При въезде в военный поселок Звездный Пермского края стоят бронзовые кирзачи весом 40 кг. «Солдатские сапоги» – памятник не только воинской славе, но и первому отечественному композиционному материалу, изготовленному с использованием синтетических компонентов, кирзе.
Термин «композиционные материалы» (КМ) относительно молод, ведь наука о КМ как раздел материаловедения зародилась лишь в шестидесятых годах ХХ века. Но природные композиционные материалы появились еще тогда, когда человека не было на Земле. Раковины моллюсков, кораллы, древесина, трубчатые кости птиц и других животных, бамбук… Комбинируя различные компоненты, природа создавала материалы с необычными свойствами – очень прочные, легкие, жесткие или гибкие.
История рукотворных искусственных композиционных материалов восходит к истокам цивилизации. Первые упоминания можно найти в Библии: предполагают, что Ноев ковчег был построен из тонких деревянных пластин, склеенных смолой. Но есть и более надежные материальные свидетельства. В древности люди строили речные суда из камыша, пропитанного смолой, изготавливали слоистые боевые луки, прочные и гибкие, египтяне мумифицировали фараонов, обматывая умерших лентами из ткани, пропитанными смолами. Можно привести множество более прозаических примеров изобретательности человека, который догадался добавлять солому в глину для кирпичей, чтобы повысить их прочность и теплоизоляцию, конский волос – в штукатурку, бумажную массу – в гипс.
Искусственные композиционные материалы придумывали тогда, когда возникала потребность улучшить свойства того или иного традиционного материала либо заменить дорогой и редкий природный материал, запасы которого на Земле ограничены. Возьмем, к примеру, обложки для книг. Бумажные и тканевые быстро выходят из строя, а для кожаных переплетов, почти что вечных, кожи не напасешься. Так в XVIII веке появился коленкор – многослойная хлопчатобумажная ткань полотняного плетения (обычно миткаль), пропитанная крахмально-каолиновым аппретом с добавками разных пигментов, который придавал материалу жесткость. Из коленкора многие десятилетия делали обложки для книг и тетрадей, поскольку он не истирается и хорошо воспринимает тиснение фольгой и печать трафаретными и переплетными красками. В конце XIX века коленкор начали покрывать слоем латекса, поэтому он стал не только более прочным, но и водостойким. А в XX веке на его поверхность наносили прозрачный нитроцеллюлозный лак с тем же результатом.
Еще один пример – балетные туфельки. В прежние времена их носки, пуанты, упрочняли вставками из натурального пробкового дерева: этот материал прекрасно переносил большие нагрузки во время танца. Однако балетные туфельки быстро снашиваются, а пробковых деревьев не так уж и много на планете. Поэтому вкладыши из натурального материала пришлось заменить композиционным – многослойной проклеенной хлопчатобумажной тканью. Балет от этого нисколько не пострадал.
Точно так же, по причине жесткой необходимости, в начале ХХ века появилась и кирза, истинный композиционный материал. Уточнение «истинный» здесь не случайно. С термином «композиционные материалы» мы сегодня обращаемся вольно. Действительно, большинство современных материалов представляют собой композицию. Однако материаловеды второй половины ХХ века сформулировали довольно четкие критерии, по которым мы можем отличить композиционный материал от прочих. Во-первых, он должен быть создан руками человека и состоять из двух и более компонентов, различных по составу, которые разделены выраженной границей. Причем состав, форма и распределение компонентов должны быть спроектированы заранее. Во-вторых, композиционный материал должен быть однородным в макромасштабе и неоднородным – в микромасштабе, а также обладать новыми свойствами, отличными от свойств компонентов, но привносимыми ими.
С точки зрения этих формальных критериев не совсем корректно относить к композиционным материалам дерматин, гранитоль, ледерин и клеенку. Они состоят из одного слоя ткани (льняная мешковина, грубая ткань молескин, миткаль, бязь), покрытого с одной или обеих сторон водоотталкивающей пленкой (нитроцеллюлозой). А вот многослойная кирза отвечает всем требованиям, предъявляемым к КМ.
