Techno-Chemica 5-6, 1928
Vain väriä koskeva osa artikkelista.Jatkoa edell. n:osta.
[---]
II. Puhtaasti synteettisen kemian suurteollisuuden tuotantoalat.
Nyt kysymyksessä olevilla teollisuusaloilla käytetään raaka-aineina eri luonnontuotteita tai niistä valmistettuja monenlaisia eri aineita, joista sitten edelleen kysymyksessä olevan alan synteettiset eli keinotekoiset tehdastuotteet valmistetaan.
Synteettisen kemian suurteollisuuden laajapiirteisimmän erikoisalan s.o. tervaväriaineiden, lääke- ja valokuvauspreparaatien, lemuaineiden sekä organisten räjähdysaineiden raaka-aineena on kivihiilitervasta saadut erinäiset aroomiset hiilivedyt, joista bensoli, toluoli, ksilolit, naftalini ja antraseni, tärkeimmät.
Lähinnä suurin vasta mainittuja synteettisen kemian suurteollisuusaloja on keinotekoisen silkin valmistus meidän päivinämme. Muista nyt kysymyksessä olevan alan teollisuuksista on mainittava alkoholien ja niiden derivatien, maitohapon y.m., kamferin ja kautsun sekä loppujen lopuksi keinotekoisten moottoripolttoaineiden valmistusta harjoittavat suurteollisuusalat.
Kuten tunnettua on sellulosa keinotekoisen silkinraaka-aine, luonnon suokaasu, sahajauhot, sulfitilipeä y.m. alkoholin raaka-aineita, tärkkelys maitohapon valmistuksen perusaine, tärpätti kamferin ja kautsun raaka-aine monia muita mainitsematta. On otettava myös huomioon, että kautsun valmistukselle sopivia aineita saadaan m.m. kivihiilitervan alkutisleistä, luonnonnaftasta aroomisoimalla syntyviä aineita j.n.e.
Jos luomme suurin piirtein yleiskatsauksen vaikutteisiin, jotka ovat olleet syynä organisen syntetisen kemian suurteollisuuden kehittymiselle, niin me huomaamme, että siihen osittain on vaikuttanut monien luonnon tuotteiden hyväksi käyttämiseksi kehittynyt muunlainen teollisuus, kuten esimerkiksi aikoinaan Englannin ja Europan suurkaupunkien valaistuksen järjestämiseksi kehitetty valokaasu- ja koksiauusteollisuus, jonka raaka-aineina silloin yksinomaan kivihiiliä käytettiin, mikä kaasun yhteydessä antoi valtavia määriä kivihiilitervaa, jolla vielä silloin ei ollut käytännöllistä merkitystä, ei ainakaan mainittavammassa mittakaavassa. Mutta toisaalta on kehykseen vaikuttanut ennenkaikkia se luonteenomainen innokas teknillistieteellisten tutkimustöitten suorittamishalu, joka niin selvästi ilmenee nyt kysymyksessä olevien alojen uraauurtavientutkijain toiminnassa, josta sinänsä ei kuitenkaan olisi ollut minkäänlaista siunausta ilman sitä asianosaisten teollisuuspiirien taloudellista tukea, jonka nämä uudet keksinnöt saivat osakseen ennenkuin ne, usein vasta vuosikymmenen tai parin kestäneitten ponnistuksien perästä saatiin käytäntöön taloudellisesti kannattavina sovitetuiksi.
