История открытия Чарльзом Гудийром вулканизации резины
История открытия Чарльзом Гудийром вулканизации резины – одна из самых запутанных и непостижимых историй. Этот человек не имел права на успех. Он не обладал нужными знаниями и подготовкой. Он сталкивался с трудностями, перед которыми спасовал бы любой другой. Часто он даже не знал, чего добивался.
Настойчивость Гудийра можно объяснить только его безграничной верой и тем, что эта вера придавала ему силы. Он сказал однажды: «В моей работе меня всегда подбадривает мысль, что все, что скрыто и неизвестно и чего не могут открыть никакие научные исследования, вернее всего будет открыто только волею случая человеком, самым настойчивым в поисках и самым внимательным ко всему, имеющему хоть малейшее отношение к предмету поисков».
Изыскания завели Гудийра в дремучую чащу органической химии, и он шел
вперед наивно и беспечно, как Гензель и Гретель шли через лес к
колдунье.
В 1735 году экспедиция французских астрономов нашла в Перу дерево, выделявшее особый сок, или смолу, которая была бесцветной в своем естественном состоянии и обладала свойством затвердевать в лучах солнца.
Туземцы изготовляли из смолы различные предметы: обувь, посуду и т.д. Французы привезли это вещество домой и познакомили Европу с эластичной резиной, которая на первых порах вызвала интерес лишь как диковинка. Джозеф Пристли в письме к другу сообщал, что он пользуется ею для стирания ошибок в рукописи. В чистом виде это вещество обладало следующими свойствами: при нагревании оно становилось мягким и тягучим, а при низкой температуре затвердевало, как камень.
Первая фабрика резины была открыта в Вене в 1811 году. К 1820 году
французы научились изготовлять подтяжки и подвязки из резиновых нитей,
сплетенных с хлопком.
В Англии Макинтош придумал класть тонкий слой
резины между двумя кусками материи и делать непромокаемые пальто,
которые под зимним дождем становились твердыми, как броня; летом же их
приходилось хранить в подвале. Примерно в то же время один морской
капитан завез в Соединенные Штаты пятьсот пар жесткой индийской обуви.
Ее стали носить в дождливую погоду поверх обычных башмаков. Эта
резиновая обувь была очень неуклюжей, но тем не менее пользовалась
большим спросом у американцев. В Америке продавали до полумиллиона пар в
год по цене пять долларов за пару, несмотря на то, что эти «галоши»
были непрочны.
Каландровая машина, которую он сам
сконструировал, наносила тонкий слой этой смеси на материю. В 1833 году
вместе с несколькими коллегами он основал компанию «Роксберри Индиа
Раббер» с основным капиталом в 30 тысяч долларов. В 1835 году он получил
патенты на свою смесительную машину и каландр.Дело имело феноменальный успех. Через два года капитал компании увеличился почти до 500 тысяч долларов. Чаффи изготовлял крыши для хижин и фургонов, головные уборы, обувь, одежду. Появились фабрики резины в Бостоне, Фрэмингэме, Салеме, Линне, Челси, Стейтен-Айленде и Трое. Этот бум получил название «резиновой лихорадки».
На второе лето резиновая одежда, головные уборы и крыши фургонов
превратились в жидкое месиво и издавали такой отвратительный запах, что
их приходилось зарывать в землю. К концу 1836 года людям, причастным к
делу, стало совершенно ясно, что резиновая промышленность обречена на
гибель, но широкая публика еще не знала, что потери акционеров резиновых
фирм составляли уже 2 миллиона долларов.
Незадолго до этого Чарльз Гудийр вошел в магазин «Роксберри компани» в Нью-Йорке. Сделав покупки, он вышел из магазина, не помышляя, что отныне его преследует по пятам тень его будущего.
Гудийр приобрел в магазине резиновый спасательный круг. Ему казалось, что он может усовершенствовать клапан, через который в круг накачивается воздух. Он и не подозревал, что в усовершенствовании прежде всего нуждается материал, из которого изготовлен круг, а не отдельные его части. Через три недели он сконструировал клапан, работавший во много раз лучше старого. Когда Гудийр пришел со своим изобретением в контору «Роксберри Раббер», агент компании сказал, что если он хочет разбогатеть, пусть изобретет способ усовершенствовать резину. Гудийру следовало бы заткнуть уши и удрать прочь, но он не удрал, а принял этот совет всерьез.
Чарльз Гудийр родился в Нью-Хэвене (штат Коннектикут) в декабре 1800
гола. Когда ему исполнился двадцать один год, он стал компаньоном
процветающей фирмы скобяных изделий «А.
Гудийр и сыновья». Фирма
просуществовала до 1836 года, когда крах банков вынудил Гудийра закрыть
предприятие. Еще до того, как это произошло, Чарльз решил расстаться с
обреченным бизнесом и посвятить жизнь изобретательству. Но для своей
деятельности он избрал отрасль промышленности, которая приближалась к
банкротству так же стремительно, как и фирма «А. Гудийр и сыновья».
Он считал резину разновидностью кожи и часто говорил о том, что
необходимо «вылечить» резину, сведя таким образом практически
неразрешимую проблему к чему-то довольно обыденному. Но своей наивности
Гудийр полагал, что сможет решить эту проблему в несколько месяцев. Он
писал: «Я был в блаженном неведении относительно трудностей, которые мне
предстояло преодолеть. Но вскоре я убедился, что эксперименты с
эластичной смолой потребуют смены зимы и лета, то есть, по меньшей мере,
двенадцати месяцев, а то и больше, пока я смогу с уверенностью сказать,
что изделия не развалятся.
ЕГО СЧИТАЮТ СУМАСШЕДШИМ.
Гудийр начал опыты с бразильской эластичной смолой, изготовляя дома тонкие пленки при помощи скалки для теста. Он смешивал сырую смолу с любым попадавшимся под руку веществом: солью, перцем, сахаром, песком, касторовым маслом, даже с супом – следуя великолепному логическому заключению, что рано или поздно он перепробует все, что есть на земле, и наконец наткнется на удачное сочетание. Житель Нью-Хэвена Ральф Стил одолжил Гудийру денег, и тот открыл на них лавку. На полках красовались сотни пар галош. Но в первый же жаркий день они растаяли и превратились в дурно пахнущее месиво.
До сих пор Гудийр использовал в качестве основы смесь, предложенную
Макинтошем: эластичную смолу в скипидаре. Ему пришло в голову, что
липкость этой смеси объясняется присутствием скипидара. Он купил партию
резиновой смолы и задумал целую серию опытов. Но не успел он к ним
приступить, как один из его подручных куском резины заклеил дырку на
брюках.
Гудийр закрыл свою лавку и занялся опытами, смешивая с резиновой смолой множество веществ: орешник, сыр, чернила и все это никуда не годилось, за исключением магнезии. Когда он смещал фунт магнезии с фунтом резиновой смолы, получился материал белее резиновой смолы и гибкий и прочный, как кожа. Он изготовил из него обложки для книг, чехлы для роялей, показал публике, получил горячее одобрение, смеялся от радости – и через месяц убедился, что его вновь постигла полная неудача. Тогда он продал дом, отвез жену и детей в деревню, а сам поехал в Нью-Йорк в поисках поддержки и финансовой помощи. В Нью-Йорке он встретил двух друзей. Один уступил ему комнату на Голдстрит под лабораторию. Второй друг, аптекарь, согласился отпускать ему в кредит любые химикалии, которые могли понадобиться.
В то время Гудийр думал, что его рецепт с магнезией можно еще как-то
усовершенствовать.
Он кипятил смесь смолы и магнезии в водном растворе
негашеной извести и получал пласты резины, которая была гораздо глаже и
прочнее прежней.
Газеты восхваляли его как человека, спасшего резиновую промышленность. Но через три недели Гудийр обнаружил, что одной капли самой слабой кислоты – даже яблочного сока – было достаточно, чтобы нейтрализовать негашеную известь и разрушить материал.
На следующем этапе поисков Гудийр отказался от магнезии. «Чистая негашеная известь – вот в чем решение вопроса», – думал он. Но чистая негашеная известь не была решением вопроса – она разрушала резиновую смолу.
Гудийру нравилось расписывать цветными узорами изделия из полученных
им материалов; однажды он попробовал применить бронзовую краску. Но
бронзовый цвет ему не понравился и он снял краску царской водкой. Капля
кислоты, попавшая на резину, так обесцветила материал, что Гудийр сразу
выбросил образец. Вид выгоревшего пятна не выходил из головы, и спустя
несколько дней он отыскал заброшенную галошу.
.. На том месте, куда
попала капля кислоты, исчезла так мучившая Гудийра липкость.
Царская водка, которую применял Гудийр, была не чем иным, как азотной кислотой с некоторой примесью серной кислоты. Гудийр так слабо разбирался в химии, что ему казалось, будто он имеет дело с чистой азотной кислотой. Он подверг несколько пластов резины обработке парами кислотной смеси. Результат превосходил все его предыдущие достижения, и он обратился за патентом. Он арендовал старую резиновую фабрику в Стейтен-Айленде, открыл магазин на Бродвее и готовился приступить к широкому производству, как вдруг разразился второй экономический кризис, разоривший покровителей Гудийра. В течение всего двух месяцев Гудийр снова впал в совершенную нищету.
К этому времени Гудийр уже фактически изобрел процесс изготовления
тонкой резиновой пленки, коммерческое применение которой было вполне
возможным. Но финансовый крах поверг его в такое отчаяние, что он не был
в состоянии оценить достигнутые им результаты.
Его семья переехала к
нему в Нью-Йорк, и чтобы прокормить детей и жену, Гудийру пришлось
заложить последние остатки своего имущества. Гудийр часто совсем
ослабевал от голода. В то время, в целях рекламы, он сделал костюм из
резиновой материи и надевал его, куда бы ни отправлялся. Кто-то спросил
однажды, как можно разыскать Гудийра. Ему ответили: «Если вы увидите
человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с
резиновым кошельком в кармане, а в резиновом кошельке ни одного цента,
то можете не сомневаться – это Гудийр».
В сентябре того же 1837 года Гудийр снова приехал в Роксберри, где
еще сохранилась первая резиновая фабрика, влачившая жалкое
существование. Чаффи, первый создатель производства резины в стране, не
терял веры в удивительные свойства нового материала. Он взял Гудийра на
работу и разрешил ему проводить на фабрике эксперименты, применяя
«кислотное лечение резины». Гудийр делал обувь и материю такого хорошего
качества, что их покупали даже те, кто раньше вздрагивал при одном
упоминании резины.
Его немедленно засыпали просьбами о продаже лицензий,
и Гудийр заработал что-то около 5 тысяч долларов. Он смог перевезти в
Роксберри семью. К нему снова вернулась удача.
Заказ правительства Соединенных Штатов на сто пятьдесят почтовых сумок из резины увенчал его успех. Гудийр изготовил сумки и вывесил их в лавке для всеобщего обозрения.
После напряженной работы Гудийр решил уехать вместе с семьей на отдых. В течение его двухнедельного отсутствия стояла знойная погода. Когда Гудийр вернулся, он понял, что фортуна снова покинула его: сто пятьдесят почтовых сумок растаяли на жаре. Поверхность сумок уцелела, и это доказывало, что сверху резина действительно была «вылечена», но внутренние слои ткани, до которых не добрались пары кислоты, стали липкими. Контракт с правительством был ликвидирован; покупатели стали возвращать и другие товары. К концу лета семья снова оказалась в нищете.
Накануне этого нового провала Гудийр взял в помощники Натаниела
М.
Хейворда, мастера с фабрики Роксберри. Хейворд также придумал свой
способ «излечения» резины, который заключался в следующем: эластичная
смола смешивалась с истолченной серой, затем смесь высушивалась на
солнце. Он назвал этот способ «соляризацией». Идея соляризации пришла к
Хейворду во сне. К удивлению Гудийра, резина Хейворда обладала теми же
качествами, что и та, которую делал он сам. Он и не догадывался, что, по
существу это была та же самая резина, так как и в том и в другом случае
применялась сера. Но теперь Гудийр уже так бедствовал, что временами не
знал, как найти крышу над головой и кусок хлеба для семьи.
«В течение четырех лет я тщетно пытался улучшить материал, который до
сих пор разорял всех, кто когда-либо занимался его производством.
Многие полагали, что человек, упорно продолжавший заниматься этим гиблым
делом, заслуживал те невзгоды, которые на него обрушивались, и не имел
права на сострадание».
Тем не менее Гудийр продолжал работу.
ГУДИЙР НАТЫКАЕТСЯ НА УДАЧУ.
У Гудийра был в Воберне шурин, к которому он и переехал с семьей на правах бедного родственника. Именно в ту зиму Гудийр открыл способ, известный теперь под названием «вулканизация».
«Я был поражен, заметив, что образец резины, случайно оставленный у
нагретой печки, обуглился, словно кожа. Я попробовал обратить внимание
присутствующих на это замечательное явление… так как обычно эластичная
смола таяла при высокой температуре, но никто, кроме меня, не видел
ничего примечательного в том, что обуглился кусочек резины… Однако
я… сделал вывод, что если бы удалось в нужный момент приостановить
процесс обугливания, это избавило бы смесь от липкости. После дальнейших
опытов, проведенных при высокой температуре, я убедился, что мой вывод
верен… и, что необычайно важно, – по краям обуглившегося участка
образовывалась полоска избежавшей обугливания и совершенно «излеченной
резины».
Гудийр сумел заметить эту тоненькую полоску всего в несколько миллиметров шириной и догадаться, что это «исцеленная» резина. Вот почему вполне оправданы сказанные им впоследствии слова: «Я признаю, что мои открытия не являлись итогом научного химического исследования, но в то же время не могу согласиться, что они были лишь, как говорится, чистой случайностью. Я утверждаю, что мои открытия явились результатом настойчивости и наблюдательности».
