Testovacia jazda História pneumatík auta III: Chemici v pohybe

Pneumatika je high-tech produkt, ktorý je výsledkom desaťročí vývoja.

Na začiatku ani výrobcovia gumy, ani chemici nepoznali presné chemické zloženie a molekulárnu štruktúru surovín, s ktorými pracovali, a pneumatiky mali pochybnú kvalitu. Ich hlavným problémom je ľahké opotrebenie a opotrebovanie, čo znamená veľmi krátku životnosť. Krátko pred vypuknutím prvej svetovej vojny chemici zistili, že pridanie sadzí ako látky do štruktúry výrazne zvýšilo pevnosť, elasticitu a odolnosť proti oderu. Síra, sadze, zinok, ale aj takzvaný oxid kremičitý alebo známy kremeň (oxid kremičitý), ktorý sa v poslednej dobe používa ako prísada, sa významne podieľa na zmene chemickej štruktúry kaučuku a zlepšení jeho vlastnosti a ich využitie na tento účel siaha do rôznych období vývoja technológie pneumatík. Ale ako sme povedali, na začiatku bola molekulárna štruktúra pneumatiky úplnou záhadou.

V skutočnosti však už v roku 1829 Michael Faraday opísal základný stavebný kameň kaučuku chemickým vzorcom C5H8, alebo inými slovami, izoprén. V roku 1860 získal chemik Williams kvapalinu rovnakého vzorca. V roku 1882 bol prvýkrát vyrobený syntetický izoprén a v roku 1911 chemici Francis Matthews a Carl Harris nezávisle objavili, že izoprén možno polymerizovať, čo je proces, ktorý stojí za úspešným vytvorením umelého kaučuku. V skutočnosti úspech vedcov prichádza v čase, keď odmietajú úplne skopírovať chemický vzorec prírodného kaučuku.

Štandardný olej a IG Farben

Už v roku 1906 zahájili špecialisti z nemeckej spoločnosti Bayer výkonný program na výrobu syntetického kaučuku. Počas prvej svetovej vojny sa pre nedostatok prírodných surovín začala výroba pneumatík na báze takzvaného metylového kaučuku, ktorý vytvoril Bayer. Po prvej svetovej vojne však bola ukončená z dôvodu vysokej koncovej ceny a lacnejšieho dostupného prírodného produktu. V 20. rokoch XNUMX. storočia však opäť vznikol nedostatok prírodného kaučuku, čo viedlo k začiatku intenzívneho výskumu v ZSSR, USA a Nemecku.

Ešte na jar roku 1907 Fritz Hoffmann a Dr. Karl Kutel pomocou uhoľného dechtu vyvinuli technológiu na získanie východiskových produktov izoprénu, metylizoprénu a plynného butadiénu a ďalším krokom vo vývoji aktivity bola polymerizácia molekuly týchto látok. Po prvej svetovej vojne sa výskumníci z gigantu IG Farben, ktorý teraz zahŕňa Bayer, zamerali na polymerizáciu butadiénového monoméru a podarilo sa im vytvoriť syntetický kaučuk s názvom Buna, skratka pre butadién a sodík. V roku 1929 už koncern vyrábal pneumatiky z takzvaného Buna S, do ktorých sa pridávali sadze. Du Pont zase syntetizoval neoprén, vtedy nazývaný dupren. V tridsiatych rokoch minulého storočia sa chemikom Standard Oil z New Jersey, predchodcovi Exxonu, podarilo vyvinúť proces syntézy butadiénu s použitím oleja ako hlavného produktu. Paradoxom v tomto prípade je, že spolupráca American Standard s nemeckým IG Farben umožňuje americkej spoločnosti vytvoriť proces výroby syntetického kaučuku podobný Buna S a stať sa hlavným faktorom v uvedenej dohode na vyriešenie problému s gumou. USA počas druhej svetovej vojny. Vo všeobecnosti však výskumu a vývoju multifunkčných náhrad pneumatík v krajine dominujú štyri veľké spoločnosti: Firestone Tire & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). Ich spoločné úsilie počas vojny bolo nevyhnutné na vytvorenie kvalitných syntetických produktov. V roku 30 podpísali so Standardom dohodu o výmene patentov a informácií pod jurisdikciou Rubber Reserve Company, ktorú založil Roosevelt, a stali sa príkladom toho, ako sa môžu veľké firmy a štát spojiť v mene vojenských dodávok. Vďaka obrovskej práci a verejným financiám sa v extrémne krátkom čase podarilo postaviť 1941 závodov na výrobu monomérov a nimi syntetizovaných polymérov, ktoré sú potrebné na výrobu syntetických pneumatík. Technológia použitá na tento účel je založená na výrobnom procese Buna S, pretože dokáže najlepšie zmiešať prírodný a syntetický kaučuk a využiť dostupné spracovateľské stroje.

V Sovietskom zväze pestovalo počas vojny 165 kolektívnych fariem dva druhy púpav, a hoci bola produkcia neefektívna a výnosy na jednotku plochy nízke, vyrobená guma prispela k víťazstvu. Dnes je táto púpava považovaná za jednu z možných alternatív k hevea. Tento výrobok je doplnený syntetickým butadiénom alebo takzvaným soprénom, ktorý vytvoril Sergej Lebedev a v ktorom sa ako surovina používa alkohol získaný zo zemiakov.

(nasledovať)

Text: Georgy Kolev