Edelleen nyt kysymyksessä olevien alojen kehityksen vaikutteita tarkkailtaessa, huomaamme selvästi kuinka monenlaiset konjunkturi ja erittäinkin sotatilanteet ovat pakoittaneet johtavien kansojen tutkijat innokkaaseen työhön vaikeuksien poistamiseksi s.o. viemään tuloksiin, joilla nämä kansat ovat vastustajansa voittaneet ja niin ollen säityttäneet taloudellisen tasapainonsa ja valta-asemansa valtakuntien valtataistelussa niin rauhan kuin sodankin aikana, vallankumoustilanteita lukuunottamatta.
a) Synteettisten väri-, lääke-, lemu-, valokuvaus- ja räjähdys-aineitten organiskemialliset suurteollisuusalat
Edellä selostetusta selviää, että oli siis tavallaan pakko koettaa keksiä kivihiilitervalle hyödyksikäyttömahdollisuuksia. Onneksi oli Runge jo v. 1834 eristänyt kivihiilitervasta karbolihapon, anilinin ja kinolinin sekä valmistanut fenolista (karbolihaposta) pikrinihappoa kuin myöskin tehnyt havaintoja erään punaisen aineen syntymisestä kun anilinia käsiteltiin klorikalkilla. Toistaiseksi jäivät Rungen havainnot käytännöllisittä seurauksitta. Vasta kuuluisalle tutkijalle A. W. v. Hoffmannille ja tämän assistentille W. H. Perkin'ille onnistui erään alkoholiin violettisella värillä liukenevan väriaineen valmistus anilinista. Perkin totesi, että saatu väriaine soveltui värjäyksiä varten ilman peittaa. Tätä ensimmäistä "Mauvein" eli "Tyrian Purple" väriä alettiin pian valmistamaan tehdasmaisesti. Kun täten keksitty väri osottautui erittäin kestäväksi ja halutuksi, herätti se ammattipiireissä mielenkiintoa kivihiilitervaan ja siitä mahdollisesti saataville kemiallisille yhdistyksille yleensä.
Vasta tämän jälkeen alkaa kivihiilitervan jalostukselle perustuva organis-synteettinen teollisuus kehittyä. Vuonna 1842 John Leigh ja A. W. v. Hoffmann keksivät bensolin kivihiilitervasta ja v. 1848 Hoffmann’in oppilas Mansfeld sai kivihiilitervasta ei ainoastansa bensolia, vaan myöskin toluolia ja ksiloleja. Tästä lähtien pidettiin kivihiilitervaa tärkeänä raakaaineena. Vuonna 1858 valmisti Hoffmann fuksini värin, jonka teknillisen valmistustavan vasta E. Verguin keksi jonkun aikaa myöhemmin. Kaikkia näitä keksinnöltä on kuitenkin pidettävä satunnaisina, eikä suinkaan systemaattisen tieteellisteknillisen tutkimuksen tuloksina. Vasta tämän jälkeen tapahtuneitten, aikaisempien kokemusten ja havaintojen perustalla tehtyjen tutkimustointen tuloksina keksittiin "Hoffmann'in violetti" ja joukko muita väriaineita, jotka saatiin fuksinista halogeniderivateilla kuumentamalla. Tärkein tämän ajan keksinnöistä oli kuitenkin Hoffmann'in oppilaan Nicholson’in havainto, että useat näistä alkoholiin liukenevista väriaineista kuten esim. anilinisini, saatiin veteen liukeneviksi jos niihin saatiin sulforyhmä sijoitetuksi. Muista tähän aikaan keksityistä väriaineista mainittakoon aldehydsini, indulinit, safranin ja naftalinista valmistettu "Manschester keltanen". Myöskin ensimmäiset azovärit polveutuvat tältä ajalta, kuten Nicholson'in keksimä "anilini keltanen", jota pian seurasivat "Phenylen- tai Manschesterruskea".
Rinnan edellä kerrottujen kivihiilitervaaineitten tutkimusten kanssa tutkivat toiset luonnon väriaineita kuten krappia. Gräbe ja Rieberman totesivat, että krappivärissä oleva väriaine oli niinikään kivihiilitervassa löytyvän antrasenin johdannaisia, josta pian alitsarinin syntesi oli seurauksena, s.t.s. ensimmäinen luonnossa löytyvä väriaine oli onnistuttu valmistamaan keinotekoisesti kivihiilitervasta. Tämä tapahtui Saksan ja Ranskan välisen sodan aikana s.o. tavallaan pakosta, koska krappia, jota viljeltiin Ranskassa, oli mahdoton saada tarpeellisissa määrin. Jo v. 1873 valmistettiin yhtäpaljon alitsarinia kuin mihin luonnon krapin käyttö vuosittain nousi ja v. 1878 oli Ranskan aikoinaan kukoistanut krappiviljelys pienentynyt 1/50 entisestänsä. Alizarinin keksimisestä johtui monien muitten uusien antrasenisarjaan kuuluvien värien valmistus, kuten alitsarini-sinin, alitsarini-oranssin y.m.