Вот как описывала первые испытания нового материала дочь Гудийра: «Я случайно увидела, что отец держит у огня маленький кусочек резины, и заметила, что в тот день он был необычайно взволнован каким-то открытием. Он вышел из дома и прибил кусок гвоздем к стене. Стояли сильные холода. На следующее утро отец принес этот кусочек в дом и торжествующе поднял его над головой. Резина была такой же гибкой, как и раньше. Это доказывало ценность открытия».
За первым испытанием последовала целая серия других, которые Гудийр
проводил при помощи каминов, костров и печей для обжига кирпичей,
стремясь точно установить необходимую дозу тепла.
Соседи считали Гудийра
славным, но безнадежно помешанным человеком.
Вскоре одна французская фирма предложила ему весьма соблазнительную сумму за исключительное право на использование во Франции его способа обработки резины парами азотной кислоты. Несмотря на то, что он был по уши в долгах, а семья перебивалась на картофеле и диких кореньях, Гудийр ответил французской фирме, что не может принять ее предложение, так как в настоящее время разрабатывает более совершенный способ. Его друзья не сомневались, что он окончательно спятил.
«Зимой 1839/40 года, во время продолжительной лютой метели, – писал
он, – моя семья оставалась без пищи и топлива. Я вспомнил о теплом
приветствии, которое не так давно получил от жителя Воберна
О.В. Кулиджа, и это навело меня на мысль обратиться к нему, хотя мы
почти не были знакомы. Он жил в нескольких милях от меня, и я,
ослабевший от болезни, в сильную метель отправился к нему пешком.
Кое-как добравшись до дома мистера Кулиджа, я поведал ему о моем
положении и надеждах, которые возлагаю на свое открытие. Он радушно
принял меня и снабдил не только необходимой суммой, но и
приспособлениями, которые дали мне возможность продолжать опыты».
Деньги вскоре кончились, и Гудийр в отчаянии, взяв с собой несколько образцов материала, пешком отправился в Бостон, вспомнив о давнем обещании своего бывшего хозяина в случае нужды одолжить ему пятьдесят долларов.
«Когда я прибыл в Бостон, хозяин встретил меня отказом. Я поплелся в восточную часть города и зашел к другу, который оставил меня у себя на ночь. На следующий день, спозаранку, я опять пешком отправился домой, за десять миль, и на пороге своего дома узнал, что мой младший двухлетний сынишка, который был совершенно здоров, когда я уходил, сейчас лежит при смерти».
В довершение всего местный торговец, который обещал давать продукты в долг, отказал Гудийрам в кредите.
«Тогда я обратился за помощью к своему шурину Уильяму де Форесту; он одолжил мне пятьдесят долларов. На эти деньги я смог поехать в Нью-Йорк, чтобы представить свой проект Уильяму Райдеру, который согласился дать деньги для производства резины при условии, что прибыль будет разделена поровну. Своим успехом я целиком обязан решительности и настойчивости этого моего друга, равно как и смекалке и усердию его брата мистера Эмери Райдера. Но случилось так, что сразу же после первой демонстрации нового материала Уильям Райдер обанкротился, и я снова остался без всяких средств».
Однако зимой 1841 года к Гудийру стали стекаться деньги. Новый
материал обладал отличными качествами, и Гудийра засыпали предложениями о
покупке патента. Долги его составляли в общей сложности 35 тысяч
долларов, но он сумел заплатить все, до последнего пенни. Гудийр так
никогда и не получил всех причитающихся ему денег, потому что ошибся в
расчетах относительно своей авторской доли и установил слишком низкую
цифру.
Вулканизация резины послужила толчком для развития электропромышленности, так как резина является прекрасным материалом для изоляции. Еще при жизни Гудийра в Соединенных Штатах, Англии, Франции и Германии выросли корпуса огромных фабрик, на которых работало более шестидесяти тысяч человек и изготовлялось пятьсот видов различных резиновых изделий, в общей сложности на 8 миллионов долларов в год. Окрыленный успехом, Гудийр стал тратить больше, чем зарабатывал. Он умер в 1860 году, оставив после себя двести тысяч долларов долгу, но друзья уже не считали его сумасшедшим.
«Гудийер Тайр энд Раббер» (Goodyear Tyre and Rubber), резинотехническая фирма США. Основана в 1898. Главный производитель синтетического каучука в США, выпускает также военную продукцию; 1-е место в мире по производству шин. Объем продаж 10,8 млрд. дол., чистая прибыль 350 млн. дол., число занятых 114 тыс. человек (кон. 1980-х гг.)
История создания резины — Лучшие фотографии со всего света — LiveJournal
Участники первой экспедиции Колумба видели у индейцев мячи, которые скакали, как живые.
«Каа-о-чу» — слезы дерева — материал, из которого были сделаны эти мячи, считался священным
и использовался в магических обрядах.
У майя и ацтеков была принята религиозная церемония в виде спортивного соревнования.
В игре могли принимать участие только представители аристократических семей.
Играли двое на двое. Сама игра напоминала одновременно футбол и баскетбол — игроки не могли
касаться тяжелого каучукового мяча руками и ступнями ног, а только бедрами, плечами и ягодицами.
Побеждала команда, сумевшая забросить мяч в каменное кольцо, прикрепленное к стене храма.
После чего проигравшие торжественно отрезали победителям головы кремневыми ножами и
приносили их в жертву Кетцалькоатлю.
Несмотря на такое странное противоречие, ацтеки в поддавки не играли. Шла суровая рубка, с
применением силовых приемов. Доспехи игроков напоминали современные доспехи американских
футболистов.
Победители плакали от счастья, а побежденные рыдали и рвали на себе волосы от горя, что они
лишены высокой чести стать жертвой верховному божеству, и тем самым увеличить урожай маиса на
полях, тучность стад голых мясных собачек и плодовитость ацтекских женщин.
Из голов победителей
строили пирамиды в столице Теночтитлане. Пирамиды достигали тридцати метров в высоту —
высоты священного дерева гевея, дававшей божественный сок для производства мячей. Черепа
самых выдающихся форвардов инкрустировались бирюзой, в глазницы им вставляли ониксы. Затем
они навечно помещались в залы спортивной славы местных храмов.
Судьба побежденных была печальна. Добрые ацтеки за глаза смеялись над ними, но вслух
выражали свои соболезнования. Чтобы подсластить горечь поражения, проигравшим выделялось
по 52 корзины плодов какао, по полусотне рабынь и по наделу для сбора налогов в казну империи.
Один игрок, получивший среди индейцев прозвище Моктесумы-неудачника за череду непрерывных
поражений на протяжении двадцати сезонов подряд, в конце концов собрал под своим началом всю
империю. Впрочем, испанские конкистадоры, пораженные столь неспортивным поведением
Моктесумы, в 1520 году казнили его, индейский футбол запретили, а мячи конфисковали и увезли в
Испанию.
Там эта игра, правда, без летальных последствий, стала популярной под именем «пелота»,
от которой и произошел современный футбол.
Суровыми были нравы в мире спортивного бизнеса древних ацтеков. Мгновенна, но ослепительно
прекрасна была карьера игроков. И только пирамиды из черепов в древнем Теночтитлане,
туристическом центре Мехико, напоминают нынешнему поколению латиноамериканских футболистов
о славе их предков…
Однако «слезы дерева» использовались не только для производства спортинвентаря. Однажды
португальский король Жоао II получил из своих южноамериканских владений плащ, пропитанный
соком гевеи. Два часа подданные, не жалея сил, поливали водой своего короля, закутанного в чудо-
плащ. Король остался сухим. Португалия стала первой страной в Европе, наладившей выпуск
непромокаемых тканей. Правда, латекс, которым была пропитана ткань, плавился на солнце, но это
можно было списать на издержки средневекового производства.
Впоследствии способ пропитки
ткани был усовершенствован шотландским химиком Чарльзом Макинтошем, предложившим
пропитку из смеси латекса с бензином.
Новый этап в освоении каучука человечеством наступил в 1826 году, когда англичанин Т. Хэнкок
открыл процесс пластикации каучука, который используется во всех современных способах его
переработки. Его пластикатор состоял из шипованного ротора, вращающегося в шипованном полом
цилиндре; это устройство имело ручной привод. Стало возможным превращать каучук в мягкую,
пластичную массу, легко смешивающуюся с различными порошковыми ингридиентами.
И, наконец, в1838 году Чарльз Нельсон Гудьир открыл способ вулканизации каучука смешав его с
серой. Резина и изделия из нее стали одной из составляющих частей технической революции,
которую переживало человечество в XIX веке. Спрос на каучук стремительно рос. Бразилия под
страхом смертной казни запретила вывоз семян гевеи из страны. Наступил «резиновый бум».
Это была золотая пора для бразильских плантаторов. Манаус, «каучуковая столица» Бразилии, в
1850-1920 годах был самым пышным и богатым городом западного полушария. Если на «каучукового
барона» находила блажь послушать французскую оперу, то он не утруждал себя долгим и
выматывающим путешествием в Париж. Он поступал гораздо проще — покупал Гран Опера в полном
составе. И не только труппу, но и здание театра. Строительные материалы, дабы не портить общего
впечатления от постановок Бизе и Верди в затерянном в амазонских джунглях Манаусе,
привозились из Франции. Театр строили лучшие зодчие и каменщики Парижа…
Здание оперы Манауса — лучшей памятник той эпохе. Как говорил незабвенный кот Матроскин:
«Средства у нас есть, ума у нас маловато». Ума, действительно, оказалось маловато.
Не уберегли бразильцы свою монополию на каучук.
Шел 1876 год. Черной тропической ночью, прорубая себе путь сквозь сплетения лиан, чавкая
высокими сапогами в вязком мангровом иле, к реке спускался человек с заплечным мешком.
В мешке у него было семьдесят тысяч сморщенных серых комочков — семян столь охраняемых
«резиновыми баронами» гевеи. Звали этого человека Генри Уикгем.
Подкупом, лестью, ложью, а иногда и оружием, подданный Британской империи Уикгем внедрился в
близкое окружение бразильского правительства. Выдав себя за безобидного ботаника, изучающего
флору дождевого леса Амазонии, он сумел проникнуть на заповедные плантации гевеи и похитить
сокровище, превосходящие по стоимости любое состояние, принадлежащее самой богатой семье в
мире. Тайком погрузив их на английский корабль, он доставил в ботанический сад в Кью. Семена
были высеяны, но взошло только четыре процента. Однако буквально через несколько дней сеянцы
достигли полуметровой высоты. 1 900 сеянцев были запакованы в 38 ящиков и под присмотром
садовника направлены на остров Цейлон, а оттуда разосланы на Яву, в Бирму, Австралию, в
Тринидад, где неожиданно для Бразилии появились обширные плантации гевей.
Я не знаю, поставили ли бюст герою на родине. Но Уикгем того заслуживает. Бразильцы до сих пор
произносят его имя сквозь зубы. Ныне Манаус — заштатный городок в отсталой бразильской
провинции. Вскоре Ява, Суматра, Борнео — бывшие голландские колонии — тоже покрылись
плешинами вырубленных джунглей, на которых тропический бриз нежно колыхал изумрудные
саженцы нового для этих мест растения — гевеи. От одного дерева путем подсечки и сбора латекса
получали от 3 до 7,5 кг каучука в год. Мировое производство выросло на порядок. Не имеющие
тропических колоний промышленно развитые страны постепенно становились зависимыми от
конкурентов.
оэтому неудивительно, что поиском замены, получаемой из химического реактора, было занято
много светлых голов. В 1906 году совет директоров фирмы «Байер» объявил, что тот, кто до 1 ноября
1909 года «найдет способ изготовления каучука или его полноценного заменителя» получит ни много,
ни мало 20 000 марок.
При желании этот призыв можно назвать «химической высадкой на луну».
20000 марок были тогда немалой суммой: в 1900 году за 50 марок можно было купить шикарный
мужской костюм; рабочие в металлургической промышленности в 1909 году зарабатывали в среднем
около 1 300 марок. Так что стоило поторопиться.
На фабрике красителей в Эльберфельде 100 лет назад работал Фриц Гофман – в то время ведущий
химик отдела фармакологии. Сейчас его имя больше связывают с производством первого
синтетического каучука.
Производство основного элемента резины – изопрена – несмотря на специальную экспертизу,
разработанную сотрудниками Гофмана, давалось с трудом. Сначала Гофману пришлось смириться с
тем, что ценные пузырьки с изопреном должны оставаться в шкафу, а для экспериментов пришлось
прибегать к химически близкому родственнику этой субстанции – т. н. метилизопрену, который в то
время был более доступным. И успешно. Патент № 250 690 на первый синтетический каучук в мире
был выдан 12 сентября 1909 года – сто лет назад.
Следует однако отметить что небольшое количество метилкаучука, полученное Гофманом ,
отличалось высокой себестоимостью и низким качеством.
В 1910-х годах многие ученые-химики начали интенсивную работу по синтезу каучука. Именно к этому
периоду относятся первые труды С.В. Лебедева, И.Л. Кондакова, И.И. Остромысленского. Первая
мировая война прервала эти работы.
В 1920, пытаясь получить новый антифриз из этиленхлорида и полисульфида натрия, Дж.Патрик
вместо этого открыл новое каучукоподобное вещество, названное им тиоколом. В 1931 году
компания «Дюпон» начала производство хлоропренового каучука «Неопрен».
Советское правительство тоже принимало меры для обеспечения сырьевой независимости и
обороноспособности страны. В апреле 1926 года ВСНХ объявил международный конкурс на лучший
способ получения синтетического каучука. С.В. Лебедев победил в этом конкурсе и возглавил работу
по практическому внедрению технологической схемы производства бутадиенового каучука.
