ทดลองขับประวัติยางรถยนต์ III: นักเคมีในการเคลื่อนไหว

ยางเป็นผลิตภัณฑ์ไฮเทค ซึ่งเป็นผลมาจากวิวัฒนาการหลายทศวรรษ

ในช่วงแรก ผู้ผลิตยางและนักเคมีต่างก็ไม่ทราบองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างโมเลกุลที่แน่นอนของวัตถุดิบที่พวกเขาใช้ และยางก็มีคุณภาพที่น่าสงสัย ปัญหาหลักคือการสึกกร่อนและสึกหรอง่าย ซึ่งหมายถึงอายุการใช้งานที่สั้นมาก ไม่นานก่อนการปะทุของสงครามโลกครั้งที่ XNUMX นักเคมีพบว่าการเติมคาร์บอนแบล็กลงในโครงสร้างจะช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และความต้านทานต่อการขีดข่วนได้อย่างมาก กำมะถัน คาร์บอนแบล็ค สังกะสี รวมทั้งซิลิกอนไดออกไซด์หรือควอตซ์ที่รู้จักกันดี (ซิลิกอนไดออกไซด์) ซึ่งเพิ่งถูกใช้เป็นสารเติมแต่ง มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของยางและปรับปรุงยาง คุณสมบัติและการใช้งานเพื่อจุดประสงค์นี้กลับไปสู่ช่วงเวลาต่างๆ ของการพัฒนาเทคโนโลยียาง แต่อย่างที่เราพูดไปในตอนแรก โครงสร้างโมเลกุลของยางนั้นยังเป็นปริศนาอย่างสมบูรณ์

อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริงแล้ว ย้อนกลับไปในปี 1829 ไมเคิล ฟาราเดย์ได้อธิบายส่วนประกอบพื้นฐานของยางด้วยสูตรทางเคมี C5H8 หรืออีกนัยหนึ่งคือไอโซพรีน ในปี พ.ศ. 1860 นักเคมีวิลเลียมส์ได้รับของเหลวที่มีสูตรเดียวกัน ในปี 1882 มีการผลิตไอโซพรีนสังเคราะห์ขึ้นเป็นครั้งแรก และในปี 1911 นักเคมี Francis Matthews และ Carl Harris ได้ค้นพบโดยอิสระว่าไอโซพรีนสามารถถูกพอลิเมอร์ได้ ซึ่งเป็นกระบวนการที่อยู่เบื้องหลังความสำเร็จในการสร้างยางเทียม ในความเป็นจริง ความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่พวกเขาปฏิเสธที่จะลอกเลียนแบบสูตรทางเคมีของยางธรรมชาติโดยสิ้นเชิง

Standard Oil และ IG Farben

ย้อนกลับไปในปี 1906 ผู้เชี่ยวชาญจาก บริษัท เยอรมัน Bayer ได้เปิดตัวโปรแกรมที่มีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตยางสังเคราะห์ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเนื่องจากการขาดแคลนวัตถุดิบจากธรรมชาติการผลิตยางรถยนต์โดยใช้ยางเมธิลที่ไบเออร์สร้างขึ้น อย่างไรก็ตามหลังสงครามโลกครั้งที่ 20 ถูกยกเลิกเนื่องจากราคาสุดท้ายที่สูงและผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่มีราคาถูกกว่า อย่างไรก็ตามในปี ค.ศ. XNUMX ปัญหาการขาดแคลนยางธรรมชาติได้เกิดขึ้นอีกครั้งซึ่งนำไปสู่การเริ่มต้นการวิจัยอย่างเข้มข้นในสหภาพโซเวียตสหรัฐอเมริกาและเยอรมนี

