В начале сентября 1941 года, когда фашистские полчища рвались к Ленинграду, на куполе Исаакиевского собора появились маляры с ведрами, наполненными серой масляной краской.
Над городом все чаще и чаще появлялись самолеты с черными крестами на крыльях. Золотой купол Исаакия служил прекрасным ориентиром фашистским летчикам. В солнечные дни он виднелся за сотни километров от города, и его пришлось закрасить.
Когда окончилась Великая Отечественная война, Исаакию стала ненужна его защитная окраска. Но как удалить краску? Ведь масляная краска плотно пристает к металлу.
Снять ее механическим путем, т. е. счистить скребком, нельзя — пострадают золотые листы, которыми покрыт купол.
Пришлось прибегнуть к помощи химиков. Инспекция по охране памятников старины поручила химику Г. Я. Терло найти состав, которым можно было бы смыть краску, не разрушая металла.
Прочность масляных красок издавна известна художникам и малярам. Масляная краска, нанесенная тонким слоем на окрашиваемую поверхность, начинает «сохнуть» и, «высыхая», образует прочную, несмываемую пленку.
Житейское выражение «масло сохнет» на редкость неудачно передает суть тех процессов, которые происходят в масляной краске под действием света и тепла. Эти процессы ничего общего с «высыханием» не имеют. Разве можно говорить о «высыхании», когда масло, «высыхая», не уменьшается в весе, а наоборот, увеличивается, и весьма значительно.
Для того чтобы выяснить, насколько увеличится в весе слой масляной краски, был сделан следующий опыт.
На левую чашку весов положили небольшую стеклянную пластинку в 10 квадратных сантиметров. Пластинку покрыли тонким слоем льняного масла (всего 35 миллиграммов). На правую чашку весов положили гирьки. На другой день левая чашка весов опустилась. Добавили малюсенькую гирьку в 0,35 миллиграмма; весы уравновесились. Привес масла составил 1 процент. На следующий день привес увеличился в 2,7 раза, на третьи сутки уже в 7,6 раза, на четвертые привес еще увеличился; он уже составил 13,5 процента. Пятые и шестые сутки дали еще привес — он достигал уже 20 процентов. Но увеличение веса не продолжалось бесконечно. На седьмые сутки вес масла немного уменьшился, и на этом изменение веса прекратилось. В общем же вес «высохшего» масла почти на одну пятую больше веса жидкого масла.
Масляная краска, как известно, готовится на олифе, а олифу варят из льняного масла.
Свежее льняное масло представляет янтарного цвета жидкость, в состав которой входят молекулы разных веществ — жирных кислот, красителей, белков.
Важнейшей составной частью этой смеси является органическое вещество — так называемая линолевая кислота. Эта кислота не похожа ни на серную, ни на соляную кислоты.
Химики называют органическими кислотами не только кислые на вкус вещества, окрашивающие лакмус в красный цвет, но и все органические вещества, имеющие в своей молекуле неизменную группу атомов — карбоксил. Эта группа состоит из одного атома углерода, одного атома водорода и двух атомов кислорода.
Есть она и в линолевой кислоте. Кроме этой группы, в молекуле линолевой кислоты имеется 31 атом водорода и 17 атомов углерода. Однако не все соседние атомы углерода соединены между собой одним «крючочком»-валентностью. 9-й—10-й и 12-й—13-й атомы углерода скрепляются друг с другом двумя «крючочками»-валентностями.
Линолевая кислота имеет, подобно уже знакомому нам по производству синтетического каучука дивинилу, две двойные связи. Поэтому она способна полимеризоваться.
Если оставить льняное масло на воздухе, то оно под действием света и тепла начинает постепенно загустевать.
Оно поглощает из воздуха кислород и увеличивается в весе.
Атомы кислорода присоединяются между 9—10-м и 12—13-м атомами углерода. Возникает новое химическое соединение. Освободившиеся «крючочки»-валентности «сшивают» соседние малые молекулы кислоты в большую трехмерную молекулу. Пленка становится твердой. Она не плавится и не растворяется в растворителях.
Чтобы ускорить процесс высыхания, масло варят. Вареное масло называется олифой. На производстве олифу приготовляют из льняного масла, нагревая его до 120—150 градусов паром в котлах с мешалками.
Через нагреваемое масло при помощи компрессора продувают воздух. Продувка улучшает качество олифы, а для того чтобы олифа быстрее «сохла», к ней прибавляют катализаторы, которые в производстве олифы называются сиккативами.
В качестве сиккативов применяют соли марганца, свинца, хрома, органических кислот.
Но это не единственный способ обработки льняного масла. Можно сделать олифу быстросохнущей и без продувания воздухом — с помощью высокой температуры. К маслу добавляют сиккативы, заливают в котлы и нагревают без доступа воздуха до 250—300 градусов. Происходит частичная полимеризация. Образуются небольшие цепочки линейных молекул. Получившаяся олифа напоминает уже знакомую нам смолу резол. Такая «резолоподобная» олифа еще способна растворяться в скипидаре, ацетоне, керосине, но «сохнуть» она будет быстрее, потому что часть свободных двойных связей уже использована. Полимеризация началась, но она искусственно прервана.
Когда маляр наносит тонким слоем краску на окрашиваемую поверхность, в масляную пленку внедряются атомы кислорода воздуха. Процесс полимеризации возобновляется. Небольшие цепочки полимера «сшиваются» друг с другом. Образуются гигантские трехмерные молекулы. Масляная пленка «высыхает», становится нерастворимой. Смыть масляную краску нельзя. Ее можно только размягчить и счистить.
Для того чтобы удалить краску с купола Исаакиевского собора, Г. Я. Терло мог бы взять бензол или ацетон, но этими жидкостями нельзя пользоваться — они очень летучи. На высоте около ста метров, на ветру, испарение происходит очень быстро. Можно было бы попробовать размягчить краску менее летучими жидкостями — анилином или пиридином. Но эти вещества слишком дороги. Тогда он решил применить вещество, разрушающее пленку: 20-процентный раствор каустической соды. Этой жидкостью смачивали мешковину и покрывали ею купол на 4—5 часов.
Затем отставшую краску стирали ветошью. Эту работу выполнили ленинградские альпинисты-добровольцы и профессионалы-верхолазы.
Красить приходится все. Каждое изделие, выпущенное нашей промышленностью, будь то корабль, паровоз или станок, должно быть окрашено. Красят мосты, крыши, мебель. С каждым годом в нашей стране потребление красок неуклонно растет. Уже к 1940 году советская лакокрасочная промышленность потребляла более 100 тысяч тонн растительных масел. Растительного сырья стало не хватать. Химики начали изыскивать способы получения искусственной олифы.
Коллектив научных работников Ленинградского технологического института под руководством лауреата Сталинской премии профессора А. Я. Дринберга приготовил искусственную олифу из керосина и «синтола В», которая успешно применяется взамен натуральной для внутренних покрасок. Ее получают окислением керосина воздухом.