Интересно, что когда великий американец Томас Альва Эдисон узнал об успехах России в области
каучука, он на весь мир заявил, что эти сообщения ложны, так как он лично занимался получением
синтетического каучука и убедился, что это невозможно.
Исторически первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был
полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С. В. Лебедева
(анионная полимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако ввиду невысоких
механических качеств нашел ограниченное применение.
Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в
присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других
синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой
клейкостью и незначительно ему уступают в эластичности.
В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-стирольными или
бутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.
Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных,
авиационных и велосипедных шин.
Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей
тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной
технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.
Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств
контрацепции.
В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при
изготовлении твердого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве
наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония,
который в топливе играет роль окислителя
Происхождение резины на Земле — MegaObzor
На сегодняшний резиновые изделия применяются в самых различных отраслях промышленности и быта во всем мире.
Если быть более пристальным, практически нет какого-либо сложного технического изделия, в котором не применялись бы резинотехнические изделия. Говоря о резине в сегодняшней статье, нам хотелось бы остановиться на вопросах истории происхождения резины на Земле. Мы сегодня не задумываясь об этом удивляемся чудесным свойствам автомобильной резины, которые были произведены нашими зарубежными партнерами и радуемся низкой стоимости долговечности отечественных резинотехнических изделий.История появления резины в сегодняшнем виде уходит на несколько столетий назад, когда человечество впервые встретилось с каучуком. Появление каучука в жизни европейцев во многом связано с открытием Колумбом Новой Земли. Колумб на американской земле увидел индийцев играющих в мяч, изготовленный из черной массы, который прыгал и был приспособлен для игры куда больше, нежели тогдашний кожаный европейский мяч. Индейцами мяч изготавливался из каучука каучуковых деревьев, прорастающих на территории нового материка.
Позже выяснилось, что данные каучуковые деревья свободно прорастают в Индии, Цейлоне, Индонезии, но никто из жителей данных стран не добывал из них каучук и не изготавливал резинотехнические изделия.Более пристальное изучение Колумбом территории новой земли показало, что индейцы изготавливали из каучука не только мячи, но и самые различные резинотехнические изделия, которые с успехом применялись в охоте, земледелье и в быту. Наибольшей популярностью среди индейцев пользовалась бразильская гевея, которая дает млечный сок, по свойствам напоминающий латекс. После высушивания сока и приобретения им тягучих свойств из резины изготавливались такие резинотехнические изделия, как бутылки, посуду. Имеются данные о том, что на ногах пленников формировалась первая резиновая обувь, — путем нанесения млечного сока на ноги и их обжигания на костре.
К сожалению, данные об открытиях Колумба на Новой Земле зафиксированы лишь на бумаге и достоверно не известно, — привез ли он экземпляры каучука в европейские страны.
Первые завозы каучука на территорию европейских стран относятся к началу восемнадцатого века, когда последователь Колумба — французский путешественник Кондамин привез во Францию первые экземпляры каучука. Кондамином были разработаны первые методы получения резинотехнических изделий, им были созданы первые резиновые смеси. Из первых экземпляров завезенного каучука были изготовлены ластики, так как каучук в ходе длительной транспортировке через океан потерял многие свои свойства и затвердел. Дальнейшие работы Кондамина были направлены на создание методов добычи каучука на территории Европы, для последующего изготовления резиновых смесей. Тем не менее, Кондамину не удалось добиться фиксации природных свойств каучука в создаваемых им резиновых смесях.
Настоящий успех и прорыв в использовании резиновых смесей наступил лишь через восемьдесят лет. Американский ученый Макинтош перемешал продукты каменноугольной смолы и каучук, что ему позволило получать не высыхающую резиновую смесь, которая на протяжении длительного времени сохраняет свои первоначальные свойства.
Создание новой резиновой смеси позволило Макинтошу начать выпуск собственных плащей, которые до сих пор выпускаются под торговой маркой макинтош. Для изготовления плащей бралась тканевая основа пропитанная резиновой смесью. Несмотря на первоначальную популярность первых моделей плащей, практика показала, что свойства резиновой смеси Макинтоша были далеки от современных составов. На сегодняшний день фторкаучуки применяются в самых широких областях, будь-то станкостроение или автомобилестроение.
Резиновая смесь Макинтоша не только не повторяла свойства фторкаучуков, но и была не слишком пригодным для ежедневного использования материалом. С одной стороны, зимой плащи макинтоша затвердевали, с другой стороны, летом под воздействием прямого солнца становились очень мягкими и не пригодными для ежедневной носки. Ситуация кардинальным образом переменилась только после перехода на использование синтетического каучука, вместо натурального.
История резины и изделий из неё
Резина.
Ее путь к нам долог и тернист. Ее «открывали» целых два раза! Первый раз – во время эпохального плавания Колумба. Считается, что он самый первый увидел не только неведомый континент в другой части света, но и удивительный мячик, которым играли жители этого континента. Великого Колумба поразила повышенная прыгучесть мяча. Этот момент, принято считать за начало истории резины.
Однако, по всей видимости, предвидя те сложности, с которыми столкнется человечество при ее обработке, резина решила затаиться и сыграть премьеру еще раз, чтобы уж наверняка. Не менее великий путешественник из Франции, Ш. Кондамин, путешествуя по Южной Америке, в 1738 году открыл каучук. Больше человечеству медлить было нельзя, так как эпопея с резиной грозила затянуться на несколько веков. Кондамин, привез образцы непонятной материи и свои наблюдения и заключения по ее свойствам в Академию Наук в г. Париже. Великие умы Франции отнеслись к новому материалу весьма скептически, но по достоинству оценили его способность стирать карандашные записи.
Так появился ластик.
Дальше — больше. Спустя 80 лет, после явления пластика народу, некий изыскатель Ч. Макинтош, проводил свободное время в поисках способа вернуть засохшему каучуку его природные свойства. Наука вещь непредсказуемая, бился бы несчастный исследователь над этим вопросом бесконечно или нет, мы не знаем, но как только он совершенно случайно пролил на кусок сухого каучука солвент-нафт (тем, кто не знает что это такое, мы можем только позавидовать, ибо жизнь их проста и незатейлива), так сразу у него все и получилось. Макинтош решил пропитывать каучуком плащи из плотной ткани, в результате чего они становились абсолютно непромокаемыми. Еще одна новость: Макинтош – это не только компьютер, поразительно!
Дальше в истории резины засветился Ч. Гудьер, тоже абсолютно случайно нагрел кусок каучука с серой и узнал секрет вулканизации.
Потом появилось электричество и резину стали использовать в качестве изолятора.
Популярность резины росла, сфера ее применения ширилась, но ее катастрофически не хватало.
Сочувствуя людской беде и горя жаждой наживы, один ушлый англичанин, чье имя неизвестно для истории, вывез из Бразилии большой мешок с семенами гевеи — каучукового дерева. Прижились они только на Цейлонских островах, которые принадлежали в то время Англии. Остальные крупнейшие страны, видя такую несправедливость, объявили натуральный каучук нерентабельным.
После этого началась история возникновения искусственного каучука, где представители российской науки сыграли главную роль, но это уже не очень интересная история, так как в ней много научных терминов и мало интриги. Поэтому самое время поговорить о самих резиновых изделиях, а конкретно о РТИ – резинотехнических изделиях.
Производство резинотехнических изделий в нашей стране развито, как нигде больше. Что же подразумевается под РТИ – это уплотнительные кольца, манжеты, гофрированные патрубки и много чего другого.
Казалось бы, что интересного может быть в уплотнительных кольцах? Однако, давайте представим: ночь, тишина, третий час борьбы с бессонницей и тут на кухне слышится незатейливое «как-кап» по нержавеющей раковине.
Или так: женщина, выходной, муж на рыбалке, жизнь прекрасна! Ровно до того момента, как некое РТИ стоящее на системе водоснабжения, выражаясь научным языком, не приказало долго жить. Вот именно в такие моменты становится очень интересно, интересно послушать про резинотехнические изделия, еще интереснее их подержать в руках и при случае установить в нужное место.
О чем мы ведем речь? Непосредственно о том, что эти скучные РТИ, особенно когда они произведены из высококачественной резины, способны изменить окружающий мир каждого конкретного человека в лучшую сторону. Сделать его радостнее, суше и комфортнее для проживания. Путь резины в наши дома был непрост, но мы рады, что все – таки имеем возможность пользоваться ею для своих нужд.
Продажей РТИ (резинотехнических изделий) осуществляет наш отдел продаж, вы можете обратиться к нашим менеджерам по телефону: (812) 942-86-18
По вопросам покупки РТИ обращайтесь к наши менеджерам отдела продаж
История о том, как каучук стал резиной ~ С химией по жизни
Еще испанские конкистадоры привезли из Южной Америки чудесные изделия (эластичные мячи, непромокаемую обувь).
Индейцы изготавливали их из застывшего млечного
сока гевеи — латекса. Делалось это просто. Например, чтобы изготовить мяч, они
обмазывали круглый предмет соком слой за слоем по мере его застывания. Когда
получался достаточно толстый слой, форму удаляли. Подобным образом делали и
непромокаемую обувь, причем колодкой служили собственные ноги. Материал этот
жители Бразилии называли «каучу» («кау» — дерево,
«учу» — плакать), а ныне он известен как каучук. Серьезное
внимание на каучук обратили лишь после того, как французский инженер из Кайенны
Франсуа Фрейсине доставил в Парижскую академию наук из Южной Америки каучук,
изделия из него и описание способов его добычи. Его записка и образцы попали в
руки исследователя Шарля Мари де ля Кондамина, который использовал эти
образцы, чтобы укрывать от дождя инструменты. В 1751 г. Кондамин сообщил о
записке Ф.Фрейсине Парижской академии наук. Долгое время каучук использовали
преимущественно для изготовления мягких игрушек, пробовали им покрывать
обувь, чтобы сделать ее водонепроницаемой.
Каучук попытались использовать и
для шин повозок, но материал был очень мягок и легко стирался о покрытие
дороги. Кроме того, в жару он становился липким, а в мороз — хрупким.Английский химик и изобретатель Чарльз Макинтош (1766-1843) нашел новое применение каучуку. Он изготовил плащ из двух слоев материи, связанных раствором каучука в нефтяных углеводородах, и начал выпуск непромокаемых пальто, названных впоследствии его именем. В 1823 г. Ч.Макинтош получил патент на это изобретение. Но и макинтоши портились при высокой и низкой температуре, поэтому каучуковая промышленность переживала период упадка.
Многие исследователи пытались устранить недостатки каучука, сохранив его достоинства, но безуспешно. Наконец, это удалось американскому изобретателю Ч.Гудьиру.
Чарлз Гудьир (29-XII 1800 — 1.VII 1860) родился в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. В молодости он делил свое время между магазином, фабрикой и фермой отца, который среди прочих инструментов продавал и собственные изобретения.
В 1826 г. Чарлз с отцом организовали в Филадельфии первый
американский специализированный магазин скобяных товаров, бизнес оказался
неудачным: в 1830 г. фирма разорилась.Энергичный молодой человек занялся изобретательством. В 1834 г. на витрине нью-йоркского магазина его заинтересовали изделия из каучука. Узнав, что требуется улучшить термостойкость этого перспективного материала, Гудьир после ряда опытов предложил добавлять в каучук оксиды магния и кальция. Он начал делать обувь из полученного «гум-эластика», но в сильный мороз тот вел себя не лучше обычного каучука.
В 1836 г. изобретатель научился обрабатывать каучук азотной кислотой, нитратами висмута и меди и 17 июня 1837 г. получил патент, а затем основал фабрику в Нью-Йорке. Однако дела шли неважно. Гудьир продолжал эксперименты. В 1838 г. он приобрел патент Хэйварда, состоящий в смешивании каучука с раствором серы.
Но лишь в
1839 г. Гудьир изобрел способ, который ныне именуется вулканизацией и получил
широкое распространение во всем мире.
Отчасти это произошло случайно, когда
оставленный на горячей печи образец из смеси каучука с серой не растекся, а
превратился в твердый обугленный материал, который нам известен как резина. Еще
пять лет изобретатель посвятил напряженной работе над технологическим
процессом, прежде чем 15 июня 1844 г. появился патент №3633- Однако автор не
мог получать с патента прибыль, ибо не располагал средствами для его юридического
оформления.
В 1841 г. Гудьир дал несколько кусков резины англичанину. Эти образцы, попавшие в руки английского химика Т.Гэнкока, помогли ему повторить технологию вулканизации и получить в 1843 г. британский патент. Название процесса по имени бога Вулкана предложил также английский изобретатель.
Ч. Гудьир
пытался широко распространить свое изобретение сначала в США, затем в Европе,
затратил огромные деньги на выставки в Лондоне и Париже, экспозицию которых
составляли изделия из резины, вплоть до страниц книги самого Гудьира.
Изобретатель способствовал развитию резиновой промышленности в Старом и Новом
свете, но сам не смог разбогатеть.
Он шутил, что его можно узнать как человека,
одетого во все резиновое и с резиновым кошельком без единого цента. Гудьир
умер в бедности, оставив большие долги. Лишь его» сыну, тоже Чарлзу,
который продолжил дело отца, удалось добиться .успеха в резиновом бизнесе.
Натуральный каучук содержит в своих длинных молекулах, составленных из больше чем тысячи изопреновых групп (С5Н8)n, двойные связи. Именно эти двойные связи оказываются задействованными в процессе вулканизации. Суть метода горячей вулканизации заключается в добавлении к сырому каучуку оксида свинца и серы при повышенной температуре (около 140 °С). При этом атомы серы соединяются с молекулами каучука в сложные пространственные образования. Чем больше двойных связей задействовано, тем более твердой получится резина.