Если мы захотим узнать, кто придумал кирзу, то поиск в Интернете даст ответ: «И. В. Плотников». Роль Ивана Васильевича в истории кирзы действительно велика, и об этом чуть позже. Однако впервые создал ее Михаил Михайлович Поморцев (1851-1916), выпускник Михайловского артиллерийского училища и Академии Генерального штаба, впоследствии генерал-майор, чьим именем назван один из кратеров на Луне. М. М. Поморцев был первым русским аэрологом, организатором полетов на аэростатах для изучения атмосферных явлений. Он написал первый российский учебник по синоптической метеорологии и стал кавалером ордена Почетного легиона за научные работы и создание приборов. Неудивительно, что его заметил и оценил Д. И. Менделеев и пригласил участвовать в работе Русского физико-химического общества. Под влиянием Д. И. Менделеева М. М. Поморцеву захотелось поработать и в других областях науки. Так судьба свела его с выдающимися российскими химиками Н. С. Курнаковым и В. Н. Ипатьевым, занимавшимися созданием синтетических заменителей каучука. Проблема была более чем актуальной, ведь у России не было своего натурального каучука, а иностранные монополии продавали его очень дорого. Но уже тогда было ясно, что «каучук – это ноги автомобилей и аэропланов».
В 1903 году Поморцев стал проводить опыты с заменителями каучука, которые извлекали из корней отечественных субтропических каучуконосов – хондриллы, кок-сагыза, тау-сагыза, кендыря. Уже в 1904 году он получил водонепроницаемый брезент, с успехом испытанный в качестве чехлов для артиллерийских орудий и фуражных мешков. Работа над непромокаемыми тканями натолкнула М. М. Поморцева на идею найти состав для пропитки, который придавал бы тканям свойства кожи. И такой состав он сделал. Это была эмульсия из яичного желтка, канифоли и парафина. Он пропитал ею многослойную керзу (от английского kersey – грубое домотканое сукно, или тяжелое сукно, или техническая ткань) и получил ткань, непроницаемую для воды, но способную дышать, пропускать воздух. Так на свет появился первый заменитель кожи, который стали называть «керза».
Со временем буква «е» в этом слове поменялась на «и» – видимо, как слышали, так и писали, обычное дело для послереволюционной России. Кстати, Интернет предлагает нам иную версию происхождения слова «кирза» – от названия «Кировский завод», на котором ее изготавливали. Но это ошибочная трактовка. Речь идет о заводе «Искож» в Кировской области, где действительно в конце 30-х годов начали осваивать производство кирзы по методу М. М. Поморцева, разработанному, как мы сейчас убедились, еще в начале ХХ века. Однако эта легенда, вероятно придуманная на заводе «Искож», оказалась невероятно живучей.
Но вернемся к изобретению Поморцева. По мнению Артиллерийского комитета, «керза могла быть применена взамен кожи». Ее успешно испытали как материал для конской амуниции, сумок и чехлов во время Русско-японской войны. Министерство промышленности экспонировало образцы материалов, созданных по методу Поморцева, на международных выставках в Льеже (1905) и в Милане (1906). Труд Михаила Михайловича был отмечен золотой медалью в Милане и малой серебряной на Всероссийской гигиенической выставке в Санкт-Петербурге в 1913 году.
Когда началась Первая мировая война, М. М. Поморцев предложил безвозмездно использовать его заменители кожи для изготовления солдатских сапог. Сделали и успешно испытали опытные партии. Военно-промышленный комитет рекомендовал изготовить крупную партию таких сапог для армии… Но тут вмешались фабриканты кожаной обуви, которым производство искусственной кожи было невыгодно, и начали всячески препятствовать передаче заказа, а после кончины Михаила Михайловича в 1916 году и вовсе похоронили это дело. Кирзовые сапоги появились уже в Красной армии.
Имя М. М. Поморцева, метеоролога, аэролога, конструктора ракет, занимает в истории отечественной космонавтики достойное место. Однако его имя как изобретателя кирзы со временем практически утеряно, ссылки на его работы в материаловедческой и исторической литературе отсутствуют. Хотя, по свидетельству М. И. Павлушенко, автора монографии «Михаил Михайлович Поморцев. 1851-1916» (Москва: Наука, 2003), научные сотрудники НИИ кожи Министерства легкой промышленности в частных беседах уверяли, что труды Поморцева они считают базовыми в производстве заменителей кожи и что его имя чтят специалисты. Будем считать, что и эта статья – вклад в восстановление исторической справедливости.
