Тэст драйв гісторыя аўтамабільных шын III: Хімікі ў руху

Шына - гэта высокатэхналагічны прадукт, які стаў вынікам дзесяцігоддзяў эвалюцыі.

Спачатку ні вытворцы гумы, ні хімікі не ведалі дакладнага хімічнага складу і малекулярнай структуры сыравіны, з якім яны працуюць, а шыны маюць даволі сумнеўную якасць. Іх асноўная праблема - лёгкае сціранне і знос, а значыць, вельмі кароткі тэрмін службы. Незадоўга да пачатку Першай сусветнай вайны хімікі выявілі, што даданне газападобнай сажы ў якасці рэчыва ў структуру значна павялічвае трываласць, эластычнасць і ўстойлівасць да ізаляцыі. Сера, сажа, цынк, а таксама так званы дыяксід крэмнія ці добра вядомы кварц (дыяксід крэмнія), які нядаўна выкарыстоўваўся ў якасці дадатку, гуляюць значную ролю ў змене хімічнай структуры гумы і паляпшэнні яе ўласцівасцяў, а іх выкарыстанне з такая мэта ўзыходзіць да розных перыядам развіцця тэхналогій вытворчасці шын. Але, як мы ўжо сказалі, спачатку малекулярная структура шыны была поўнай загадкай.

Аднак насамрэч яшчэ ў 1829 году Майкл Фарадэй апісаў асноўны будаўнічы блок каучуку з хімічнай формулай C5H8, ці, іншымі словамі, изопрен. У 1860 хімік Уільямс атрымаў вадкасць той жа формулы. У 1882 годзе быў упершыню атрыманы сінтэтычны ізапрэн, а ў 1911 годзе хімікі Фрэнсіс Мэцьюз і Карл Харыс незалежна адзін ад аднаго выявілі, што ізапрэн можа быць полимеризован – працэс, які ляжыць у аснове паспяховага стварэння штучнага каучуку. Насамрэч поспех навукоўцаў надыходзіць у той час, калі яны адмаўляюцца цалкам капіяваць хімічную формулу натуральнага каучуку.

Standard Oil і IG Farben

Яшчэ ў 1906 годзе спецыялісты нямецкай кампаніі Bayer запусцілі магутную праграму па вытворчасці сінтэтычнага каучуку. Падчас Першай сусветнай вайны з-за недахопу натуральнай сыравіны пачалося вытворчасць шын на аснове так званага метылавага каўчук, створанага кампаніяй Bayer. Аднак пасля Першай сусветнай вайны ён быў спынены з-за яго высокай канчатковай цаны і даступнага больш таннага натуральнага прадукту. Аднак у 20-х гадах зноў паўстала недахоп натуральнага каўчуку, што прывяло да пачатку інтэнсіўных даследаванняў у СССР, ЗША і Германіі.

Яшчэ вясной 1907 года Фрыц Хофман і доктар Карл Кутель, выкарыстоўваючы каменнавугальную смалу, распрацавалі тэхналогію атрымання зыходных прадуктаў ізапрэну, метилизопрена і газападобнага бутадыена, і наступным этапам у развіцці дзейнасці стала полімерызацыя малекул гэтых рэчываў. Пасля Першай сусветнай вайны даследнікі з гіганцкага канцэрна IG Farben, у які зараз уваходзіць і кампанія Bayer, засяродзіліся на полімерызацыі бутадыенавага мономера і здолелі стварыць сінтэтычны каўчук пад назвай Buna – скарачэнне першых літар бутадыена і натрыю. У 1929 году канцэрн ужо вырабляў шыны з так званай Buna S, у якую дадавалася сажа. Du Pont, у сваю чаргу, сінтэзаваў неопрен, тады яшчэ званы дзюпрэнам. У 30-х гадах хімікі Standard Oil з Нью-Джэрсі, папярэдніка Exxon, атрымалі поспех у распрацоўцы працэсу сінтэзу бутадыена з выкарыстаннем нафты ў якасці асноўнага прадукта. Парадокс у дадзеным выпадку складаецца ў тым, што супрацоўніцтва American Standard з нямецкай IG Farben дазваляе амерыканскай кампаніі стварыць працэс вытворчасці сінтэтычнага каучуку, аналагічны Buna S, і стаць сур'ёзным фактарам у згаданай дамове для рашэння праблемы з гумай. ЗША падчас Другой сусьветнай вайны. У цэлым, аднак, у даследаваннях і распрацоўках шматфункцыянальных заменнікаў шын у краіне дамінуюць чатыры асноўныя кампаніі: Firestone Tire Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). Іх сумесныя намаганні ў час вайны былі неабходны для стварэння якасных сінтэтычных прадуктаў. У 1941 году яны і Standard падпісалі дамову аб абмене патэнтамі і інфармацыяй пад юрысдыкцыяй кампаніі Rubber Reserve Company, заснаванай Рузвельтам, і сталі прыкладам таго, як буйны бізнэс і дзяржава могуць аб'яднацца ў імя ваенных паставак. Дзякуючы вялізнай працы і дзяржаўным сродкам у надзвычай кароткія тэрміны быў пабудаваны 51 завод па вытворчасці манамераў і сінтэзуемых імі палімераў, неабходных для вытворчасці сінтэтычных шын. Тэхналогія, якая выкарыстоўваецца для гэтай мэты, заснавана на вытворчым працэсе Buna S, таму што ён можа лепш за ўсё змешваць натуральны і штучны каўчук і выкарыстоўваць даступныя апрацоўчыя машыны.

У Савецкім Саюзе падчас вайны 165 калгасаў вырошчвалі два выгляду дзьмухаўцоў, і, хоць вытворчасць было неэфектыўным, а ўраджайнасць з адзінкі плошчы была нізкай, выраблены каўчук спрыяў перамозе. Сёння гэты дзьмухавец лічыцца адной з магчымых альтэрнатыў Гевее. У гэты прадукт дададзены сінтэтычны бутадыен або так званы сопра, створаны Сяргеем Лебедзевым, у якім у якасці сыравіны выкарыстоўваецца спірт, атрыманы з бульбы.

(Прытрымлівацца)

Тэкст: Георгій Колеў