В 1846 г.
А.Паркс предложил процесс холодной вулканизации при помощи хлористой серы S2Cl2. Каучуковые изделия при
комнатной температуре помещают в хлористую серу, растворенную в сероуглероде,
либо в камеру, наполненную парами хлористой серы.
Процесс длится 1-2 мин, после
чего остатки реагента удаляют с изделия. Этот метод применяют при изготовлении
тонкостенных изделий (перчатки, детские игрушки и т.п.). Полученные при
холодной вулканизации изделия обладают худшими свойствами, чем продукты
горячей вулканизации.
В 1912 г. И.И.Остромысленский, а в 1921 г. Б.В.Бызов предложили в качестве вулканизатора не содержащие серы органические соединения, но этот метод не нашел широкого распространения.
Современные резины в зависимости от области применения и требуемых свойств содержат 15-20 ингредиентов. Существуют диэлектрические, теплостойкие и морозостойкие, стойкие к воздействию радиации, бензина, масел и других агрессивных сред резины. Свойства резины зависят от того, какие вещества (наполнители, мягчители, противостарители и т.п.) входят в ее состав. Мягкие резины включают 1-3 % серы, а для получения эбонита ее требуется около 45 %. В качестве наполнителей используют сажу, мел, каолин, в качестве мягчителей — смолы, высококипящие углеводороды.
С изобретением процесса вулканизации разнилась целая, промышленность — резиновая. Свыше 50 % ее продукции идет на производство шин. Без резиновых камер и покрышек были бы невозможны передвижение автомашиной велосипедов, безопасная посадка самолетов и т.п. Резину применяют в различных отраслях хозяйства. Из нее делают амортизаторы и конвейерные ленты, уплотнительные прокладки и изоляцию кабелей, эластичные покрытия протезов и спортивные снаряды, обувь и непромокаемую одежду, игрушки и канцелярские изделия.
В настоящее время резину в основном изготавливают на основе искусственного каучука, который открыл С.В.Лебедев в 1932 г. Качества такой резины позволяют одному из старейших искусственных материалов успешно конкурировать с другими продуктами современной химии
Источник: ресурсы Интернет, «Химия в школе»
Похожие материалы:История появление резины.
Как появилась резина?
Происхождение резины
И так представим себе Южную Америку, вот именно там индейцы из застывшего сока дерева гевеи бразильской научились первыми изготавливать интересные и полезные изделия из каучука, например: мячи, непромокаемую обувь, посуду.
Так же каучук использовали в строительстве т.к. он обладал уникальными водоотталкивающими свойствами, а так же его использовали в качестве клея. Дерево гевеи бр. — просто уникальное, сок этого дерева содержит до 50% каучука(!) Для того чтобы собрать сок делают надрез на коре дерева, вешают сосуд и за 3-5 часов латекс наполняет абсолютно полный сосуд. Вот например чтобы сделать себе обувь, индейцы обмазывали свои ноги соком дерева, слой за слоем, на остывший предыдущий слой. Получалась надежная и непромокаемая обувь. К большому сожалению каучук сам по себе не обладал в полной мере практичными свойствами, в жару он становился липким, а на холоде трескался.
Появление резины в Европе
Первым узнавшим о каучуке был знаменитый европейский путешественник – Х.Колумб. Один раз, во время своего путешествия, Колумб и его команда увидели интересные черные мячи в которые играют индейцы, материал очень привлек взор путешественников. Но рассказы Колумба в Европе о увиденном диве совершенно не вызвали общественный интерес .
За то уже в 1738 году, другой путешественник – Ш.Кодамин, вернувшись из Америки, представил Академии наук абсолютно новый продукт – «каучук», он с полным восторгом рассказал о его свойствах и о интересном способе его получения. К сожалению и тогда каучук не нашел должного и полезного применения, кроме как например обычный ластик для стирания простого карандаша. Долгие годы над каучуком проводили множественные и серьезные эксперименты, чтобы улучшить его качества. Американский ученый – Гудьир смешивал каучук с азотной кислотой, нитрамивисмута, меди, с раствором серы. И вот наконец в 1839 году ученый(изобретатель!) открыл новый способ обработки материала — «вулканизация», на самом деле это произошло абсолютно случайно, кусок каучука (перемешанный с серой) просто на просто забыли на раскаленной печи, материал не расплавился, а превратился в тот самый кусок резины. Именно ту резину которую мы используем и по сегодняшний день. Этот материал(резина) выдерживал гораздо большие нагрузки при жаре и холоде нежели обычный каучук.
Резина нашла широкое применение в промышленности благодаря своей практичности.
Появление резины в России
В 1860 году в Санкт-Петербурге появилось первое в России предприятие по обработке резины, названное «Треугольник»(а чуть позже «Красный треугольник») Завод изготавливал шины и популярные галоши(резиновую обувь). Позже открылось еще несколько русских предприятий по производству и обработке резины. Сейчас применение резины занимает одно из первых мест в мире, резину используют в большом количестве везде, начиная с покрышек для колес автомобиля, обуви, до прорезиненных тканей(резиновая пропитка)а так же разного вида резинотехнических изделий.
как появилась резина в жизни человека
Трудно представить сегодняшнюю насыщенную и технологичную жизнь человека, без такого материала как резина. А ведь еще несколько веков назад о резиновых изделиях высокого качества можно было только мечтать. Теперь же этот материал незаменим в медицине, промышленности, технике, бытовой повседневной жизни.
Появление резины в жизни людей случилось довольно внезапно, после открытия Колумбом Америки. Свое начало она берет от каучука, который производился из дерева гевея. Открыв новый материк, путешественник обратил внимание на развитие индийцев и предметы ихнего быта. Больше всего его поразил мяч, которым игрались дети, сделанный из неизвестного материала. Увесистая черная сфера была довольно прыгучей и легкой, сильно обходя по качеству обычные европейские мячи из кожи.
Так Колумб узнал о деревьях, растущих в Индонезии и Бразилии, надрезы по которым, давали тянущийся сок- латекс. Именно он дал начало новому материалу, из которого в современности изготавливают резинотехнические изделия. Каучук того времени довольно часто использовали в элементах одежды или строительстве, благодаря своим не промокающим свойствам. За долгие годы совершенствования, с каучуком проводили множество экспериментов, как физических, так и химических, в надежде улучшить его свойства.
И лишь в 1893 году ученый Гудьир сумел сделать из каучука современный вид резины, которая так широко используется в наши дни.
Благодаря правильной термической обработке каучук сумел получить нужные свойства и навсегда превратиться в универсальную и прочную резину. В ХХ веке резину стали активно использовать как качественный и надежный изолятор, прокладывая тысячи новых электрических маршрутов по всему миру.
Дальше – больше. Резина стала неотъемлемой частью промышленности и жизни человека. Резиновые элементы присутствовали в бытовой технике, мебели, одежде, обуви, предметах гигиены, посуде. Что касается крупных промышленных сфер, то здесь резина стала неотъемлемой частью всех процессов. На сегодняшний день трудно себе представить, как бы выглядели автомобильные шины, отрезные круги, элементы запчастей, строительных инструментов и многое другое, если бы однажды не была произведена резина, как отдельный вид материала.
СССР смог поставить в производство резину не только природного происхождения, но и синтетического, научившись добывать и синтезировать каучук, а после и саму резину из природных газов, нефти, спирта.
Западные ученые долго не признавали этот факт возможным, поскольку для них эта технология была неизведанная, однако спустя годы, европейские и американские признали синтетический каучук – реальностью. Это позволило СССР шагнуть далеко вперед в технологическом плане и значительно сберечь бюджет страны, не допуская дорогостоящие закупки сырья для резины из Бразилии или стран Индонезии.
Синтетический каучук практически не уступал по свойствам природному компоненту, однако его низкая эластичность не позволяла изготавливать из него такие важные промышленные товары, как автомобильные и авиационные шины. Со временем благодаря современным разработкам и постоянным экспериментам с температурными режимами и химическим составляющими, эта проблема была полностью исчерпана.
Таким образом, щедрая природа и научные факторы смогли дать миру такой материал как резина, которая позволяет развивать современные технические и медицинские наработки, улучшая их своими природными свойствами.
На сегодняшний день, резина – это один из самых прочных, выносливых и универсальных материалов человечества.
Краткая история резины
ТРОПИЧЕСКИЕ ДОЖДЕВЫЕ ЛЕСА : Спасая то, что осталось По мотивам Уэйда Дэвиса, One Река 1996Каучук — один из важнейших продуктов будущего из тропического леса. Хотя коренные жители тропических лесов Южной Америки использовали каучук на протяжении нескольких поколений, только в 1839 году каучук впервые нашел практическое применение в промышленном мире. В том году Чарльз Goodyear случайно уронил резину и серу на горячую плиту, в результате чего она обугливалась, как кожа, но оставалась пластичной. и эластичный.Вулканизация, усовершенствованная версия этого процесса, преобразовала белый сок коры гевеи. дерево в продукт, необходимый в индустриальную эпоху.
С изобретением автомобиля в конце 19 века.
века, начался резиновый бум. По мере роста спроса на каучук небольшие речные городки, такие как Манаус в Бразилии, претерпели изменения.
ночь в оживленных торговых центрах. Манаус, расположенный на Амазонке, где встречается река Рио-Негро,
стал богатым сердцем торговли каучуком.Через несколько коротких лет в Манаусе появилась первая в Бразилии телефонная система,
16 миль трамвайных путей и электрическая сеть для миллионного города, хотя в нем проживает всего лишь
40 000. Отдельные люди сделали огромные состояния, и «демонстрация богатства превратилась в спорт. Резиновые бароны зажигали сигары.
купюрами по 100 долларов и утоляли жажду своих лошадей серебряными ведрами охлажденного французского шампанского. Их
жены, презирая мутные воды Амазонки, отправляли белье в Португалию на стирку … Они ели импортную еду.
из Европы… [и] после обильных обедов, некоторые из которых стоили до 100 000 долларов, мужчины уходили на пенсию к любому из
дюжина элегантных борделей. «Жители Манауса» были самыми высокими потребителями бриллиантов на душу населения.
в мире.»
Дикие деревья гевеи, как и все первичные деревья тропических лесов, широко разбросаны, что
защищает виды от болезней листьев в Южной Америке, которые легко распространяются и уничтожают плантации.Таким образом,
чтобы получить прибыль, баронам пришлось получить контроль над огромными участками земли. Большинство сделали это, наняв своих частных
армии для защиты своих требований, приобретения новых земель и захвата местных рабочих. Труд всегда был проблемой, поэтому бароны
стал творческим. Один барон создал конный завод, поработив 600 индийских женщин, которых он разводил как крупный рогатый скот. Другие бароны
как Хулио Сезар Арана, просто использовал террор, чтобы заполучить индийских рабов и удержать их. Пленные индейцы обычно подчинялись
потому что сопротивление означало только большие страдания для семей.Молодых девушек продавали как шлюх, а юношей
были связаны, с завязанными глазами и оторванными гениталиями. После гибели индейцев производство резко возросло: в 12
за годы, когда Арана работала на реке Путумайо в Колумбии, коренное население сократилось с 30 000 до менее
более 8000, а он экспортировал более 4000 тонн каучука, заработав более 75 миллионов долларов.
Единственное, что остановило
Холокост стал крахом бразильского рынка каучука. Бразильский рынок каучука был раздавлен стремительной
развитие более эффективных каучуковых плантаций Юго-Восточной Азии.Однако перспективы развития плантаций
не начинал с высокой ноты. Семена каучука, богатые маслом и латексом, не выдержали долгого путешествия по Атлантике
из Бразилии. Наконец, в 1876 году английский плантатор Генри Викхэм собрал 70 000 семян и отправил их в Англию.
Этот груз остается «источником споров. Бразильцы, удобно забывая все свои сельскохозяйственные
экономика основана на пяти импортных растениях — африканской масличной пальме, кофе из Эфиопии, какао из Колумбии и Эквадора,
соевые бобы из Китая и сахарный тростник из Юго-Восточной Азии — до сих пор говорят о «воровстве каучука»
позора.Сам Уикхем в своих мемуарах придает этому деянию нотку таинственности, несомненно, намереваясь возвысить его
собственный профиль в глазах сверстников. Фактически, все свидетельства говорят о том, что вывоз был простой
дело ведется открыто и при активном содействии бразильских властей в Бельме «.
В этом случае 2800 семян проросли и были отправлены в Коломбо, Цейлон (современная Шри-Ланка). После нескольких ложных
начинается, в том числе один плантатор на северном Борнео, который срубил свою плантацию, не обнаружив висящих резиновых мячей
от ветвей перспективы были мрачными.Одним из основных препятствий было то, что успех чая (Цейлон) и кофе (Малайя)
не давало плантаторам повода пробовать непроверенный урожай.
Наконец, в 1895 году Генри Ридли, глава сингапурского
ботанический сад, убедил двух производителей кофе посадить два акра (0,8 га) деревьев гевеи. Двенадцать лет спустя еще
на плантациях Цейлона и Малайи выращено более 300 000 га каучука. Новые инновации повысили эффективность и производство
удваивается каждые два года. Каучук можно было производить за небольшую часть стоимости сбора дикого каучука в Бразилии.К 1910 году производство в Бразилии упало на 50 процентов. В 1914 году рыночная доля Бразилии упала примерно до 30 процентов, в 1918 году — до 20 процентов.
а в 1940 г. — 1,3%.
Однако Вторая мировая война угрожала сдвинуть
каучуковое богатство. Поскольку Япония занимает основные районы производства каучука в Юго-Восточной Азии, США опасались, что она будет работать
из жизненно важного материала. Каждая шина, шланг, уплотнение, клапан и дюйм проводки требовали резины. Резиновая разработка
Корпорация, главный надзор за приобретением каучука, искала другие источники, включая создание каучукового завода.