Seurasi sitten v. 1880 luonnon indigoa vastaavan keinotekoisen indigon synteesi A. v. Bayerin keksimänä. Vasta v. 1892 voitiin sitä tehdasmaisesti siinä määrin valmistaa, että sillä voitiin kokeilla käytännössä. Kesti vielä ainakin vuosikymmen ennenkuin keinotekoinen indigo syrjäytti luonnon tuotteen maailman kauppamarkkinoilla.
Paitsi nyt käsiteltyjä tervaväriaineita keksittiin v. 1892 n.k. rikkivärit, joilla nykyisin on niin kovin suuri merkitys m.m. teknokemiallisessa teollisuudessa monien tuotteiden värjäyksessä.
Rinnan edellä kerrottujen luonnon värien ja kivihiilitervasta saatujen väriaineiden tutkimisien kanssa, tutkittiin myöskin monien luonnonlääkepreparatien kemiallista rakennetta ja suhtautumista jo tunnettuihin organismi aineisiin nähden. Tämän ohella ei tyydytty ainoastaan keinotekoisesti valmistamaan luonnon lääkeaineiden kanssa identtisiä s.o. samoja preparateja, vaan koetettiin syntetisoida aivan uusia lääkeaineita. Tällaiset työt olivat tietenkin vaikeita, erittäinkin kun koetettiin saada selville ne kemialliset ryhmät, joilla arveltiin olevan lääkinnöllisiä ominaisuuksia, pyrkimykset, joissa ei vielä tähänkään mennessä ole onnistuttu. Osottautui näet ettei lääkinnölliset ominaisuudet perustu minkäänlaisiin lakimääräisyyksiin kemiallisissa rakennesuhteissa, kuten esimerkiksi asianlaita on väriaineiden n.k. "krofori" ryhmiin nähden. Näin ollen täytyi ainoastaan tyytyä keksittyjen uusien aineitten fysiologisten vaikutusten toteamiseen. Niinpä onnistui v. 1887 Hindsbergille, Elberfeldin väritehtaiden kemistille, valmistaa paranitrofenolista asetanilididerivati, joka sittemmin "fenasetinin" nimellä sai laajan lääkinnällisen käytännön. Samana vuonna onnistui Knorriin todeta löytämänsä (1. 2. 3)-fenyldimetylisopyrazolonin eli meille kaikille tunnetun antipyrinin kuumetta vaimentavat ominaisuudet. On selvää, että nämä sangen tärkeät havainnot kannustivat aina vaan uusien preparatien syntetisoimiseen s.o. organis-kemiallisen lääkeaineteollisuuden kehittämiseen sille korkealle tasolle jolla se nykyisin on.
Sanottakoon vielä, että aikaa myöten myöskin luonnon eteristen öljyjen moninaiset lemuaineet kemiallisesti tutkittiin, samoin eläinkunnasta saadut hyvänhajuiset aineet. Huomioonottaen kaikki eterisiä öljyjä koskevat aikaisemmat tutkimukset aloitti Wallach laajat tätä erikoisalaa koskevat tutkimuksensa v. 1884. Seurauksena on ollut, että useinpien luonnon lemuaineitten kemiallinen kokoomus on saatu selvitetyksi jolle perustalle, huomioon ottaen väri- ja lääkeaineiden alalla saavutetut kokemukset, koko synteettisten lemuaineiden tehdasmainen valmistus perustuu.
