И композиции на их основе

В настоящее время во всех областях народного хозяйства и в быту широко применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ) и композиции на их основе. По объему производства и ассортименту на мировом рынке ПАВ находятся на одном уровне с каучуками, красителями, взрывчатыми веществами и др. Важное место, занимаемое производством ПАВ, обусловлено тем, что в отличие от многих других целевых продуктов органического синтеза ПАВ используют в самых разных отраслях: для добычи и обогащения полезных ископаемых, выращивания сельскохозяйственных продуктов, в строительстве, транспорте, производстве ВВ, космической технике, текстильной и пищевой промышленности, для интенсификации ряда технологических процессов, в том числе самого органического и неорганического синтеза. В бытовой химии ПАВ используются как компоненты стиральных порошков, шампуней, мыл, других моющих и чистящих средств, косметических и лекарственных препаратов.

На нашей кафедре организатором специализации ”25.11.01-Азотсодержащие поверхностно-активные вещества” и руководителем соответствующего научного направления был выпускник кафедры 1955 года, ученик Л.И.Багала, выдающийся ученый физико-химик и незаурядный человек, д.т.н., профессор Ариэль Абрамович Абрамзон.

В настоящее время это направление развивает творческий коллектив, возглавляемый д.т.н., профессором Александром Алексеевичем Котоминым, выпускником кафедры 1964 года. В этом коллективе научно-исследовательские работы и практические разработки выполняют к.х.н. Михаил Борисович Петельский (выпускник 1996г), научные сотрудники Ирина Павловна Подрешетникова (выпускница 1972г), Нина Петровна Широкова (выпускница 1971г), Владимир Владимирович Толстяков (выпускник 1995г), аспирантка Оксана Дмитриевна Якимчук (выпускница 2000г), а также студенты, специализирующиеся в данной области химии. Выполняются диссертационные и дипломные работы, регулярно публикуются статьи в академических изданиях.

Сырьем для производства синтетических моющих средств (СМС) являются продукты переработки нефти, газа и каменного угля. Из них получают основной компонент моющих средств – ПАВ. Позднее было установлено, что полезные свойства последних могут быть усилены за счет добавления к ним ряда органических и неорганических соединений. Оптимальный их выбор и соотношение с поверхностно-активными веществами обусловил создание современных СМС. Проблема оптимизации состава моющих композиций - одно из приоритетных направлений исследований на кафедре.

Главным показателем эффективности СМС является способность удалять загрязнения с отмываемой поверхности, называемая моющим действием. Отмывание поверхности – это сложный многостадийный процесс, для которого до сих пор не разработана единая теория моющего действия. Для решения задач оптимизации СМС коллективом успешно используются экспериментально-статистические методы, позволяющие получить математическую модель процесса моющего действия.

Вторым важным направлением деятельности ученых кафедры является синтез и исследование свойств азотосодержащих ПАВ. Катионоактивные азотосодержащие ПАВ – эффективные катализаторы гетерогенных процессов, комплексообразователи, антистатики. К главным их преимуществам следует отнести также способность работать как в кислой, так и в щелочной среде и высокую антимикробную активность. Амфолитные и неионогенные ПАВ с амидными и аминными группировками в молекуле благодаря их мягкому воздействию на кожу широко применяются в производстве шампуней, пеномоющих и косметических средств. В рамках раздела “Азотсодержащие ПАВ” межвузовской научно-технической программы “Химия” на кафедре ХТОСА синтезированы новые поверхностно-активные вещества, включающие гетероциклические фрагменты (замещенные пиразолы, имидазолы, пиридины, триазолы, тетразолы), проявившие широкий спектр полезных свойств.

Область применения конкретного ПАВ определяется проявляемыми им свойствами. Поэтому важно иметь информацию о свойствах нового соединения ещё на стадии планирования синтеза. Возможность прогнозирования свойств веществ позволяет рационально осуществлять процессы, целенаправленно ставить эксперименты, синтезировать соединения с заранее рассчитанными необходимыми свойствами. Прогноз подразумевает нахождение корреляций между структурой и химической природой функциональных групп вещества и проявляемыми им свойствами. Особенности структуры молекул поверхностно-активных соединений дают возможность априорной оценки их характеристик, в том числе с использованием современной компьютерной техники. Научный коллектив активно работает в этом направлении, что позволило достичь успехов в прогнозировании ключевых свойств ПАВ: поверхностного натяжения, адсорбции, эмульгирующей способности, вязкости, диффузии, моющего действия.

