное
сырье из пищевых продуктов. Определенная группа пластмассовых изделий
изготовляется из белковых веществ животного происхождения (молочный казеин,
альбумин крови и т. д.). Опыты показали, что в качестве дешевого сырья для
пластмасс на основе белковых веществ может быть использован избыточный
активный ил,
Главной составной частью белковых веществ (протеинов)
является азот. В процессе производства он претерпевает длинный путь изменений
и реакций; в результате из элементарного азота с атомным весом 14 образуется
сложнейший протеин с молекулярным весом, достигающим 200 ООО.
Активный ил характеризуется весьма большим содержанием
общего азота, входящего в состав белка. В органической части активного ила
находится до 62% белка. Белок из активного ила выделялся в результате
обработки ила слабым щелочным раствором с последующей нейтрализацией
белкового раствора! Полученный таким образом препарат содержит около 13%
общего азота и большое количество фосфора.
Продукты гидролиза характеризуют белок активного ила как
нуклепротеид с большим содержанием фосфора (до 1,8%). Это содержание в два
раза больше, чем содержание фосфора в казеине.
По инициативе С. Н. Строганова в 1939 г. были произведены
опыты по использованию активного ила в качестве белкового сырья для
пластмассовых изделий. Из активного ила извлекалось от 10 до 20% бактерийного
белка, весьма своеобразного и во многом отличающегося от обычных растительных
белков и казеина.
Избыточный активный ил после механического обезвоживания и
термической сушки с влажностью 10% перемалывается и в таком виде поступает на
завод пластмассовых изделий.
Пробные изделия из пластмассы на базе активного ила
изготовлялись заводом «Моспластмасс». Ассортимент ограничивался предметами,
не соприкасающимися с водой (пуговицы, пряжки, чернильницы, пепельницы,
пудреницы, шкатулки, декоративные блюда, радио- и электротехнические детали,
телефонные аппараты, трубки, граммофонные пластинки, домино, шашки, шахматы и
т. п.).
Экономическая целесообразность использования активного ила
как сырья для пластмассовых изделий очевидна и весьма заманчива.
По данным С. Н. Строганова, стоимость сушильного цеха на 5
т/сутки определена в 200 тыс. руб.; продажная стоимость 1 т сухого белкового
ила составляет 250 руб. Если эксплуатационные расходы вместе с
амортизационными отчислениями принять 70 руб. за 1 г, то чистый годовой доход
такой установки составит 5 • 360 (250 - 70) = 342 000 руб.
Таким образом, доходы от термической установки, в случае
использования сухого активного ила в качестве белкового сырья для
пластмассовых изделий, покрывают расходы на строительство цеха термической
сушки в течение одного года эксплуатации установки.
Только московские станции аэрации при термической сушке
активного ила как сырья для пластмассы могут дать до 150 т белкового продукта
в сутки. Это может заменить денные белки растительного и животного
происхождения, а также другие искусственные смолы.
Следует отметить возможность улучшения качества активного ила
путем экстракции жиров и смол, количество которых доходит в некоторых илах до
15—20%. Это улучшит качество ила как белкового сырья, устранит запах,
свойственный сырому активному илу, а также позволит рациональнее использовать
жиры.
В настоящее время высказываются две противоположные точки
зрения в отношении целесообразности использования активного ила как белкового
сырья для пластмассы.
Одни считают, что развитие химии открывает широкие
возможности для получения более качественного сырья для пластмассовой
промышленности, чем белковые материалы. При этом отмечается лабильность
белковых пластических масс, т. е. жадность соединения 'с водой, вследствие
чего пластмасса набухает и становится непрочной.
Другие считают, что недостатки белковых пластиков временные.
Современное развитие химии способно настолько улучшить структуру белковых
пластмасс, что их использование не будет вызывать сомнений. Одним из таких,
приемов является соединение протеинов с альдегидами, при этом уместно
отметить, что не все протеины являются нестабильными. Организмы животных,
например, успешно осуществляют перевод белковых веществ из лабильного
состояния в стабильное. Примером могут служить такие естественные
пластические материалы, как рога, копыта, когти. Задача химиков заключается в
том, чтобы не только получить дешевыми средствами природные образцы белковых
пластиков, но и превзойти их.
Вопрос об использовании активного ила в качестве сырья для
белковых пластмасс заслуживает самых глубоких исследований.
|