ย้อนกลับไปในฤดูใบไม้ผลิปี 1907 Fritz Hoffmann และ Dr. Karl Kutel ใช้น้ำมันดิน พัฒนาเทคโนโลยีเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เริ่มต้นของไอโซพรีน เมทิลไอโซพรีน และก๊าซบิวทาไดอีน และขั้นตอนต่อไปในการพัฒนากิจกรรมคือพอลิเมอไรเซชันของ โมเลกุลของสารเหล่านี้ หลังสงครามโลกครั้งที่ 1929 นักวิจัยจากบริษัทยักษ์ใหญ่ IG Farben ซึ่งปัจจุบันรวมถึงบริษัทไบเออร์ ได้มุ่งเน้นไปที่โพลิเมอไรเซชันของบิวทาไดอีนโมโนเมอร์ และประสบความสำเร็จในการสร้างยางสังเคราะห์ที่เรียกว่า Buna ซึ่งย่อมาจากบิวทาไดอีนและโซเดียม ในปีพ.ศ. 30 ความกังวลได้เริ่มผลิตยางรถยนต์จากสิ่งที่เรียกว่า Buna S ซึ่งมีการเติมเขม่าเข้าไป ในทางกลับกัน Du Pont ก็สังเคราะห์นีโอพรีน แล้วเรียกว่าดูพรีน ในช่วงทศวรรษที่ 1941 นักเคมีของ Standard Oil จากนิวเจอร์ซีย์ ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของ Exxon ประสบความสำเร็จในการพัฒนากระบวนการสำหรับการสังเคราะห์บิวทาไดอีนโดยใช้น้ำมันเป็นผลิตภัณฑ์หลัก ความขัดแย้งในกรณีนี้คือความร่วมมือของ American Standard กับ German IG Farben ทำให้บริษัทอเมริกันสามารถสร้างกระบวนการผลิตยางสังเคราะห์ที่คล้ายกับ Buna S และกลายเป็นปัจจัยหลักในข้อตกลงดังกล่าวเพื่อแก้ปัญหายาง สหรัฐอเมริกาในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว บริษัทใหญ่ 51 แห่งครองการวิจัยและพัฒนายางล้อทดแทนอเนกประสงค์ในประเทศ ได้แก่ Firestone Tyre & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tyre & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal) ความพยายามร่วมกันระหว่างสงครามเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ที่มีคุณภาพ ในปีพ.ศ. XNUMX พวกเขาและสแตนดาร์ดได้ลงนามในข้อตกลงเพื่อแลกเปลี่ยนสิทธิบัตรและข้อมูลภายใต้เขตอำนาจของบริษัทรับเบอร์รีเซิร์ฟที่ก่อตั้งโดยรูสเวลต์ และกลายเป็นตัวอย่างว่าธุรกิจขนาดใหญ่และรัฐสามารถรวมกันในนามของเสบียงทางการทหารได้อย่างไร ต้องขอบคุณการทำงานจำนวนมากและเงินทุนสาธารณะ โรงงาน XNUMX แห่งสำหรับการผลิตโมโนเมอร์และโพลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้นโดยพวกมันซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตยางสังเคราะห์ถูกสร้างขึ้นในเวลาอันสั้นมาก เทคโนโลยีที่ใช้สำหรับจุดประสงค์นี้ขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตของ Buna S เนื่องจากสามารถผสมยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ได้ดีที่สุด และใช้เครื่องจักรแปรรูปที่มีอยู่

ในสหภาพโซเวียตในช่วงสงครามฟาร์มรวม 165 แห่งขยายพันธุ์ดอกแดนดิไลออนสองประเภทและแม้ว่าการผลิตจะไม่มีประสิทธิภาพและผลผลิตต่อหน่วยพื้นที่ต่ำ แต่ยางที่ผลิตได้ก็มีส่วนช่วยให้ได้รับชัยชนะ ปัจจุบันดอกแดนดิไลออนถือเป็นหนึ่งในทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับ hevea ผลิตภัณฑ์นี้เสริมด้วยบิวทาไดอีนสังเคราะห์หรือที่เรียกว่าโซพรีนที่สร้างขึ้นโดย Sergei Lebedev ซึ่งใช้แอลกอฮอล์ที่ได้จากมันฝรั่งเป็นวัตถุดิบ

(ติดตาม)

ข้อความ: Georgy Kolev