История происхождения резины

Резина и изделия из нее прочно вошли в наш обиход: они востребованы в быту, медицине, практически во всех отраслях промышленности – всего и не перечислить. Но история появления в нашей жизни, казалось бы, естественной и хорошо знакомой резины не так проста, как это может показаться на первый взгляд. В общем, «история резины» - это история проникновения и освоения европейским сообществом каучука.

Начало этой истории относится к тому времени, когда Колумб в экзотической тогда Америке увидел индейцев, играющих в мяч, довольно тяжелый, из черной массы, прыгающий намного лучше кожаных европейских мячей. Секрет изготовления этих мячей заключался в обнаруженных индейцами интересных свойствах каучуконосных деревьев, которые растут в странах с тропическим климатом – Индонезии, Индии, на Цейлоне, в Бразилии. Наиболее распространена бразильская гевея, ее высота – 30 метров, в обхвате – 3,5 метра. При надрезе ее коры выступает белый млечный сок, латекс. Если его собрать побольше и подержать на солнце, то получится желтоватая масса, тягучая и немного липкая. Еще несколько манипуляций – и индейцы использовали природный каучук и для развлечений, и для бытовых нужд: делали из него бутылки, промазывали пироги, некоторые индейцы покрывали ноги этой массой и держали над костром, было больно, но зато индеец получал на всю жизнь пару непромокаемых чулок. Аборигены Америки нашли применение на практике не только непромокаемости и упругости каучука, но и его клейкости: птичьи перья для украшения они приклеивали к телу именно каучуком.

Следующий этап – путешествие по Южной Америке французского путешественника Ш. Кондамина, который второй раз открыл каучук. Именно с 1738 года обычно ведут историю натурального каучука, когда Кондамин представил в АН в Париже образцы каучука и описание способов его добычи. К сожалению, значительных практических результатов этот доклад не дал: привезенные образцы высохли и затвердели. Тогда каучук сумели использовать только для одного дела – стирания карандашных записей. Таким образом, ластик – это первая вещь, сделанная в Европе из каучука.

Прошло еще 80 лет. Ч. Макинтош искал способ вернуть высохшему каучуку природные свойства. Совершенно случайно он пролил на образец каучука солвент-нафта (вещество, добываемое из каменноугольной смолы). Макинтош пропитал каучуком плотную материю, и она стала непромокаемой. Так появились первые плащи-макинтоши, а потом и первые галоши, и сумки для перевозки почты. Правда, потом стал очевиден большой недостаток всей этой продукции, делавший ее совершенно непригодной: в сильную жару материал становился слишком мягким, а в холодную погоду затвердевал, как камень.

1839 год. Америка. Ч. Гудьир искал способ сделать каучук нечувствительным к изменениям температуры. Многократные опыты требовали денег, и в итоге исследователь оказался в долговой тюрьме; именно там, продолжая опыты, он обнаружил, что липкость исчезает, если посыпать каучук серой и высушить его. Уже выйдя из тюрьмы, Гудьир, опять же по рассеянности, положил кусочек каучука с серой не на стол, а на горячую плиту. Ошибка оказалась открытием, потому что на плите Гудьир обнаружил не липкую смесь, а сухой мягкий упругий кусок… уже резины. Под действием серы при умеренном нагревании каучук приобретал большую прочность, твердость, становился менее чувствительным к переменам температуры. Процесс назвали вулканизацией, а вулканизированный каучук – резиной. Изделия из резины начали быстро завоевывать рынок, а в конце 19 века в период повсеместной электрификации резина стала использоваться и как хороший изолятор.

Все больше и больше требовалось резины. Разрастались огромные плантации гевеи в Южной Америке и Индонезии. Примерно в то же время один предприимчивый англичанин тайком вывез из Бразилии 70 тыс. семян гевеи, но прижились они только в одном месте – на Цейлонских островах, принадлежавших тогда Англии. На мировом рынке каучука появились два крупных монополиста, и стало ясно: природный каучук не экономичен и не рентабелен, необходимо обнаружить способ получения искусственного каучука. Дальнейшая история освоения резины – это история химических исследований, в основном, российской химической науки.

