Галалит, или искусственный рог

На картинке — изготовленные из искусственного рога форменные пуговицы, до 1953 года являвшиеся элементом обмундирования военнослужащих королевских ВВС Австралии. Искусственный рог — это полимер, в начале ХХ века выпускавшийся под такими торговыми марками как лактоид, аладдинит и галалит. Его химическое название — казеинформальдегидная смола, а сырьем для его производства является молоко, точнее, содержащаяся в молоке группа белков под общим названием «казеины».

Казеины представляют собой основные белки молока и молочных продуктов, придающие им белый цвет, на них приходится 80–85% всего белкового состава коровьего молока. Свое название казеины получили от латинского «caseus» — «сыр». То, что молочный белок можно использовать не только для еды, первыми подметили еще древние египтяне — они применяли казеин в качестве связующего для красок в настенной росписи. Конечно же, для изготовления твердых полимерных материалов казеин стал использоваться гораздо позже — на рубеже XIX и ХХ веков. Технология производства казеинформальдегидных смол была разработана двумя немецкими учеными — Вильгельмом Крише (Wilhelm Krische) и Адольфом Шпиттелером (Adolf Spitteler).

Способ получения казеинформальдегидной смолы был обнаружен случайно, и лаврами первооткрывателя можно наградить кота Шпиттелера. Как говорит легенда, котик, живший лаборатории немецкого химика, как-то ночью опрокинул емкость с водным раствором формальдегида, и этот раствор смешался с молоком в кошачьей миске. Наутро Шпиттелер обнаружил в молоке фрагменты твердого, похожего на рог вещества, восстановил картину ночных событий, и они с Крише начали систематическое изучение реакции казеина с формальдегидом. После того, как технология отверждения молочного казеина формальдегидом была оптимизирована, Крише и Шпиттелер запатентовали свое изобретение и в 1899 году создали первую компанию про промышленному производству казеинформальдегидной смолы «Vereinigte Gummiware Fabriken». Оказалось, что казеинформальдегидной смоле легко придавать различные цвета, имитирующие окраску натурального рога или черепахового панциря, что сделало его привлекательным для изготовления пуговиц, запонок, гребней, расчесок и рукояток зонтов и тростей. В 1900 году «молочный» полимер был продемонстрирован на всемирной выставке в Париже под названием «галалит» (от греческих слов γάλα — «молоко» и λιθος — «камень»), после чего его производство началось во всей Европе.

В России производство галалита было организовано уже во времена Советской власти. Осенью и зимой 1926 года было закуплено немецкое оборудование для производства казеин-формальдегидных смол, а летом 1927 года для производства приспособили готовые здания ликвидированной старой красильной фабрики у деревни Мнёвники рядом с Москвой. 15 июля 1928 года Мнёвниковский галалитовый завод (впоследствии — завод «Галалит») был введен в эксплуатацию, и через 10 дней получили первые листы и стрежни галалита. Первоначально полимер перерабатывали на месте в готовые изделия — пуговицы и гребни.

Технология получения казеинформальдегидных смол такова: первоначально молоко обезжиривают, а из оставшейся водной сыворотки казеин осаждают действием кислот или сычужного фермента, в результате чего казеин денатурирует и осаждается из раствора. На следующей стадии казеин длительное время замачивают в формалине (водном растворе формальдегида) или обрабатывают парами формальдегида. Молекулы формальдегида сшивают белковые цепи казеина, в результате чего образуется прочный сетчатый полимер, который в отличие от казеина не растворяется в воде. Сшивка не позволяет нитям полимера перемещаться друг относительно друга, поэтому этот полимер не является термопластичным — его нагревание не приводит к размягчению материала. Аналогичные свойства характерны и для других сетчатых полимеров — фенолформальдегидных, меламинформальдегидных смол. Это, в свою очередь, означает, что обработка искусственного рога ведется не формованием, а тем же образом, что и рога натурального — резьбой и шлифовкой.

Схема сшивки белка-казеина в галалит формальдегидом. Изображение с сайта en.wikipedia.org

Золотой век казеинформальдегидных пластмасс приходится на 20–30-е годы. Чаще всего этот искусственный полимер шел на изготовление пуговиц: галалитовые изделия стоили дешевле роговых и янтарных, да и могли выдерживать более высокие температуры, чем доступные в то время природные материалы. Правда, очень высокая температура была опасна и для изделий из галалита — пуговицу австралийского пилота, которую на фотографии можно увидеть в верхнем левом углу, случайно прокипятили вместе с его формой. После Второй мировой войны на смену галалиту пришли более устойчивые и дешевые синтетические полимеры (например, полиэфиры), производство пуговиц из искусственного рога прекратилось, и молоко перестало быть сырьем для химической промышленности.

Что же касается прекурсора искусственного рога казеина, то это нетоксичное природное соединение до сих пор применяется в пищевой промышленности для производства вяжущих веществ и наполнителей, ну и, конечно, попадает в наш организм с каждым стаканом молока или ломтиком сыра.

Фото с сайта en.wikipedia.org.

Аркадий Курамшин