Гумата е високотехнологичен продукт, който е плод на десетки години еволюция
В началото нито производителите на каучук, нито химиците са наясно с точния химически състав и молекулния строеж на суровината, с която работят, и гумите имат доста съмнително качество. Главният им проблем е лесното изтриване и износване и следователно твърде малкият срок на експлоатация. Малко преди избухването на Първата световна войната химиците установят, че чрез прибавяне на газови сажди, като субстанция в структурата значително се повишава здравината, еластичността и устойчивостта на изтриване. Сярата, саждите, цинквайсът, както и т. нар. силика, или добре познатият кварц (силициев двуокис), която отскоро се използва като добавка, играят съществена роля в промяната на химическата структура на каучука и подобряването на качествата му, и употребата им с такава цел датира от различни периоди в еволюцията на технологиите за производство на гуми. Но както казахме, в началото молекулният строеж на гумата е пълна мистерия.
Факт е обаче, че още през 1829 г. Майкъл Фарадей описва основната градивна единица на каучука с химическата формула C5H8, или другояче казано, изопрен. През 1860 г. химикът Уилямс получава течност със същата формула. През 1882 г. за първи път е получен синтетичен изопрен, а през 1911 г. химиците Франсис Матюс и Карл Харис независимо един от друг откриват, че изопренът може да се полимеризира – именно този процес заляга в основата на успешното създаване на изкуствен каучук. В интерес на истината успехът на учените идва в момента, в който те се отказват да копират напълно химическата формула на естествения каучук.
Standard Oil и I.G. Farben
Още през 1906 г. специалистите от германската компания Bayer поставят началото на мощна програма за производство на синтетичен каучук. По време на Първата световна война вследствие на липсата на естествена суровина започва производството на гуми на основата на т. нар метилов каучук, създаден от Bayer. То обаче е прекратено след Първата Световна Война поради високата му крайна цена и достъпния междувременно поевтинял естествен продукт. През 20-те години обаче отново има недостиг на естествен каучук и това предизвиква старта на интензивна изследователска дейност в СССР, Щатите и Германия.
Още през пролетта на 1907 г. Фриц Хофман и д-р Карл Кутел, използвайки каменовъглен катран, са създали технология за изходните продукти изопрен, метил изопрен и газообразния бутадиен, а следващият етап в развойната дейност е полимеризацията на молекулите на тези вещества. След Първата световна война изследователите от гигантския концерн I.G. Farben, включващ вече и Bayer, се фокусират върху полимеризацията на мономера бутадиен и успяват да създадат синтетична гума, която наричат Buna – съкращение от първите букви на бутадиен и натрий. През 1929 г. концернът вече произвежда гуми от т. нар. Buna S, към която добавят и сажди. Du Pont от своя страна синтезира неопрена, тогава все още наричан дюпрен. През 30-те години химиците на Standard Oil of New Jersey – предшественика на Exxon – успяват да разработят процес на синтез на бутадиен, използвайки като базов продукт петрол. Парадоксалното в случая е, че сътрудничеството на американския Standard с германския I.G. Farben позволява на американската компания да създаде процес за производство на синтетична гума, близък до този на Buna S, и да се превърне в сериозен фактор в споменатото съглашение за разрешаването на гумения проблем на Щатите по време на Втората Световна Война. Като цяло обаче в страната изследователската дейност и разработването на мултифункционален заместител на гумата се доминира от четирите големи компании: Firestone Tyre & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tyre & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). Именно техните обединени усилия по време на войната са от съществено значение за създаването на качествени синтетични продукти. През 1941 г. те заедно със Standard подписват съглашение за размяна на патенти и информация под юрисдикцията на създадената от Рузвелт Rubber Reserve Company и се превръщат в пример за това, как едрият капитал и държавата могат да се обединят в името на военното снабдяване. Благодарение на огромния вложен труд и правителствени средства за изключително кратък период от време са построени 51 завода за мономери и синтезираните от тях полимери, необходими за производството на синтетични гуми. Използваната за целта технология е базирана върху процеса за производство на Buna S, защото при него най-добре могат да се смесват естествен и изкуствен каучук и да се използват наличните машини за обработка.
В Съветския съюз по време на войната 165 колхоза отглеждат два вида подобни на глухарче растения и макар че производството е неефективно, а добивът от единица площ е нисък, полученият от тях каучук дава своя принос за победата. Днес това глухарче се приема за една от възможните алтернативи на хевеята. Към този продукт се добавя и създаденият от Сергей Лебедев синтетичен бутадиен или т. нар. совпрен, при който за изходна суровина се използва алкохол, получен от картофи.
(следва)
Текст: Георги Колев