программа, которая отправила бесстрашных исследователей в Амазонку искать образцы каучука, которые будут использоваться для получения высоких
урожайность, превосходные продукты и возможность устойчивости к фитофторозу.Конечной целью программы было
создавать каучуковые плантации недалеко от дома. Помимо поиска на Амазонке и создания экспериментальных
плантаций в Латинской Америке, программа предложила несколько новых планов по производству каучука, в том числе посадку одуванчиков — их молочный сок — небольшой, но полезный источник каучука — в 41 штате.
В результате обширной работы над синтетическим каучуком был получен продукт, который, по прогнозам экономистов, со временем заменит
натуральная резина. К 1964 году синтетический каучук составлял 75 процентов рынка.
Однако ситуация резко изменилась с появлением
Нефтяное эмбарго ОПЕК 1973 года, которое удвоило цены на синтетический каучук и заставило потребителей нефти
расход бензина. Обеспокоенность по поводу расхода топлива принесла неожиданную угрозу синтетическому рынку: широко распространенное
принятие радиальной шины. Радиальная шина заменила простые диагональные шины (которые составляли только 90% рынка).
пятью годами ранее), а в течение нескольких лет практически все автомобили катились на радиальных колесах.Синтетический каучук не имел
прочность для радиалов; только натуральный каучук мог обеспечить необходимую прочность. К 1993 году натуральный каучук
вернули 39 процентов внутреннего рынка. Сегодня почти 50% всех автомобильных шин и 100% авиационных шин производятся
из натурального каучука.
85 процентов этого каучука импортируется из Юго-Восточной Азии, а это означает, что США очень уязвимы.
к сбоям, вызванным эмбарго или, что еще хуже, непреднамеренным или преднамеренным занесением фитофтороза в
плантации.Ни одно из деревьев на плантациях в Юго-Восточной Азии не имеет устойчивости к фитофторозу, поэтому «один
акт биологического терроризма, систематическое занесение спор грибов, настолько мелких, что их легко скрыть в
обувь, может стереть с лица земли плантации, остановив производство натурального каучука как минимум на десятилетие. это
трудно представить себе любое другое сырье, столь же жизненно важное и уязвимое ».
Продолжение: Спасение тропических лесов [произошла ошибка при обработке этой директивы]
© Mongabay 1995-2020
резина | Тропические растения, нефть и природный газ
Каучук , эластичное вещество, полученное из выделений некоторых тропических растений (натуральный каучук) или полученное из нефти и природного газа (синтетический каучук).
Благодаря своей эластичности, упругости и прочности резина является основным компонентом шин, используемых в автомобильных транспортных средствах, самолетах и велосипедах. Более половины всей производимой резины идет на автомобильные шины; остальное идет на механические детали, такие как крепления, прокладки, ремни и шланги, а также на потребительские товары, такие как обувь, одежда, мебель и игрушки.
Основными химическими составляющими резины являются эластомеры, или «эластичные полимеры», большие цепочечные молекулы, которые можно растягивать на большую длину и при этом восстанавливать свою первоначальную форму.Первым распространенным эластомером был полиизопрен, из которого делают натуральный каучук. Натуральный каучук, образованный в живом организме, состоит из твердых частиц, взвешенных в молочной жидкости, называемой латексом, которая циркулирует во внутренних частях коры многих тропических и субтропических деревьев и кустарников, но преимущественно Hevea brasiliensis , высокого дерева из мягкой древесины, происходящего из в Бразилии.
Натуральный каучук впервые был научно описан Шарлем-Мари де ла Кондамин и Франсуа Френо из Франции после экспедиции в Южную Америку в 1735 году.Английский химик Джозеф Пристли назвал его каучуком в 1770 году, когда обнаружил, что его можно использовать для стирания карандашных следов. Его крупный коммерческий успех был достигнут только после того, как Чарльз Гудиер в 1839 году изобрел процесс вулканизации.
Натуральный каучук по-прежнему занимает важное место на рынке; его устойчивость к накоплению тепла делает его ценным для шин, используемых на гоночных автомобилях, грузовиках, автобусах и самолетах. Тем не менее, он составляет менее половины производимого в промышленных масштабах каучука; остальное — это каучук, произведенный синтетическим путем с помощью химических процессов, которые были частично известны в 19 веке, но не применялись в коммерческих целях до второй половины 20 века, после Второй мировой войны.Среди наиболее важных синтетических каучуков — бутадиеновый каучук, стирол-бутадиеновый каучук, неопрен, полисульфидные каучуки (тиоколы), бутилкаучук и силиконы.
Синтетические каучуки, как и натуральные каучуки, могут быть упрочнены путем вулканизации, а также улучшены и модифицированы для специальных целей путем армирования другими материалами.
Существенные свойства полимеров, используемых для производства основных товарных каучуков, приведены в таблице.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас| полимер тип | Температура стеклования (° C) | температура плавления (° C) | термостойкость * | маслостойкость * | сопротивление изгибу * | типичные продукты и области применения |
|---|---|---|---|---|---|---|
| * E = отлично, G = хорошо, F = удовлетворительно, P = плохо. | ||||||
| полиизопрен (натуральный каучук, изопреновый каучук) | −70 | 25 | P | P | E | шины, рессоры, колодки, клеи |
| сополимер стирол-бутадиен (бутадиен-стирольный каучук) | −60 | P | P | G | протекторы шин, клеи, ремни | |
| полибутадиен (бутадиеновый каучук) | −100 | 5 | P | P | F | протекторы шин, башмаков, конвейерных лент |
| сополимер акрилонитрил-бутадиен (нитрильный каучук) | от −50 до −25 | G | G | F | топливные шланги прокладки, ролики | |
| сополимер изобутилена и изопрена (бутилкаучук) | −70 | −5 | F | P | F | Покрышки, оконные планки |
| этилен-пропиленовый мономер (EPM), этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM) | −55 | F | P | F | гибкие уплотнения, электроизоляция | |
| полихлоропрен (неопрен) | −50 | 25 | G | G | G | шланги, ремни, пружины, прокладки |
| полисульфид (тиокол) | −50 | F | E | F | Уплотнения, сальники, ракетное топливо | |
| полидиметилсилоксан (силикон) | −125 | −50 | G | F | F | уплотнители, прокладки, хирургические имплантаты |
| фторэластомер | −10 | E | E | F | Кольца круглые, уплотнения, прокладки | |
| полиакрилатный эластомер | от −15 до −40 | G | G | F | шланги, ремни, уплотнители, ткани с покрытием | |
| полиэтилен (хлорированный, хлорсульфированный) | −70 | G | G | F | Кольца круглые, уплотнения, прокладки | |
| стирол-изопрен-стирол (SIS), блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол (SBS) | −60 | P | P | F | автомобильные детали, обувь, клеи | |
| Смесь EPDM-полипропилен | −50 | F | P | F | туфли, гибкие чехлы | |
Каучуковое дерево
В промышленных масштабах натуральный каучук получают почти исключительно из Hevea brasiliensis, дерева, произрастающего в Южной Америке, где оно растет в диком виде до высоты 34 метров (120 футов).
Однако, выращенное на плантациях, дерево вырастает всего до 24 метров (80 футов), потому что углерод, необходимый для роста, также является важным компонентом каучука. Поскольку только атмосферный углекислый газ может поставлять углерод растениям, этот элемент должен быть нормирован между двумя потребностями, когда дерево находится в активном производстве. Кроме того, если листва ограничена верхушкой дерева (для облегчения постукивания), потребление углекислого газа меньше, чем у дикого дерева. Другие деревья, кустарники и травянистые растения производят каучук, но, поскольку ни один из них не сравнится по эффективности с Hevea brasiliensis, отраслевые ботаники сосредоточили свои усилия исключительно на этом виде.
Латекс снимается с деревьев на каучуковой плантации недалеко от Куала-Лумпура, Малайзия.
P. Morris / Ardea London При возделывании гевеи , соблюдаются естественные контуры земли, а деревья защищены от ветра.
Покровные культуры, посаженные рядом с каучуковыми деревьями, удерживают дождевую воду на наклонной поверхности и помогают удобрять почву, фиксируя атмосферный азот. Также используются стандартные методы садоводства, такие как выращивание в питомниках морозостойких подвоев и прививка на них, ручное опыление и вегетативное размножение (клонирование) для получения генетически однородного продукта.
Hevea растет только в четко обозначенных зонах тропиков и субтропиков, где никогда не бывает заморозков. Сильные годовые осадки около 2500 мм (100 дюймов) необходимы, с упором на влажную весну. Вследствие этих требований площади выращивания ограничены. Юго-Восточная Азия особенно хорошо расположена для выращивания каучука; то же самое можно сказать о некоторых частях Южной Азии и Западной Африки. Выращивание Hevea в Бразилии, его естественной среде обитания, было практически уничтожено бактериальным паразитом в начале 20 века.
Каучук — Энциклопедия Нового Света
Латекс собирают с каучукового дерева.
Каучук представляет собой эластичный углеводородный полимер, который встречается в виде молочной коллоидной суспензии (известной как латекс ) в соке нескольких разновидностей растений. Каучук также можно производить синтетическим путем.
К сожалению, у истории резины есть и обратная сторона. Около ста лет назад миллионы африканцев погибли в Свободном государстве Конго из-за жажды получить прибыль от каучука.
Источники
Основным коммерческим источником натурального латекса, используемого для создания каучука, является паракаучуковое дерево Hevea brasiliensis (Euphorbiaceae). Во многом это связано с тем, что он реагирует на ранение, производя больше латекса. В 1876 году Генри Викхэм собрал тысячи семян этого растения в Бразилии, и они были проращены в садах Кью, Англия. Затем саженцы были отправлены в Коломбо, Индонезию, Сингапур и Британскую Малайю. Позднее Малая стала крупнейшим производителем каучука.
Другие растения, содержащие латекс, включают инжир ( Ficus elastica ), молочай и одуванчик обыкновенный.
Хотя они не были основными источниками каучука, Германия пыталась использовать такие источники во время Второй мировой войны, когда она была отрезана от поставок каучука. Позднее эти попытки были вытеснены разработкой синтетического каучука. Его плотность около 920 килограмм / метр 3 .
Сборник каучуков
Женщина в Шри-Ланке (Цейлон) во время сбора каучука В таких местах, как Керала, где кокосы растут в изобилии, половина кокосовой скорлупы используется в качестве контейнера для сбора латекса.Раковины прикрепляются к дереву с помощью короткой острой палки, и латекс стекает в нее за ночь. Обычно таким образом получается латекс на уровне от половины до трех четвертей оболочки. Затем латекс с нескольких деревьев переливается в плоские поддоны и смешивается с муравьиной кислотой, которая служит коагулянтом. Через несколько часов очень влажные листы резины отжимаются, пропуская их через пресс, а затем отправляются на фабрики, где проводится вулканизация и дальнейшая обработка.
Источники тока из резины
Сегодня Азия является основным источником натурального каучука.Более половины используемого сегодня каучука является синтетическим, но несколько миллионов тонн натурального каучука по-прежнему производятся ежегодно, и он по-прежнему необходим для некоторых отраслей промышленности, включая автомобильную и военную.
Гипоаллергенная резина может быть изготовлена из гваюли.
Натуральный каучук часто вулканизируют, при этом каучук нагревают и добавляют серу, перекись или бисфенол для повышения упругости и эластичности, а также для предотвращения его разрушения. Вулканизация значительно улучшила долговечность и полезность резины с 1830-х годов.Успешное развитие вулканизации наиболее тесно связано с Чарльзом Гудиером. Технический углерод часто используется в качестве добавки к резине для повышения ее прочности, особенно в автомобильных шинах.
История
В родных регионах Центральной Америки и Южной Америки каучук собирают давно.
Цивилизации Мезоамерики использовали каучук в основном из растений, известных как Castilla elastica . Древние мезоамериканцы играли в мяч с использованием резиновых мячей, и было найдено несколько доколумбовых резиновых мячей (всегда в местах, затопленных пресной водой), самые ранние из которых датируются примерно 1600– гг. г. н.э. По словам Берналя Диаса дель Кастильо, испанские конкистадоры были настолько поражены энергичным отскоком резиновых мячей ацтеков, что задавались вопросом, были ли шары зачарованы злыми духами. Майя также сделали временную резиновую обувь, окунув ноги в латексную смесь.
Каучук также использовался в различных других контекстах, например, для полосок, удерживающих каменные и металлические инструменты на деревянных ручках, и для набивки ручек инструментов. Хотя древние мезоамериканцы не знали о вулканизации, они разработали органические методы обработки каучука с аналогичными результатами, смешивая неочищенный латекс с различными соками и соками других виноградных лоз, в частности, Ipomoea alba , разновидности ипомеи.
В Бразилии коренные жители понимали, как из резины делают водонепроницаемую ткань. Одна история гласит, что первый европеец, который вернулся в Португалию из Бразилии с образцами такой водоотталкивающей прорезиненной ткани, настолько шокировал людей, что его привлекли к суду по обвинению в колдовстве.
Первое упоминание каучука в Англии, по-видимому, относится к 1770 году, когда Джозеф Пристли заметил, что кусок материала чрезвычайно хорош для стирания карандашных следов на бумаге, отсюда и название «каучук».«Примерно в то же время Эдвард Нэрн начал продавать кубики натурального каучука в своем магазине на Корнхилле, 20 в Лондоне. Кубики, предназначенные для ластика, продавались по удивительно высокой цене — три шиллинга за полдюймовый куб.