ТВОРЧЕСКИЕ СВЯЗИ КАФЕДРЫ И СКТБ «ТЕХНОЛОГ»

Для вузовских лабораторий всегда было сложной проблемой создание пилотных установок для своих технологий. В 1954 году по инициативе Л.И.Багала вышло постановление Правительства о создании опытно-технологической базы при ЛТИ им. Ленсовета для отработки технологий получения ВВ и составов на их основе. В 1964 году началась активная работа опытной базы. На первом этапе особенно интенсивно на Базе работала группа под руководством Л.И.Багала и А.А.Яковлева. В короткий срок совместными усилиями сотрудников Базы и кафедры (В.В.Франченко, В.П.Бовин, В.П.Сорокин и другие) удалось доработать технологический процесс и начать опытное производство октогена. Полученные на установке данные легли в основу заводского регламента. За большой вклад в создание отечественного производства октогена и разработку составов на его основе группа работников Базы была награждена орденами и медалями, а Л.И.Багал, А.А.Яковлев и Д.С.Аванесов стали лауреатами Государственной премии.

В эти годы проводилась также совместная работа по изучению методов получения тетранитробензимидазола, гексанитробензола.

Качественно новый этап в деятельности Базы связан с назначением в 1968 году ее руководителем заведующего кафедрой ХТОСА Б.В.Гидаспова. База тогда была преобразована в Специальное конструкторско-технологическое бюро «Технолог». Под руководством Б.В.Гидаспова сотрудниками СКТБ «Технолог» и кафедры совместно с ИОХ АН СССР и отраслевыми институтами был выполнен большой цикл работ по отработке методов получения и технологии вещества АДНА, а также изучению его химических и физико-химических свойств. Благодаря этим работам значительно вырос научный авторитет СКТБ «Технолог», Б.В.Гидаспов стал лауреатом Ленинской премии, а В.Ф.Селиванов – лауреатом Государственной премии.

Продолжение проведенных на кафедре исследований окисления азотной кислотой полинитроароматических соединений под давлением привело к разработке высокоэффективной технологии получения тринитробензола, нитробензойных кислот. Группа молодых сотрудников СКТБ за эту работу была удостоена премии Ленинского комсомола.

Большая совместная работа проводилась сотрудниками кафедры и СКТБ «Технолог» по разработке технологии полиазотистых безводородных соединений (М.С.Певзнер, Т.П.Кофман). За создание высокоэнтальпийных полиазотистых веществ И.В.Целинский и С.Ф.Мельникова, а также группа работников СКТБ получили премию Совета Министров СССР.

Под руководством А.А.Котомина группа сотрудников кафедры и СКТБ совместно с НПО им. С.А.Лавочкина на основе эластичных ВВ создала неразрушаемые безосколочные системы пироавтоматики для космических аппаратов. Эти системы широко использовались в различных международных и отечественных проектах. За разработку пластичных и эластичных ВВ и создание систем пироавтоматики А.А.Котомин и С.А.Душенок получили Государственные премии СССР. В настоящее время эти работы развиваются в СКТБ «Технолог» под руководством С.А.Душенка. Сотрудничество с кафедрой продолжается.

Большое место в совместной работе кафедры и СКТБ «Технолог» занимало созданный в 90-х годах В.А.Островским, В.С.Поплавским и начальником производства П.С.Зубаревым ВТК «Азолы». Это позволило в новых условиях сохранить ядро коллектива СКТБ, направив его на разработку технологии и освоение производства субстанций таких важных препаратов, как азидотимидин (для борьбы со СПИДом), противовирусный препарат неовир, а также метронидазол, унитиол, полирем.

С годами СКТБ «Технолог» стало сильной и самостоятельной организацией, но связи кафедры и СКТБ остаются важным фактором жизни обоих коллективов.