Lịch sử lái thử lốp ô tô III: Chuyển động của các nhà hóa học

Lốp xe là một sản phẩm công nghệ cao, là kết quả của nhiều thập kỷ phát triển.

Ban đầu, cả nhà sản xuất cao su lẫn nhà hóa học đều không biết chính xác thành phần hóa học và cấu trúc phân tử của nguyên liệu thô mà họ đang làm việc, và lốp xe có chất lượng đáng ngờ. Vấn đề chính của chúng là dễ mài mòn và mài mòn, có nghĩa là tuổi thọ rất ngắn. Ngay trước khi Thế chiến thứ nhất bùng nổ, các nhà hóa học đã phát hiện ra rằng việc thêm muội than làm chất vào cấu trúc sẽ làm tăng đáng kể độ bền, độ đàn hồi và khả năng chống mài mòn. Lưu huỳnh, muội than, kẽm, cũng như cái gọi là silicon dioxide hoặc thạch anh nổi tiếng (silicon dioxide), gần đây đã được sử dụng làm chất phụ gia, đóng một vai trò quan trọng trong việc thay đổi cấu trúc hóa học của cao su và cải thiện chất lượng của nó. các đặc tính và việc sử dụng chúng cho mục đích này đã có từ các thời kỳ phát triển khác nhau của công nghệ lốp xe. Tuy nhiên, như chúng tôi đã nói, ban đầu, cấu trúc phân tử của lốp xe hoàn toàn là một bí ẩn.

Tuy nhiên, trên thực tế, vào năm 1829, Michael Faraday đã mô tả cấu trúc cơ bản của cao su với công thức hóa học C5H8, hay nói cách khác là isoprene. Năm 1860, nhà hóa học Williams thu được một chất lỏng có cùng công thức. Năm 1882, isoprene tổng hợp lần đầu tiên được tạo ra, và vào năm 1911, các nhà hóa học Francis Matthews và Carl Harris đã độc lập phát hiện ra rằng isoprene có thể được polyme hóa, quá trình tạo ra thành công cao su nhân tạo. Trên thực tế, thành công của các nhà khoa học đến vào thời điểm họ từ chối sao chép hoàn toàn công thức hóa học của cao su thiên nhiên.

Dầu tiêu chuẩn và IG Farben

Trở lại năm 1906, các chuyên gia từ công ty Bayer của Đức đã khởi động một chương trình mạnh mẽ để sản xuất cao su tổng hợp. Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, do sự thiếu hụt nguyên liệu thô tự nhiên, việc sản xuất lốp xe dựa trên cái gọi là cao su metyl, do Bayer tạo ra đã bắt đầu. Tuy nhiên, sau Thế chiến thứ nhất, nó đã bị ngừng sản xuất do giá cuối cùng cao và sản phẩm tự nhiên có sẵn rẻ hơn. Tuy nhiên, vào những năm 20, tình trạng thiếu cao su thiên nhiên lại bùng phát, dẫn đến việc bắt đầu nghiên cứu chuyên sâu ở Liên Xô, Hoa Kỳ và Đức.

Trở lại mùa xuân năm 1907, Fritz Hoffmann và Tiến sĩ Karl Kutel, sử dụng nhựa than đá, đã phát triển một công nghệ để thu được các sản phẩm ban đầu của isopren, metyl isopren và butadien dạng khí, và bước tiếp theo trong quá trình phát triển hoạt động là trùng hợp phân tử của các chất này. Sau Thế chiến I, các nhà nghiên cứu tại IG Farben khổng lồ, hiện bao gồm cả Bayer, tập trung vào phản ứng trùng hợp monome butadien và thành công trong việc tạo ra một loại cao su tổng hợp có tên là Buna, viết tắt của butadien và natri. Năm 1929, mối quan tâm đã sản xuất lốp xe từ cái gọi là Buna S, trong đó bồ hóng đã được thêm vào. Ngược lại, Du Pont đã tổng hợp neoprene, sau đó được gọi là duprene. Vào những năm 30, các nhà hóa học của Standard Oil từ New Jersey, tiền thân của Exxon, đã thành công trong việc phát triển quy trình tổng hợp butadien sử dụng dầu làm sản phẩm chính. Nghịch lý trong trường hợp này là sự hợp tác của American Standard với IG Farben của Đức cho phép công ty Mỹ tạo ra quy trình sản xuất cao su tổng hợp tương tự như Buna S và trở thành nhân tố chính trong thỏa thuận giải quyết vấn đề cao su nói trên. Hoa Kỳ trong Thế chiến II. Tuy nhiên, nhìn chung, bốn công ty lớn thống trị nghiên cứu và phát triển các sản phẩm thay thế lốp xe đa chức năng trong nước: Công ty Cao su & Lốp xe Firestone, Công ty BF Goodrich, Công ty Cao su & Lốp xe Goodyear, Công ty Cao su Hoa Kỳ (Uniroyal). Những nỗ lực chung của họ trong chiến tranh là cần thiết để tạo ra các sản phẩm tổng hợp chất lượng. Năm 1941, họ và Standard đã ký một thỏa thuận trao đổi bằng sáng chế và thông tin thuộc thẩm quyền của Công ty Dự trữ Cao su do Roosevelt thành lập và trở thành một ví dụ về cách doanh nghiệp lớn và nhà nước có thể hợp nhất dưới danh nghĩa cung cấp quân sự. Nhờ khối lượng công việc khổng lồ và quỹ công, 51 nhà máy sản xuất monome và polyme do chúng tổng hợp, cần thiết cho việc sản xuất lốp xe tổng hợp, đã được xây dựng trong một thời gian cực ngắn. Công nghệ được sử dụng cho mục đích này dựa trên quy trình sản xuất Buna S vì nó có thể trộn cao su tự nhiên và cao su tổng hợp một cách tốt nhất và sử dụng các máy móc gia công sẵn có.

Ở Liên Xô, trong chiến tranh, 165 nông trường tập thể đã trồng hai loại bồ công anh, và mặc dù sản xuất kém hiệu quả và năng suất trên một đơn vị diện tích thấp, nhưng cao su sản xuất ra đã góp phần vào chiến thắng. Ngày nay, cây bồ công anh này được coi là một trong những lựa chọn có thể thay thế cho cây bồ công anh. Sản phẩm này được bổ sung butadiene tổng hợp hay còn gọi là sopris, được tạo ra bởi Sergei Lebedev, trong đó rượu thu được từ khoai tây được sử dụng làm nguyên liệu.

(theo dõi)

Văn bản: Georgy Kolev