Паракаучуковое дерево первоначально росло в Южной Америке, где оно было основным источником ограниченного количества латексного каучука, потребляемого на протяжении большей части девятнадцатого века. Около ста лет назад Свободное государство Конго в Африке было важным источником латекса натурального каучука, собираемого в основном принудительным трудом.
Свободное государство Конго было создано и управлялось как личная колония бельгийским королем Леопольдом II. Миллионы африканцев погибли там из-за жажды заработка на резине и резине. После неоднократных усилий каучук успешно культивировали в Юго-Восточной Азии, где он сейчас широко выращивается.
В середине девятнадцатого века каучук был новым материалом, но не нашел широкого применения в промышленном мире. Его использовали сначала как ластик, а затем как медицинские устройства для соединения трубок и для вдыхания лекарственных газов.С открытием, что каучук растворим в эфире, он нашел применение в водонепроницаемых покрытиях, особенно для обуви, и вскоре после этого прорезиненное пальто Mackintosh стало очень популярным.
Тем не менее, большинство этих заявок было в небольших объемах, и материал просуществовал недолго. Причина отсутствия серьезных применений заключалась в том, что материал был непрочным, липким и часто гнил и плохо пах, поскольку оставался в неотвержденном состоянии.
Химические и физические свойства
Каучук обладает уникальными физическими и химическими свойствами.
За исключением нескольких примесей натуральных продуктов, натуральный каучук по существу представляет собой полимер изопреновых звеньев, углеводородный диеновый мономер. Синтетический каучук может быть изготовлен в виде полимера изопрена или различных других мономеров. Считается, что резина была названа Джозефом Пристли, который в 1770 году обнаружил, что высушенный латекс стирает следы карандаша. Свойства материала натурального каучука делают его эластомером и термопластом.
Поведение каучука при напряжении и деформации демонстрирует эффект Маллинза, эффект Пейна и часто моделируется как гиперупругий.
Почему резина обладает эластичностью?
В большинстве эластичных материалов, таких как металлы, используемые в пружинах, упругие свойства вызваны деформациями скрепления. При приложении напряжения длины связей отклоняются от равновесия (минимальной энергии), и энергия деформации накапливается электростатически.
Часто предполагается, что резина ведет себя таким же образом, но оказывается, что это плохое описание. Резина — любопытный материал, потому что, в отличие от металлов, энергия деформации сохраняется не только электростатически, но и термически.
В расслабленном состоянии каучук состоит из длинных скрученных полимерных цепей, которые в нескольких точках связаны между собой. Между парой звеньев каждый мономер может свободно вращаться вокруг своего соседа. Это дает каждой части цепи свободу действий для принятия большого количества геометрических форм, например, очень рыхлой веревки, прикрепленной к паре фиксированных точек. При комнатной температуре резина накапливает достаточно кинетической энергии, так что каждая секция цепи колеблется хаотично, как приведенный выше кусок веревки, который сильно встряхивается.
Когда резина растягивается, «свободные куски веревки» натягиваются и, следовательно, больше не могут колебаться.Их кинетическая энергия выделяется в виде избыточного тепла.
Следовательно, энтропия уменьшается при переходе от расслабленного состояния к растянутому и увеличивается при релаксации. Это изменение энтропии также можно объяснить тем фактом, что плотный участок цепи может складываться меньшим числом способов (W), чем свободный участок цепи при данной температуре (nb. Энтропия определяется как S = k * ln (W )). Таким образом, релаксация растянутой резиновой ленты вызывается увеличением энтропии, а действующая сила не является электростатической, а является результатом преобразования тепловой энергии материала в кинетическую энергию.Резиновая релаксация эндотермична. Во время сжатия материал подвергается адиабатическому охлаждению. Это свойство резины легко проверить, поднеся к губам натянутую резинку и расслабив ее.
Растяжение резиновой ленты в некотором смысле эквивалентно сжатию идеального газа, а расслабление — его расширению. Обратите внимание, что сжатый газ также проявляет «упругие» свойства, например, внутри накачанной автомобильной шины. Тот факт, что растяжение эквивалентно сжатию, может показаться несколько нелогичным, но это имеет смысл, если рассматривать резину как одномерный газ .Растяжение сокращает «пространство», доступное каждой секции цепи.
Вулканизация резины создает больше дисульфидных связей между цепями, поэтому каждый свободный участок цепи становится короче. В результате цепи натягиваются быстрее при заданной длине напряжения. Это увеличивает постоянную упругую силу и делает резину более твердой и менее растяжимой.
При охлаждении ниже температуры стеклования квазижидкие сегменты цепи «застывают» в фиксированной геометрии, и резина резко теряет свои эластичные свойства, хотя процесс обратим.Это свойство присуще большинству эластомеров. При очень низких температурах резина становится довольно хрупкой; при ударе он разобьется на осколки. Эта критическая температура является причиной того, что в зимних шинах используется более мягкий вариант резины, чем в обычных шинах. Считалось, что вышедшие из строя резиновые уплотнения, которые стали причиной катастрофы космического челнока Challenger , остыли ниже своей критической температуры.
Катастрофа случилась в необычно холодный день.
Синтетический каучук
Синтетический каучук получают путем полимеризации различных мономеров для получения полимеров.Они составляют часть обширного исследования, охватываемого наукой о полимерах и технологией каучука. Его научное название — полиизопрен.
Синтетический каучук — это любой тип искусственно созданного полимерного материала, который действует как эластомер. Эластомер — это материал с механическим (или материальным) свойством, заключающимся в том, что он может подвергаться гораздо более упругой деформации под нагрузкой, чем большинство материалов, и при этом возвращаться к своему прежнему размеру без остаточной деформации. Синтетический каучук во многих случаях заменяет натуральный каучук, особенно когда требуются улучшенные свойства материала.
Натуральный каучук, получаемый из латекса, в основном представляет собой полимеризованный изопрен с небольшим процентом примесей в нем. Это ограничит диапазон доступных ему свойств.
Кроме того, существуют ограничения на пропорции цис- и транс двойных связей, обусловленные методами полимеризации натурального латекса. Это также ограничивает диапазон свойств, доступных для натурального каучука, хотя для улучшения свойств используются добавление серы и вулканизация.
Тем не менее, синтетический каучук может быть получен путем полимеризации различных мономеров, включая изопрен (2-метил-1,3-бутадиен), 1,3-бутадиен, хлоропрен (2-хлор-1,3-бутадиен), и изобутилен (метилпропен) с небольшим процентным содержанием изопрена для сшивания.Кроме того, эти и другие мономеры можно смешивать в различных желаемых пропорциях для сополимеризации для получения широкого диапазона физических, механических и химических свойств. Мономеры можно производить в чистом виде, а добавление примесей или добавок можно контролировать с помощью конструкции для придания оптимальных свойств. Полимеризацию чистых мономеров можно лучше контролировать, чтобы получить желаемое соотношение цис- и транс двойных связей.
Острая потребность в синтетическом каучуке, получаемом из широко распространенного сырья, возникла в связи с расширением использования автотранспортных средств, и особенно автомобильных шин, начиная с 1890-х годов.Политические проблемы, возникшие в результате сильных колебаний стоимости натурального каучука, привели к принятию Закона Стивенсона в 1921 году. Этот закон по существу создал картель, который поддерживал цены на каучук путем регулирования производства (см. ОПЕК). К 1925 году цена на натуральный каучук выросла до такой степени, что такие компании, как DuPont, изучали методы производства синтетического каучука, чтобы конкурировать с натуральным каучуком. В случае Dupont усилия привели к открытию неопрена, который представляет собой синтетический каучук, который слишком дорог для использования в шинах, но обладает некоторыми очень желательными свойствами, которые позволяют использовать каучук в областях, которые не подходят для натурального каучука. .
Вулканизация
Вулканизация, или отверждение резины, — это химический процесс, в котором отдельные молекулы полимера связаны с другими молекулами полимера атомными мостиками.
Конечным результатом является то, что упругие молекулы каучука становятся в большей или меньшей степени сшитыми. Это делает сыпучий материал более твердым, более прочным и устойчивым к химическому воздействию. Это также делает поверхность материала более гладкой и предотвращает прилипание к металлическим или пластмассовым химическим катализаторам.Этот сильно сшитый полимер имеет прочные ковалентные связи с сильными силами между цепями и, следовательно, является нерастворимым и неплавким, термореактивным или термореактивным полимером. Процесс назван в честь Вулкана, римского бога огня.
Причина вулканизации
Незатвердевший натуральный каучук начнет портиться в течение нескольких дней, постепенно превращаясь в влажную рассыпчатую массу. Процесс гибели частично состоит из расщепления белков (как это происходит с белками молока), а также из распада больших молекул каучука, которые окисляются в воздухе из-за того, что молекулы кислорода атакуют двойные связи.
Резина, не прошедшая надлежащую вулканизацию, также может погибнуть, но более медленно.
Процесс гибели поощряется длительным пребыванием на солнце, а особенно ультрафиолета.
Описание
Вулканизация обычно считается необратимым процессом (см. Ниже), аналогичным другим термореактивным пластикам, и его следует сильно контрастировать с термопластическими процессами (процесс замораживания расплава), которые характеризуют поведение большинства современных полимеров. Эта необратимая реакция отверждения определяет отвержденные резиновые смеси как термореактивные материалы, которые не плавятся при нагревании, и выводит их из класса термопластичных материалов (таких как полиэтилен и полипропилен).Это фундаментальное различие между каучуками и термопластами, которое определяет условия их применения в реальном мире, их стоимость и экономику их спроса и предложения.
Обычно химическое сшивание происходит с помощью серы, но существуют и другие технологии, в том числе системы на основе пероксидов. Комбинированная упаковка для отверждения в типичной резиновой смеси включает сам отвердитель (серу или пероксид) вместе с ускорителями и замедлителями.
Вдоль молекулы каучука имеется ряд центров, привлекательных для атомов серы.Это так называемые места лечения. Во время вулканизации восьмичленное кольцо серы распадается на более мелкие части с различным количеством атомов серы. Эти части довольно реактивны. К каждому участку отверждения на молекуле каучука могут присоединяться один или несколько атомов серы, и оттуда цепочка серы может расти, пока в конечном итоге не достигнет участка отверждения на другой молекуле каучука. Эти серные мостики обычно имеют длину от двух до десяти атомов. Сравните это с типичными полимерными молекулами, в которых длина углеродного остова составляет многие тысячи атомных единиц.Число атомов серы в сшивке серы оказывает сильное влияние на физические свойства конечного резинового изделия. Короткие сшивки серы, содержащие всего один или два атома серы в сшивке, придают каучуку очень хорошую термостойкость. Сшивки с большим числом атомов серы, до шести или семи, придают каучуку очень хорошие динамические свойства, но с меньшей термостойкостью.
Динамические свойства важны для изгибных движений резинового изделия, например, движения боковой стенки ходовой шины.Без хороших свойств изгиба эти движения быстро приведут к образованию трещин и, в конечном итоге, к разрушению резинового изделия. Он очень гибкий и водостойкий.
Вклад Goodyear
В большинстве учебников говорится, что Чарльз Гудиер (1800–1860) первым использовал серу для вулканизации резины. Однако сегодня мы знаем, что древние мезоамериканцы достигли тех же результатов в 1600– годах до нашей эры. [1].
В зависимости от того, что вы читаете, история Goodyear — это либо чистая удача, либо тщательное исследование.Goodyear настаивает на том, что это было второе, хотя многие современные отчеты указывают на первое.
Гудиер утверждал, что он открыл вулканизацию на основе серы в 1839 году, но не запатентовал изобретение до 15 июня 1844 года и не писал историю открытия до 1853 года в своей автобиографической книге Gum-Elastica .
Тем временем Томас Хэнкок (1786-1865), ученый и инженер, запатентовал этот процесс в Великобритании 21 ноября 1843 года, за восемь недель до того, как Гудиер подал заявку на свой собственный патент в Великобритании.
Компания Goodyear Tire and Rubber приняла название Goodyear из-за своей деятельности в резиновой промышленности, но не имеет других связей с Чарльзом Гудиером и его семьей.
Вот отчет Goodyear об изобретении, взятый из Gum-Elastica . Хотя книга является автобиографией, Goodyear решил написать ее от третьего лица, так что «изобретатель» и «он», упомянутые в тексте, на самом деле являются автором. Он описывает сцену на резиновой фабрике, где работал его брат:
…. Изобретатель провел несколько экспериментов, чтобы установить влияние тепла на то же соединение, которое разложилось в почтовых мешках и других предметах. Он был удивлен, обнаружив, что образец, неосторожно приведенный в контакт с горячей печью, обугливался, как кожа.
Гудиер далее описывает, как он пытался привлечь внимание своего брата и других рабочих на заводе, которые были знакомы с поведением растворенного каучука, но они отклонили его призыв как недостойный их внимания, считая его одним из много апелляций он обращался к ним из-за какого-то странного эксперимента.
Гудиер утверждает, что он пытался сказать им, что растворенная резина обычно плавится при чрезмерном нагревании, но они все равно игнорировали его.
Он прямо предположил, что если процесс обугливания можно остановить в нужной точке, это может лишить резинки ее естественной адгезии, что сделает ее лучше, чем природная резинка. После дальнейших испытаний с нагреванием он еще больше убедился в правильности этого вывода, обнаружив, что индийский каучук нельзя плавить в кипящей сере при любой высокой температуре, а всегда сгорать.Он сделал еще одну попытку нагрева подобной ткани перед открытым огнем. Затем последовал тот же эффект, что и обугливание резинки; но были и другие весьма удовлетворительные признаки успеха в достижении желаемого результата, так как на краю обугленной части появилась линия или граница, которая не была обугленной, но полностью затвердевшей.
Гудиер далее описывает, как он переехал в Вобурн, штат Массачусетс, и провел серию систематических экспериментов, чтобы найти правильные условия для вулканизации резины.