В России резиновая промышленность возникла в первой половине 19 века. До революции резиновое производство было представлено 4-мя предприятиями: «Треугольник», «Проводник» и сравнительно небольшими заводами «Богатырь» и «Каучук». В 1913 году на них работало 23 тыс. человек и выпускали они главным образом обувь; сырье и оборудование были заграничными, техническое руководство осуществляли иностранцы. Мало кто знает, что производство туалетной губки являлось в 19 веке секретом завода «Треугольник»; как ни странно, этот незамысловатый предмет был наиболее конкурентоспособным резиновым изделием на мировом рынке. После Октябрьской революции резиновая промышленность представляла достаточно мощную отрасль. Был взят общий курс на индустриализацию, а потому резко возросла потребность в комплектующих резинотехнических изделиях. Но производство резины находилось в исключительной зависимости от импорта натурального каучука. Существовало два возможных варианта решения проблемы. Первый - изыскание каучуконосов, пригодных для разведения в районах с умеренным климатом. В СССР этим занимался Н. И. Вавилов, в США инициаторами этих работ были Т. Эдисон и Г. Форд.

Второй вариант – создание синтетического каучука. Химические исследования состава каучука начались еще с опытов М. Фарадея в 1826 году. В 1879 А. Бушард наблюдал превращение изопрена в каучукоподобную массу, а в 1910 – И. Л. Кондаков подобное превращение диметилбутадиена. В 1909 г. Сергей Васильевич Лебедев показал вещество, близкое к каучуку, приготовленное из дивинила – бесцветного летучего газа. Но после долгих трудов ему удалось добыть всего лишь 19 граммов. В России в том же направлении работал И. И. Остромысленский, проводя опыты на заводе «Богатырь», в Германии – К. Гарриес, в Англии – Ф. Мэтьюс и Е. Стрейкедж. Таким образом, наука шла по стопам природы: сначала надо было получить полимер диеновых углеводородов, а затем синтезировать из них каучук.

В 1926 году Советское правительство объявило всемирный конкурс на производство искусственного каучука, причем выдвигались 3 условия: 1) сырье должно быть дешевым; 2) качество не хуже натурального; 3) срок до представления результатов разработок – 2 года. В мае 1928 года этот конкурс выиграл С. В. Лебедев. В качестве сырья он использовал обыкновенный картофель, из которого получал спирт, а уже из спирта – дивинил. Причем еще два года назад из 1 л спирта он получал 5 гр дивинила, а сейчас - 50 гр, тем самым сокращая расходы в 10 раз. Но этот безусловный прорыв не решал проблему, так как, например, на изготовление одной автомобильной шины уходило 500 кг картофеля. Потом ученые, усовершенствовав изобретение С. В. Лебедева, стали добывать дивинил из природных газов. И уже в 1929 году правительство приняло решение строить в Ленинграде опытный завод по получению синтетического каучука из спирта по методу Лебедева и еще два завода, которые должны были опробовать другие известные методы: Б. В. Бызова и группы ученых под руководством А. Л. Клебанского. 15 февраля 1931 года газеты всего мира сообщили, что в СССР выпущена первая большая партия искусственного каучука. Ни Германия, ни Англия на тот момент не были готовы предложить свой вариант решения этой промышленной проблемы. Интересно, что Т. Эдисон в своем интервью так оценил это событие: «Известие о том, что Советы достигли успехов в производстве синтетического каучука из нефти, невероятно. Этого нельзя сделать. Я бы даже сказал больше: весь этот отчет является фальшивкой. На основании моего собственного опыта и опыта других сейчас нельзя сказать, что получение синтетического каучука вообще когда-нибудь будет успешным». И тем не менее, уже в 1932 году в Ярославле дал продукцию первый завод синтетического каучука.

С 1951 года началось производство каучука из нефтяных газов и продуктов переработки нефти. Долгое время искусственный каучук, превосходя настоящий по отдельным показателям (температурный диапазон, прочность, химическая стойкость), уступал в одном – в эластичности (что очень важно для, например, автомобильных и авиационных шин), но и эта проблема была решена.

Таким образом, и природный дар – дерево гевея, и ряд случайностей, и долгий кропотливый труд ученых сделали резину одним из самых необходимых и универсальных материалов, востребованным каждый день, в самых разных ситуациях, в самых разных сферах деятельности человека.