Тест драйв історія автомобільних шин III: Хіміки у русі

Шина - це високотехнологічний продукт, що став результатом десятиліть еволюції.

Спочатку ні виробники гуми, ні хіміки не знали точного хімічного складу та молекулярної структури сировини, з якою вони працюють, а шини мають досить сумнівну якість. Їхня основна проблема – легке стирання та знос, а значить, дуже короткий термін служби. Незадовго до початку Першої світової війни хіміки виявили, що додавання газоподібної сажі як речовина до структури значно збільшує міцність, еластичність та стійкість до стирання. Сірка, сажа, цинк, а також так званий діоксид кремнію або добре відомий кварц (діоксид кремнію), який нещодавно використовувався як добавка, відіграють значну роль у зміні хімічної структури гуми та покращенні її властивостей, а їх використання з такою метою сходить до різних періодів розвитку технологій виробництва шин. Але, як ми сказали, спочатку молекулярна структура шини була повною загадкою.

Однак насправді ще в 1829 Майкл Фарадей описав основний будівельний блок каучуку з хімічною формулою C5H8, або, іншими словами, ізопрен. В 1860 хімік Вільямс отримав рідину тієї ж формули. У 1882 році був вперше отриманий синтетичний ізопрен, а в 1911 хіміки Френсіс Метьюз і Карл Харріс незалежно один від одного виявили, що ізопрен може бути полімеризований - процес, що лежить в основі успішного створення штучного каучуку. Насправді успіх вчених настає тоді, коли вони відмовляються повністю копіювати хімічну формулу натурального каучуку.

Standard Oil та IG Farben

Ще в 1906 році фахівці німецької компанії Bayer запустили потужну програму з виробництва синтетичного каучуку. Під час Першої світової війни через брак натуральної сировини почалося виробництво шин на основі так званого метилового каучуку, створеного компанією Bayer. Однак після Першої світової війни він був припинений через його високої кінцевої ціни і доступного більш дешевого натурального продукту. Однак в 20-х роках знову виникла нестача натурального каучуку, що призвело до початку інтенсивних досліджень в СРСР, США і Німеччини.

Ще навесні 1907 року Фріц Хоффманн і доктор Карл Кутель, використовуючи кам'яновугільну смолу, розробили технологію отримання вихідних продуктів ізопрену, метилізопрену та газоподібного бутадієну, і наступним етапом у розвитку діяльності стала полімеризація молекул цих речовин. Після Першої світової війни дослідники з гігантського концерну IG Farben, до якого тепер і компанія Bayer, зосередилися на полімеризації бутадієнового мономеру і зуміли створити синтетичний каучук під назвою Buna – скорочення перших літер бутадієну та натрію. В 1929 концерн вже виробляв шини з так званої Buna S, в яку додавалася сажа. Du Pont, у свою чергу, синтезував неопрен, тоді ще званий дюпреном. У 30-х роках хіміки Standard Oil з Нью-Джерсі, попередника Exxon, досягли успіху в розробці процесу синтезу бутадієну з використанням нафти як основного продукту. Парадокс у цьому випадку полягає в тому, що співпраця American Standard з німецькою IG Farben дозволяє американській компанії створити процес виробництва синтетичного каучуку, аналогічний Buna S, і стати серйозним фактором у згаданій угоді для вирішення проблеми з гумою. США під час Другої світової війни Загалом, однак, у дослідженнях та розробках багатофункціональних замінників шин у країні домінують чотири основні компанії: Firestone Tire & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). Їхні спільні зусилля під час війни були необхідні для створення якісних синтетичних продуктів. У 1941 році вони та Standard підписали угоду про обмін патентами та інформацією під юрисдикцією компанії Rubber Reserve Company, заснованої Рузвельтом, і стали прикладом того, як великий бізнес та держава можуть об'єднатися в ім'я військових поставок. Завдяки величезній праці та державним коштам у надзвичайно короткі терміни було збудовано 51 завод з виробництва мономерів та синтезованих ними полімерів, необхідних для виробництва синтетичних шин. Технологія, що використовується для цієї мети, заснована на виробничому процесі Buna S, тому що він може найкраще змішувати натуральний та штучний каучук та використовувати доступні обробні машини.

У Радянському Союзі під час війни 165 колгоспів вирощували два види кульбаб, і, хоча виробництво було неефективним, а врожайність з одиниці площі була низькою, вироблений каучук сприяв перемозі. Сьогодні цей кульбаба вважається однією з можливих альтернатив гевее. В цей продукт доданий синтетичний бутадієн або так званий СОПР, створений Сергієм Лебедєвим, в якому в якості сировини використовується спирт, отриманий з картоплі.

(прямувати)

Текст: Георгій Колев