Тест Драйв История на автомобилните гуми III: Химици в движение
Гумата е високотехнологичен продукт, резултат от десетилетия на еволюция.
В началото нито производителите на каучук, нито химиците знаеха точния химичен състав и молекулярната структура на суровините, с които работят, а гумите бяха със съмнително качество. Основният им проблем е лесното протриване и износване, което означава много кратък експлоатационен живот. Малко преди избухването на Първата световна война, химиците откриха, че добавянето на сажди като вещество към структура значително повишава здравината, еластичността и устойчивостта на абразия. Сярата, саждите, цинкът, както и така нареченият силициев диоксид или добре познатият кварц (силициев диоксид), който напоследък се използва като добавка, играят важна роля в промяната на химичната структура на каучука и подобряването на неговия свойства и използването им за тази цел датира от различни периоди на развитие на технологията за гуми. Но, както казахме, в началото молекулярната структура на гумата беше пълна мистерия.
Всъщност обаче още през 1829 г. Майкъл Фарадей описва основния градивен елемент на каучука с химическа формула C5H8 или с други думи изопрен. През 1860 г. химикът Уилямс получава течност със същата формула. През 1882 г. за първи път е произведен синтетичен изопрен, а през 1911 г. химиците Франсис Матюс и Карл Харис независимо откриват, че изопренът може да бъде полимеризиран, процесът зад успешното създаване на изкуствен каучук. Всъщност успехът на учените идва в момент, когато те отказват да копират напълно химическата формула на естествения каучук.
Oil Standard и IG Farben
Още през 1906 г. специалисти от германската компания Bayer стартират мощна програма за производство на синтетичен каучук. По време на Първата световна война, поради недостиг на естествени суровини, започва производството на гуми на базата на така наречения метилов каучук, създаден от Bayer. След Първата световна война обаче той е прекратен поради високата си цена и по-евтиния натурален продукт. През 20-те години обаче отново възниква недостиг на естествен каучук, което води до началото на интензивни изследвания в СССР, САЩ и Германия.
Още през пролетта на 1907 г. Фриц Хофман и д-р Карл Кутел, използвайки въглищен катран, разработиха технология за получаване на изходните продукти на изопрен, метил изопрен и газообразен бутадиен, а следващата стъпка в развитието на дейността беше полимеризацията на молекули на тези вещества. След Първата световна война изследователи от гиганта IG Farben, който сега включва Bayer, се съсредоточиха върху полимеризацията на бутадиеновия мономер и успяха да създадат синтетичен каучук, наречен Buna, съкращение от бутадиен и натрий. През 1929 г. концернът вече произвежда гуми от така наречената Buna S, в която се добавят сажди. Du Pont от своя страна синтезира неопрен, наречен тогава дюпрен. През 30-те години на миналия век химиците от Standard Oil от Ню Джърси, предшественика на Exxon, успяха да разработят процес за синтез на бутадиен, използвайки масло като основен продукт. Парадоксът в случая е, че сътрудничеството на American Standard с немската IG Farben позволява на американската компания да създаде процес за производство на синтетичен каучук, подобен на Buna S, и да стане основен фактор в споменатото споразумение за решаване на проблема с каучука. САЩ по време на Втората световна война. Като цяло обаче четири големи компании доминират в изследванията и разработването на многофункционални заместители на гуми в страната: Firestone Tire & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). Съвместните им усилия по време на войната бяха необходими за създаването на качествени синтетични продукти. През 1941 г. те и Standard подписват споразумение за обмен на патенти и информация под юрисдикцията на компанията Rubber Reserve, основана от Рузвелт, и стават пример за това как големият бизнес и държавата могат да се обединят в името на военните доставки. Благодарение на огромния труд и обществени средства за изключително кратко време бяха построени 51 завода за производство на мономери и синтезираните от тях полимери, необходими за производството на синтетични гуми. Технологията, използвана за тази цел, се основава на производствения процес Buna S, тъй като той може най-добре да смеси естествен и синтетичен каучук и да използва налични машини за обработка.
В Съветския съюз, по време на войната, 165 колективни ферми отглеждат два вида глухарчета и въпреки че производството е неефективно и добивите от единица площ са ниски, произведеният каучук допринася за победата. Днес това глухарче се счита за една от възможните алтернативи на хевеята. Този продукт е допълнен със синтетичен бутадиен или така нареченият сопрен, създаден от Сергей Лебедев, в който алкохолът, получен от картофи, се използва като суровина.
(да последвам)
Текст: Георги Колев