… Убедившись с уверенностью в том, что он нашел объект своих поисков и многое другое, и что новое вещество было стойким к холоду и растворителем натуральной камеди, он почувствовал, что ему хорошо платят за прошлое, и совершенно равнодушен к испытаниям будущего.
Гудьир никогда не делал денег на своем изобретении. Он заложил все имущество своей семьи, чтобы собрать деньги, но 1 июля 1860 года он умер с долгами более 200000 долларов.
Более поздние разработки
Какова бы ни была настоящая история, открытие реакции каучук-сера произвело революцию в использовании и применении каучука и изменило облик промышленного мира.
До того времени единственным способом герметизировать небольшой зазор во вращающейся машине или гарантировать, что топливо, используемое для питания этой машины (обычно пар) в цилиндре, прикладывает силу к поршню с минимальной утечкой, было использование кожа, пропитанная маслом. Это было приемлемо до умеренных давлений, но выше определенного предела конструкторам машин приходилось идти на компромисс между дополнительным трением, создаваемым более плотной упаковкой кожи, или большей утечкой драгоценного пара.
Вулканизированная резина — идеальное решение.Что касается вулканизированной резины, у инженеров был материал, которому можно было придать точную форму и размеры, который выдерживал бы умеренные и большие деформации под нагрузкой и быстро восстанавливался до своих первоначальных размеров после снятия нагрузки. В сочетании с хорошей прочностью и отсутствием липкости они являются критическими требованиями для эффективного герметизирующего материала.
Дальнейшие эксперименты по переработке и смешиванию каучука проводились, в основном, в Великобритании Хэнкоком и его коллегами.Это привело к более воспроизводимому и стабильному процессу.
В 1905 году, однако, Джордж Оенслагер обнаружил, что производное анилина, называемое тиокарбанилидом, способно ускорять действие серы на каучук, что приводит к гораздо более короткому времени отверждения и снижению потребления энергии. Эта работа, хотя и менее известная, почти так же важна для развития резиновой промышленности, как и работа Goodyear в открытии отверждения серой.
Ускорители сделали процесс отверждения намного более надежным и повторяемым.Через год после своего открытия Энслагер нашел сотни потенциальных применений своей добавки.
Так родилась наука об ускорителях и замедлителях схватывания. Ускоритель ускоряет реакцию отверждения, а замедлитель замедляет ее. В последующем столетии различные химики разработали другие ускорители и так называемые ультраускорители, которые делают реакцию очень быстрой и используются для изготовления большинства современных резиновых изделий.
Девулканизация
Каучуковая промышленность занимается девулканизацией каучука в течение многих лет.Основная трудность при переработке резины заключается в девулканизации резины без ухудшения ее желаемых свойств. Процесс девулканизации включает в себя обработку резины в гранулированной форме нагреванием и / или смягчающими агентами для восстановления ее эластичных свойств, чтобы можно было повторно использовать резину. Несколько экспериментальных процессов достигли разной степени успеха в лаборатории, но были менее успешными при масштабировании до уровня коммерческого производства.
Кроме того, разные процессы приводят к разным уровням девулканизации: например, использование очень мелкого гранулята и процесса, который производит поверхностную девулканизацию, даст продукт с некоторыми из желаемых качеств необработанного каучука.
Процесс переработки резины начинается со сбора и измельчения выброшенных шин. Это превращает резину в гранулированный материал, и все стальные и армирующие волокна удаляются. После вторичного измельчения полученный резиновый порошок готов к переработке продукта. Однако производственные применения, в которых можно использовать этот инертный материал, ограничены теми, которые не требуют его вулканизации.
В процессе рециркуляции каучука девулканизация начинается с отделения молекул серы от молекул каучука, что способствует образованию новых поперечных связей.Были разработаны два основных процесса рециркуляции каучука: процесс модифицированного масла и процесс вода-масло . В каждом из этих процессов масло и регенерирующий агент добавляются к регенерированному каучуковому порошку, который подвергается воздействию высокой температуры и давления в течение длительного периода (5-12 часов) на специальном оборудовании, а также требует обширной механической последующей обработки.
Восстановленный в результате этих процессов каучук имеет измененные свойства и непригоден для использования во многих продуктах, включая шины.Как правило, эти различные процессы девулканизации не привели к значительной девулканизации, не смогли обеспечить стабильное качество или были слишком дорогими.
В середине 1990-х исследователи из Гуанчжоуского научно-исследовательского института по утилизации повторно используемых ресурсов в Китае запатентовали метод регенерации и девулканизации переработанного каучука. Их технология, известная как AMR Process , призвана производить новый полимер с постоянными свойствами, близкими к свойствам натурального и синтетического каучука, и при значительно более низкой потенциальной стоимости.
Процесс AMR использует молекулярные характеристики вулканизированного резинового порошка в сочетании с использованием активатора, модификатора и ускорителя, гомогенно реагирующих с частицами резины. Химическая реакция, происходящая в процессе смешивания, способствует разъединению молекул серы, тем самым позволяя воссоздать характеристики натурального или синтетического каучука.
Смесь химических добавок добавляют к повторно используемому порошку резины в смесителе в течение приблизительно пяти минут, после чего порошок проходит процесс охлаждения и затем готов к упаковке.Сторонники процесса также утверждают, что в процессе не выделяются токсины, побочные продукты или загрязняющие вещества. Затем реактивированный каучук может быть смешан и переработан для удовлетворения конкретных требований.
В настоящее время Rebound Rubber Corp., владеющая североамериканской лицензией на процесс AMR, построила завод по переработке каучука и лабораторию исследований / контроля качества в Дейтоне, штат Огайо. Завод выполняет производственные операции на демонстрационной основе или на небольших коммерческих уровнях. Переработанный каучук с завода в Огайо в настоящее время проходит испытания в независимой лаборатории для определения его физических и химических свойств.
Независимо от того, будет ли процесс AMR успешным, рынок нового сырого каучука или его эквивалента остается огромным, причем только в Северной Америке ежегодно используется более 10 миллиардов фунтов (примерно 4,5 миллиона тонн).
Автомобильная промышленность потребляет примерно 79 процентов нового каучука и 57 процентов синтетического каучука. На сегодняшний день переработанный каучук не используется в значительных количествах в качестве замены новому или синтетическому каучуку, в основном из-за того, что желаемые свойства не были достигнуты. Изношенные шины — это наиболее заметные отходы производства резины; по оценкам, только в Северной Америке ежегодно образуется около 300 миллионов утильных шин, причем более половины добавляется в уже огромные запасы.Подсчитано, что менее 10 процентов резиновых отходов повторно используется в любом виде нового продукта. Кроме того, Соединенные Штаты, Европейский Союз, Восточная Европа, Латинская Америка, Япония и Ближний Восток в совокупности производят около одного миллиарда шин в год, при этом, по оценкам, накопления составляют три миллиарда в Европе и шесть миллиардов в Северной Америке.
использует
Каучук имеет множество применений. Большинство промышленных применений — это контроль и гашение вибрации, используемые в автомобильных компонентах, таких как втулки стабилизатора, амортизаторы и опоры двигателя.
Резина также используется для смягчения ударов блокирующего оборудования и создания уплотнений. Резина также используется в шинах для транспортных средств.
См. Также
Внешние ссылки
Все ссылки получены 31 августа 2019 г.
Кредиты
Энциклопедия Нового Света писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 Лицензия (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на бескорыстных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:
История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :
Примечание.
Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.
История производства синтетического каучука
Определение упругости синтетического каучука промышленность от ее создания до текущих задач предлагает ценные уроки для сегодняшней развивающейся отрасли
Дорис Де Гусман / Нью-Йорк
«ЦИВИЛИЗАЦИЯ, как мы ее знаем сегодня, полностью зависит от резина. Это слуга, который буквально следует за нами из из люльки в могилу.»
Как сказал покойный химик Ральф Вольф в выпуске за октябрь 1964 г. Rubber World, ничто не стало настолько повсеместным и незаменим как синтетический каучук.
Материал, рожденный войной, синтетический каучук стал одним из самых
важные творения человека, когда прогресс современного
цивилизация все еще зависела от изменчивости глобального
поставка натурального каучука.
В 1906 году мировой объем производства натурального каучука составлял 60 000 тонн, уже недостаточная сумма для растущего спроса, созданного растущая автомобильная промышленность, по данным 1990 г. книга: Синтетический каучук — История отрасли, опубликована Международной Институт производителей синтетического каучука (IISRP).
В том же году менеджеры немецкой компании Bayer решили предложить цену 20000 золотых марок — эквивалент 5000 долларов на тот момент — за химик в своей компании, чтобы изобрести в течение трех лет удовлетворительный заменитель резины при условии, что цена резина не превышала 10 марок / кг.
Как раз вовремя, когда цена на натуральный каучук перевалила за 26 марок за кг (3 доллара за фунт) в 1909 г., Фриц Хофманн, главный химик Фармацевтическое подразделение Bayer представило первый образец синтетически произведенный полиизопрен.
«Однако изопреновый каучук имел ограниченную долговечность.
Из-за этого Bayer обратила внимание на производство
более дешевого метилового каучука в 1910 году », — говорит Рон Коммандер,
ЛАНКСЕСС ‘руководитель
бутилкаучуковый бизнес. Компания ранее была Bayer
подразделение химического и полимерного бизнеса, которое было выделено в
2004 г.
После 1910 г. более низкие цены на натуральный каучук снизили привлекательность разработки синтетического каучука, по мнению IISRP.Опытный завод по производству метилового каучука из г. диметилбутадиен появился в 1911 г., но только в 1915 г. Во время Первой мировой войны коммерческое производство проходило в Германии.
«Война обычно была катализатором пробуждения интереса к
синтетический каучук «, — говорит Марк Михалович, историк-консультант.
для химической
Фонд наследия (CHF). «Механизированная война требует
множество резиновых шлангов, ремней, прокладок, шин и т. д. для резервуаров,
самолеты и тому подобное.
Во время Первой мировой войны британские морские блокады,
тем не менее, не позволял Германии получать натуральный каучук из
Юго-Восточная Азия.»
Свыше 24000 тонн метилового каучука было произведено между 1914 и 1918 гг., Согласно IISRP. Синтетические каучуки были все еще не очень хороши, говорит Михалович, и использовались только во время той войны.
«Немцы знали, что резина была совершенно неадекватной, как и Остальная часть мира. С британскими ограничениями на резину предложение и определение США, Германии и В Советском Союзе поиски синтетического каучука еще не закончились ». он говорит.
ВОЛАТИЛЬНОСТЬ СОДЕЙСТВУЕТ РОСТУ
С 1914 по 1922 год цены на натуральный каучук колебались от
По данным швейцарского франка, от 11,5 центов за фунт до 1,02 доллара за фунт.
Еще один дефицит произошел в 1925 году, что привело к увеличению мирового естественного
цена резины до $ 1,12 / фунт.
При росте цен до более чем 1 доллар за фунт новое исследование было снова предпринята в 1926 году IG Farbenindustrie (известная как IG Farben), немецкий конгломерат, образованный в 1925 году, в который входили Bayer, BASF, Agfa, Hoechst и другие мелкие фирмы.
США также стремились разработать синтетические каучуки, поскольку 1925 г. страна потребляла около 76% мировой подача резины. В 1930-е годы появился новый синтетический каучук. разработка и производство по всему миру, согласно историки.
Тиокол, каучук со слабым запахом, полученный из смеси этилендихлорид и полисульфат, случайно открыл американский химик Джозеф Патрик в 1924 году, и коммерческое производство началось в Ярдли, штат Нью-Джерси, в 1930 году.
В отличие от натурального каучука, тиокол устойчив к маслам и растворителям —
отсюда его спрос, даже когда он продавался по 30 центов за фунт,
примерно в два-три раза дороже натурального каучука на
время, согласно CHF.
В 1929 году Арнольд Коллинз из американской компании DuPont разработал полихлоропреновый каучук, теперь известный как неопрен, который был коммерциализирована в 1933 году. Несколько американских резиновых компаний также начали разрабатывать собственные сополимерные каучуки, такие как Chemigum Goodyear и Б.Ф. Гудрич Америпол.Standard Oil (ныне ExxonMobil), тем временем, разработал бутилкаучук в 1937 году.
Самым заметным открытием 1930-х годов было то, что И.Г. Вальтер Бок и Эдуард Чункур из Farben полимеризовали синтетический каучук под названием Buna-S из бутадиена и стирола в водная эмульсия. Теперь известный как бутадиенстирольный каучук (SBR), Буна-С производилась в больших количествах в Германия к 1935 году.
Ученые IG Farben также разработали нитрильный каучук Buna-N в
1931, теперь известный как NBR, а серийное производство началось в 1935 году.По словам LANXESS, 1937 год стал большим годом для химии полимеров.
Командир.
«Это было тогда, когда самый важный класс антиоксидантов, антиозонанты и антифлексные крекинг-агенты также были обнаружил, — говорит он. — В том же году Отто Байер разработал метод, ставший основой химии полиуретана (ПУ), что привело к развитию клеевого сырья и промоторы адгезии «.
РОЖДЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
К 1940 году в Советском Союзе был самый большой синтетический каучук. промышленность — в основном из полибутадиенового каучука, согласно IISRP.
С приближением Второй мировой войны Германия быстро догоняла рост производства с 40 000 тонн в 1940 г. до 70 000 тонн в 1941 году. Между тем в США едва хватило 8 000 тонн. тонн всего синтетического каучука в 1941 г., при этом большая часть он не подходит для производства шин.
Этот факт, не говоря уже о растущей оккупации Японии в
Юго-Восточная Азия сильно обеспокоила правительство США, которое привело
к созданию US Rubber Reserve Company (RRC) в
Июнь 1940 г.