Tärkeimmistä tämän alan keinotekoisestikin valmistetuista tuotteista, joilla teknokemiallisessa teollisuudessa on hyvin suuri merkitys mainittakoon seuraavat: Mirbanöljy, salisylihapon metyliesteri (Wintergrünöljyn eli talvikkiöljyn lemua antava aineosa), geraniol, menthol, borneol, zitral, benzaldehydi (keinotekoinen karvasmanteliöljy), anisaldehydi (kaupassa nimellä Aubépine), vanillin (vaniljan sijake), heliotropin eli piperonali, carvon, jonon (orvokin tuoksu sijake), anethol, eugenol (neilikan tuoksuaine), nerolin (neroliöljyn sijake), cumarin, keinotekoinen myski, anthranilhapon metyliesteri (jasminin tuoksuinen) y.m., y.m.
Mutta rinnan kaikkien edellä mainittujen tieteellisteknillisten tutkimusten kanssa on parina viimeisenä vuosikymmenenä omistettu erikoista huomiota myöskin valokuvausalalle soveltuvien preparatien valmistamiseen kivihiiliterva-aineista synteettisin menettelytavoin. Näin on väri- ja lääkeainetehtaitten yhteyteen syntynyt erikoiset valokuvauspreparatien valmistusosastot.
Mutta bensplihiilivetyjen erinomainen taipuisuus syntetisoimisia varten, eri aineitten valmis[t]amista silmälläpitäen melkeinpä rajattoman moninaisina, jontui myöskin sotateknillisten vaatimusten asettamien spekulatioitten esineeksi organisten räjähdysaineitten valmistusmahdollisuuksia suunniteltaessa. Jo kauan oli typpipitoisten aineitten merkitys räjähdysaineina tunnettu, joista verrattain aikaisin kivihiilitervasta saadusta fenolista valmistettu pikrinihappo oli herättänyt huomiota. Tehtäväksi tuli löytää menettelytapoja mahdollisimman typpirikkaitten yhdistysten valmistamiseksi kivihiilitervasta saatavina olevista aineista. Kuten jo edellä mainittiin kuului pikrinihappo ensimmäisiin bensolisarjan typpipitoisiin räjähdysaineisiin. Sen kemiallinen nimitys on trinitrofenoli ja sisältää se 18.3% typpeä. Kun pumpuliruuti eli nitrosellulosa sisältää vain 13.4% typpeä, on edellä mainittu typpipitoisuuteensa nähden jälkimmäistä edullisempaa. Suurimman merkityksen tykistöammusteknikassa saavutti "trotyli" eli trinitrotoluoli jonka typpipitoisuus nousee 18.5%:iin. Typpipitoisuuden noustessa kasvaa preparatin räjähdysvoimakkuus hyvin tuntuvasti, jonka m.m. näkee siitä, että hexanitrodifenylamini, sisältäen 22.3% typpeä, on "trotyliä" voimakkaampi. Tosin hexanitrodifenylaminin valmistus, jonka raaka-aineena on bensoli, tulee "trotylin" valmistusta kalliimmaksi, mutta on se sen sijasta voimakkaampaa ja siitä syystä tarvitaan sitä vastaavasti vähemmän yhtä tehokkaitten tulosten saavuttamiseksi. Hexanitrodifenylaminia voimakkaammin vaikuttaa n.k. "tertryli" eli tetranitrometylanilini, joka sisältää 24.4% typpeä. Se on kaksi kertaa trinitrotoluolia voimakkaampaa. Raaka-aineena sen valmistamisessa käytetään bensolia, joka muutettuna metylaniliniksi ja nitrattuna antaa nyt kysymyksessä olevan räjähdysaineen.
Kaikki nämä räjähdysaineet ovat kiteisiä aineita ja sellaisinaan vaarattomia, mutta sovitettuina ammuksiin ja räjähdettyinä brisanttien avulla kehittävät ne hirvittävän voimakkuutensa, joka onkin niiden erikoistehtävänä. Ammuksiin sijoitetaan nämä aineet joko sulassa muodossa valamalla tai puristettuina kappaleina.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti