Testa brauciens Auto riepu vēsture III: ķīmiķi kustībā

Riepa ir augsto tehnoloģiju produkts, gadu desmitiem ilgas evolūcijas rezultāts.

Sākumā ne gumijas ražotāji, ne ķīmiķi nezināja precīzu izejvielu ķīmisko sastāvu un molekulāro struktūru, ar kurām viņi strādāja, un riepas bija apšaubāmas kvalitātes. To galvenā problēma ir viegla nodilšana un nodilums, kas nozīmē ļoti īsu kalpošanas laiku. Īsi pirms Pirmā pasaules kara uzliesmojuma ķīmiķi atklāja, ka oglekļa kā vielas pievienošana struktūrai ievērojami palielina izturību, elastību un nodilumizturību. Gumijas ķīmiskās struktūras mainīšanā un tās uzlabošanā liela nozīme ir sēram, ogleklim, cinkam, kā arī tā sauktajam silīcija dioksīdam jeb plaši pazīstamajam kvarcam (silīcija dioksīdam), ko pēdējā laikā izmanto kā piedevu. īpašības, un to izmantošana šim nolūkam aizsākās dažādos riepu tehnoloģijas attīstības periodos. Bet, kā jau teicām, sākumā riepas molekulārā struktūra bija pilnīgs noslēpums.

Tomēr patiesībā jau 1829. gadā Maikls Faradejs aprakstīja gumijas pamatelementu ar ķīmisko formulu C5H8 jeb, citiem vārdiem sakot, izoprēnu. 1860. gadā ķīmiķis Viljamss ieguva tādas pašas formulas šķidrumu. 1882. gadā pirmo reizi tika izgatavots sintētiskais izoprēns, un 1911. gadā ķīmiķi Frensiss Metjūss un Karls Heriss neatkarīgi atklāja, ka izoprēnu var polimerizēt, un tas ir process, kas ir veiksmīgas mākslīgās kaučuka radīšanas pamatā. Faktiski zinātnieku panākumi nāk laikā, kad viņi atsakās pilnībā kopēt dabiskā kaučuka ķīmisko formulu.

Eļļas standarts un IG Farben

Vēl 1906. gadā vācu uzņēmuma Bayer speciālisti uzsāka jaudīgu sintētiskā kaučuka ražošanas programmu. Pirmā pasaules kara laikā dabisko izejvielu trūkuma dēļ sāka ražot riepas, kuru pamatā bija tā sauktā metilkaučuks, kuru izveidoja Bayer. Tomēr pēc Pirmā pasaules kara tā tika pārtraukta augstās cenas un pieejamā dabiskā produkta dēļ. Tomēr 20. gados atkal parādījās dabiskā kaučuka trūkums, kas izraisīja intensīvu pētījumu sākumu PSRS, ASV un Vācijā.

Vēl 1907. gada pavasarī Frics Hofmans un doktors Kārlis Kutels, izmantojot akmeņogļu darvu, izstrādāja tehnoloģiju izoprēna, metilizoprēna un gāzveida butadiēna izejvielu iegūšanai, un nākamais solis darbības attīstībā bija ogļu darvas polimerizācija. šo vielu molekulas. Pēc Pirmā pasaules kara giganta IG Farben, kurā tagad ietilpst Bayer, pētnieki koncentrējās uz butadiēna monomēra polimerizāciju un izdevās izveidot sintētisko gumiju ar nosaukumu Buna, kas ir saīsinājums no butadiēna un nātrija. 1929. gadā koncerns jau ražoja riepas no tā sauktās Buna S, kurām tika pievienoti sodrēji. Du Pont, savukārt, sintezēja neoprēnu, ko toreiz sauca par duprēnu. 30. gadsimta 1941. gados Standard Oil ķīmiķiem no Ņūdžersijas, Exxon priekšgājēja, izdevās izstrādāt butadiēna sintēzes procesu, izmantojot eļļu kā galveno produktu. Paradokss šajā gadījumā ir tāds, ka American Standard sadarbība ar vācu IG Farben ļauj amerikāņu uzņēmumam izveidot sintētiskā kaučuka ražošanas procesu, kas ir līdzīgs Buna S, un kļūt par galveno faktoru minētajā nolīgumā, lai atrisinātu gumijas problēmu. ASV Otrā pasaules kara laikā. Tomēr kopumā valstī daudzfunkcionālu riepu aizstājēju pētniecībā un attīstībā dominē četri lielie uzņēmumi: Firestone Tire & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). Viņu kopīgie centieni kara laikā bija nepieciešami, lai radītu kvalitatīvus sintētiskos izstrādājumus. 51. gadā viņi un Standard parakstīja vienošanos par patentu un informācijas apmaiņu Rūzvelta dibinātās kompānijas Rubber Reserve Company jurisdikcijā un kļuva par piemēru tam, kā militāro piegāžu vārdā var apvienoties liels bizness un valsts. Pateicoties milzīgajam darbam un valsts līdzekļiem, ārkārtīgi īsā laikā tika uzbūvēta XNUMX rūpnīca monomēru un to sintezēto polimēru ražošanai, kas nepieciešami sintētisko riepu ražošanai. Šim nolūkam izmantotā tehnoloģija ir balstīta uz Buna S ražošanas procesu, jo tā vislabāk var sajaukt dabisko un sintētisko kaučuku un izmantot pieejamās apstrādes iekārtas.

Padomju Savienībā kara laikā 165 kolhozos audzēja divu veidu pienenes, un, lai gan ražošana bija neefektīva un raža no platības vienības bija zema, saražotā gumija veicināja uzvaru. Mūsdienās šī pienene tiek uzskatīta par vienu no iespējamām hevea alternatīvām. Šis produkts tiek papildināts ar Sergeja Lebedeva radīto sintētisko butadiēnu jeb tā saukto soprēnu, kurā kā izejviela tiek izmantots no kartupeļiem iegūtais spirts.

(sekot)

Teksts: Georgijs Koļevs