Bandomasis važiavimas Automobilių padangų istorija III: Chemists in Motion
Padanga yra aukštųjų technologijų produktas, dešimtmečius trukusios evoliucijos rezultatas.
Iš pradžių nei gumos gamintojai, nei chemikai nežinojo tikslios žaliavų, su kuriomis dirbo, cheminės sudėties ir molekulinės struktūros, o padangos buvo abejotinos kokybės. Pagrindinė jų problema – lengvas dilimas ir nusidėvėjimas, o tai reiškia labai trumpą tarnavimo laiką. Prieš pat Pirmojo pasaulinio karo pradžią chemikai išsiaiškino, kad suodžių kaip medžiagos pridėjimas prie struktūros labai padidino stiprumą, elastingumą ir atsparumą dilimui. Siera, suodžiai, cinkas, taip pat vadinamasis silicio dioksidas arba gerai žinomas kvarcas (silicio dioksidas), kuris pastaruoju metu buvo naudojamas kaip priedas, vaidina svarbų vaidmenį keičiant gumos cheminę struktūrą ir gerinant jos kokybę. savybių, o jų panaudojimas šiam tikslui siekia skirtingus padangų technologijos vystymosi laikotarpius. Tačiau, kaip minėjome, pradžioje padangos molekulinė struktūra buvo visiška paslaptis.
Tačiau iš tikrųjų dar 1829 m. Michaelas Faradėjus aprašė pagrindinį gumos bloką, kurio cheminė formulė C5H8, arba, kitaip tariant, izopreną. 1860 metais chemikas Williamsas gavo tokios pat formulės skystį. 1882 m. pirmą kartą buvo pagamintas sintetinis izoprenas, o 1911 m. chemikai Francisas Matthewsas ir Carlas Harrisas savarankiškai atrado, kad izopreną galima polimerizuoti, o tai yra sėkmingo dirbtinės gumos sukūrimo procesas. Tiesą sakant, mokslininkų sėkmė ateina tuo metu, kai jie atsisako visiškai kopijuoti natūralaus kaučiuko cheminę formulę.
„Oil Standard“ ir „IG Farben“
Dar 1906 m. Vokietijos bendrovės „Bayer“ specialistai pradėjo galingą sintetinio kaučiuko gamybos programą. Pirmojo pasaulinio karo metu dėl natūralių žaliavų trūkumo buvo pradėtos gaminti „Bayer“ sukurtos vadinamosios metilkumos pagrindu pagamintos padangos. Tačiau po Pirmojo pasaulinio karo jis buvo nutrauktas dėl savo aukščiausios kainos ir pigesnio natūralaus produkto. Tačiau 20-aisiais vėl atsirado natūralaus kaučiuko trūkumas, dėl kurio prasidėjo intensyvūs tyrimai SSRS, JAV ir Vokietijoje.
Dar 1907 m. pavasarį Fritzas Hoffmannas ir daktaras Karlas Kutelis, naudodami akmens anglių degutą, sukūrė technologiją, skirtą izopreno, metilizopreno ir dujinio butadieno pradiniams produktams gauti, o kitas veiklos plėtros žingsnis buvo polimerizacija. šių medžiagų molekulių. Po Pirmojo pasaulinio karo milžino IG Farben, kuriam dabar priklauso Bayer, tyrėjai sutelkė dėmesį į butadieno monomero polimerizaciją ir sugebėjo sukurti sintetinį kaučiuką, vadinamą Buna, trumpinį butadieną ir natrią. 1929 metais koncernas jau gamino padangas iš vadinamojo Buna S, į kurį buvo dedama suodžių. Du Pont, savo ruožtu, susintetino neopreną, tada vadintą duprenu. 30-aisiais „Standard Oil“ chemikams iš Naujojo Džersio, „Exxon“ pirmtako, pavyko sukurti butadieno sintezės procesą, naudojant aliejų kaip pagrindinį produktą. Paradoksas šiuo atveju yra tas, kad „American Standard“ bendradarbiavimas su vokiečių „IG Farben“ leidžia amerikiečių kompanijai sukurti sintetinio kaučiuko gamybos procesą, panašų į „Buna S“, ir tapti pagrindiniu veiksniu minėtame susitarime išspręsti gumos problemą. JAV Antrojo pasaulinio karo metais. Tačiau apskritai daugiafunkcinių padangų pakaitalų tyrimuose ir plėtroje šalyje dominuoja keturios pagrindinės įmonės: „Firestone Tire & Rubber Company“, „BF Goodrich Company“, „Goodyear Tire & Rubber Company“, „Uniroyal“ – JAV. Jų bendros pastangos karo metu buvo būtinos norint sukurti kokybiškus sintetinius gaminius. 1941-aisiais jie ir „Standard“ pasirašė susitarimą dėl keitimosi patentais ir informacija, priklausančia Ruzvelto įkurtos bendrovės „Ruber Reserve Company“ jurisdikcijai, ir tapo pavyzdžiu, kaip stambus verslas ir valstybė gali susivienyti vardan karinių atsargų. Didžiulio darbo ir visuomenės lėšų dėka per itin trumpą laiką buvo pastatyta 51 gamykla, skirta sintetinių padangų gamybai būtinų monomerų ir jų sintezuojamų polimerų gamybai. Šiam tikslui naudojama technologija paremta Buna S gamybos procesu, nes geriausiai galima maišyti natūralų ir sintetinį kaučiuką ir naudoti turimas apdirbimo mašinas.
Sovietų Sąjungoje karo metu 165 kolūkiai augino dviejų rūšių kiaulpienes, ir nors gamyba buvo neefektyvi, o derlius iš ploto vieneto buvo mažas, pagaminta guma prisidėjo prie pergalės. Šiandien ši kiaulpienė laikoma viena iš galimų hevea alternatyvų. Šis produktas papildytas Sergejaus Lebedevo sukurtu sintetiniu butadienu arba vadinamąja soprena, kurioje kaip žaliava naudojamas iš bulvių gautas alkoholis.
(Sekti)
Tekstas: Georgijus Kolevas