«RRC координировал исследования и разработки синтетического каучука. и производство среди нескольких компаний и университетов. Это в рамках этой программы был усовершенствован современный SBR и большинство первых заводов в США », — говорится в сообщении. Михалович.
Вторая мировая война выявила лучшее в каучуке и химической промышленности, отмечает Генри Инман, автор книги The Резиновые зеркальные отражения первых 100 резиновых дивизионов Лет.Ожидается, что книга выйдет следующей весной, чтобы отпраздновать 100 лет американцу Отделение каучука Химического общества.
«Вы бы никогда не увидели в нашей жизни, и даже наши
внуков, совместные усилия, которые потребовали
место в то время с программой синтетического каучука «, — говорит
Инман. «У вас есть правительство, частные предприятия и
научные круги все работают над одной целью, делятся патентами
соглашений и эксплуатации этих объектов от имени
Америка.
»
По программе RRC все произведенные синтетические каучуки были приведенные кодовые наименования, начинающиеся с «GR» — для госкомпании.
Производство GR-S, аналога немецкой Buna-S, было оценивается в 3271 длинную тонну (3323 тонны) к середине 1942 года, и к 1945 году он увеличился до 756 тысяч длинных тонн.
«Сделка началась примерно в 1943 году, когда правительство взял под контроль около 51 завода, — говорит Инман. установить в общей сложности 845000 длинных тонн синтетических производство резины.»
К 1945 году производство синтетического каучука превысило 830 000 тонн в год. при финансировании правительством США строительства 15 SBR заводы, два завода по производству бутилкаучука, производство 16 бутадиена объекты и пять заводов по производству стирола стоимостью около 750 млн долларов, согласно IISRP.
«Предложение было в семь раз больше, чем пиковое для Германии.
производства в 1943 году «, — говорит управляющий директор IISRP и
Генеральный директор Джеймс МакГроу. «Между 1946 и 1955 годами большинство заводов
позже были проданы частным компаниям.Следующая эволюция была
быстрое расширение в послевоенный период, которое продолжалось
через 1960-е годы «.
НАПРЯЖЕНИЕ В БУДУЩЕЕ
К середине 1950-х годов потребление каучука в США было почти разделено. поровну между натуральным и синтетическим каучуком, а остальные в мире потребляется только 10% синтетики.
Теперь синтетический каучук занимает большую долю рынка и в основном конкурирует с натуральным каучуком всего в нескольких областях, например как в случае с шинами, — говорит Макгроу.Около 80% синтетических каучуков используется в автомобильной промышленности.
«Рыночная доля синтетического и натурального каучука колебалась на уровне
— около 60:40 за последние несколько лет, — говорит он.
экономические силы могут влиять на это соотношение, основной сдвиг
не ожидается, если не произойдет каких-либо непредвиденных геополитических
мероприятие или сельскохозяйственный переход с натурального каучука на
еще один более прибыльный товарный продукт ».
Ожидается, что спрос на натуральный и синтетический каучук постоянно расширяться быстрыми темпами, с разделением рынок оставался неизменным в течение 2011 года.
«Мировое потребление каучука, по прогнозам, будет увеличиваться на 4% в год. до 26,5 млн тонн в 2011 году », — Об этом сообщает Freedonia. «Прибыль будет обеспечена за счет стабильного роста в мировое производство автомобилей, особенно из развивающихся такие страны, как Китай, Индия, Латинская Америка и Восточная Европа «.
Доля синтетического каучука в мировом потреблении каучука последняя
по данным Международного исследования каучука.
Группа (IRSG).
«Мировое производство синтетического каучука в прошлом году было оценено на 13,6 млн тонн и потребление на 13,2 млн тонн «, — сообщает IRSG. экономист Док № «Мировое производство натурального каучука последнее год составил 9,9 млн тонн, а потребление — 9,7 млн тонн ».
Средняя стоимость экспорта синтетического каучука США в прошлом году составила 2 012 $ / тонна. Цена на натуральный каучук составляла 2321 доллар за тонну, говорится в сообщении. IRSG.
Серьезная проблема для промышленности синтетического каучука в наши дни, по словам Макгроу, это высокая стоимость и крайне ограниченная поставка сырья.
«Дефицит вынудил некоторые компании свернуть производство и эта ситуация вполне может быть в обозримом будущем будущее », — заключает он.
Помните ли вы первые дни
промышленность синтетического каучука? Поделитесь своим опытом на
ICIS Connect
РЕЗИНОВЫЕ НЕОБХОДИМЫЕ ХИМИКАТЫ
Репортаж журнала Oil, Paint and Drug Reporter, октябрь
20, 1941, стр.
5.
Производители резины обнаруживают, что им не хватает химическое вещество, которое они не знали, что использовали. Это анилин, а резиновая промышленность обычно берет от 30-40% годовой производство. Но сначала его превращают в ускорители и антиоксиданты, и резиновые мужчины получают их при различных имена и никогда не удосужились узнать, откуда они пришли, пока оборонные предприятия начали сокращать поставки анилина.
Резиновых человечков тоже щипали оксидом цинка, который составляет около 1/8 веса многих производимых каучуков продукты.Фактором компенсации является растущее использование регенерированный каучук, который уже содержал оксид цинка, углерод черный и другие химические вещества, и поэтому меньшие количества этих необходимы в смеси.
Читать книгу Дорис де Гусман блог о зеленой химии
Международный рынок натурального каучука, 1870-1930 гг.
Зефир Франк, Стэнфордский университет и Альдо Мусаккио, Ибмек Сан-Паулу,
Обзор рынка каучука, 1870-1930 гг.
Натуральный каучук впервые был использован коренными народами бассейна Амазонки для различных целей.К середине восемнадцатого века европейцы начали экспериментировать с каучуком в качестве гидроизоляционного материала. В начале девятнадцатого века каучук использовался для изготовления водонепроницаемой обуви (Dean, 1987). Лучшим источником латекса, молочной жидкости, из которой изготавливались изделия из натурального каучука, была hevea brasiliensis , которая росла преимущественно в бразильской Амазонии (но также и в амазонских регионах Боливии и Перу). Таким образом, по географической случайности, первый период коммерческой истории каучука, с конца 1700-х до 1900-х, был сосредоточен в Бразилии; второй период, примерно с 1910 г., в результате развития плантаций все больше концентрировался в Восточной Азии.Первый век каучука характеризовался относительно низким уровнем производства, высокой заработной платой и очень высокими ценами; период после 1910 года был периодом быстрого роста производства, низкой заработной платы и падения цен.
Использование резины
Раннее использование материала было довольно ограниченным. Первоначально проблема натурального каучука заключалась в его чувствительности к перепадам температуры, которые изменяли его форму и консистенцию. В 1839 году Чарльз Гудиер усовершенствовал процесс, называемый вулканизацией, который модифицировал резину так, чтобы она могла выдерживать экстремальные температуры.Именно тогда натуральный каучук стал пригодным для производства шлангов, шин, промышленных лент, листов, обуви, подошв для обуви и других продуктов. Первоначально причиной возникновения «резинового бума» стала популяризация велосипеда. После 1900 г. бум усугубился развитием автомобильной промышленности и расширением шинной промышленности для производства автомобильных шин (Weinstein, 1983; Dean 1987).
Первоначальное преимущество и структура затрат на высокую заработную плату в Бразилии
До рубежа двадцатого века Бразилия и страны, которые разделяют бассейн Амазонки (т.
е. Боливия, Венесуэла и Перу) были единственными экспортерами натурального каучука. Бразилия продала почти девяносто процентов всего продаваемого каучука в мире. Фундаментальный факт, который объясняет вступление Бразилии в производство натурального каучука и ее доминирование в период с 1870 по 1913 год, заключается в том, что большая часть каучуковых деревьев в мире естественным образом росла в районе Амазонки в Бразилии. Бразильская резиновая промышленность разработала структуру затрат с высокой заработной платой в результате нехватки рабочей силы и отсутствия конкуренции в первые годы производства каучука.Поскольку не существовало кредитных рынков для финансирования поездок рабочих из других частей Бразилии на Амазонку, рабочие оплачивали свои поездки ссудами от своих будущих работодателей. Подобно кабалу по договору в колониальные времена в Соединенных Штатах, эти ссуды возвращались работодателям вместе с работой после того, как рабочие обосновались в бассейне Амазонки. Еще одним фактором, увеличившим затраты на производство каучука, было то, что большинство продуктов для сборщиков на промыслах приходилось доставлять из-за пределов региона с большими затратами (Barham and Coomes, 1994).
Это сделало бразильское производство очень дорогим по сравнению с будущими плантациями в Азии. Тем не менее система производства Бразилии работала хорошо, пока выполнялись два условия: во-первых, спрос на каучук не рос слишком быстро, поскольку производство дикого каучука не могло быстро расширяться из-за трудностей и ограничений окружающей среды; во-вторых, не существовало конкуренции, основанной на каком-то другом, более эффективном расположении факторов производства. Как видно на Рисунке 1, Бразилия доминировала на рынке натурального каучука до первого десятилетия двадцатого века.
Между 1900 и 1913 годами эти условия перестали действовать. Во-первых, резко вырос спрос на каучук [см. Рис. 2], что стало огромным стимулом для выхода на рынок других производителей. Раньше цены были высокими, но бразильское предложение было вполне способно удовлетворить спрос; теперь цены были высокими, а спрос казался ненасытным. Плантации, которые были возможны с 1880-х годов, теперь стали реальностью в основном в колониях Юго-Восточной Азии.
Поскольку Бразилия придерживалась режима производства с высокой заработной платой и дефицитом рабочей силы, она не могла противостоять выходу азиатских плантаций на рынок, на котором она доминировала в течение полувека.
Плантации в Юго-Восточной Азии разрабатывают недорогую, трудоемкую альтернативу
В Азии британцы и голландцы использовали свои превосходные запасы капитала и обширные резервы дешевой колониальной рабочей силы, чтобы превратить сбор каучука в дешевую и трудоемкую отрасль. Сообщается, что в 1910 году вложения на одного торговца в Бразилии составляли 337 фунтов стерлингов; на недорогих азиатских плантациях инвестиции оценивались всего в 210 фунтов на одного рабочего (Dean, 1987). Сборщики нефти из Юго-Восточной Азии были не только дешевле, но и потенциально на восемьдесят процентов производительнее (Dean, 1987).
По иронии судьбы, новая система плантаций оказалась в равной степени подверженной неопределенности и конкуренции. Неожиданные источники неопределенности возникли в технологическом развитии автомобильных шин.
Несмотря на колониализм, британцы и голландцы не смогли сговориться, чтобы контролировать производство, и цены резко упали после 1910 года. Когда британцы действительно попытались ограничить производство в 1920-х годах, США попытались создать плантации в Бразилии, и голландцы были счастливы. занять долю на рынке.Однако для Бразилии было уже слишком поздно: структура затрат на плантации в Юго-Восточной Азии не могла быть сопоставима. В каком-то смысле игра больше не стоила свеч: для того, чтобы конкурировать в производстве каучука, Бразилия должна была иметь значительно более низкую заработную плату, что было бы возможно только при значительно расширенной транспортной сети и внутреннем сельскохозяйственном секторе в внутренние районы бассейна Амазонки. Такое дорогое решение не имело экономического смысла в 1910-1920-х годах, когда кофе и зарождающаяся индустриализация в Сан-Паулу открывали гораздо более многообещающие перспективы.
Добыча и реализация натурального каучука: Бразилия
Резиновые насечки в тропических лесах Амазонки
Одним из недостатков бразильских производителей каучука было то, что организация производства зависела от распределения деревьев Hevea brasiliensis в лесу.
Владелец (или часто концессионер) большого земельного участка нанимал сборщиков каучука, чтобы они собирали каучук, раздробив ствол дерева топором. В Бразилии обычно делали большую вмятину на дереве и ставили небольшую емкость для сбора латекса, выходящего из ствола.Обычно у сборщиков было два «ряда» деревьев, над которыми они работали, чередуя один ряд в день. «Ряды» состояли из нескольких кольцевых дорог, которые проходили через лес с более чем 100 деревьями в каждой. Каучук можно было собирать только в сезон выпуска (с августа по январь), а условия жизни сборщиков были тяжелыми. По мере того, как потребность в каучуке росла, сборщиков пришлось отправлять глубоко в тропические леса Амазонки в поисках неизведанных земель с более продуктивными деревьями. Тапперы основали свои лачуги недалеко от реки, потому что закопченный каучук отправляли на лодке в Манаус (столица штата Амазонас) или в Белен (столица штата Пара), оба перевалочных пункта для экспорта каучука в Европу и США. .[1]
Конкуренция или эксплуатация? Тапперы и серингалисты
После сбора каучука сборщики возвращались в свои лачуги и курили смолу, чтобы сделать шары из частично отфильтрованной и очищенной грубой резины, которые можно было продавать в портах.
Существует много дискуссий о коммерциализации продукта. Вайнштейн (1983) утверждает, что seringalista — наниматель резиноводателя — контролировал транспортировку резины в порты, где он продавал резину, много раз в обмен на товары, которые можно было продать (с большой прибылью) обратно. к крановщику.В этой экономике денег было мало, и «заработная плата» сборщиков или seringueiros определялась ценой на каучук. Заработная плата зависела от текущей цены на резину; обычное соглашение между сборщиками заключалось в разделении валовой прибыли со своими покровителями. Эти зарплаты чаще всего выплачивались товарами, такими как сигареты, продукты питания и инструменты. Согласно Вайнштейну (1983), товары были завышены на seringalistas , чтобы получить большую прибыль от работ seringueiros .Бархам и Кумс (1994), с другой стороны, утверждают, что структура рынка в Амазонке была менее закрытой и что независимые торговцы путешествовали по бассейну на небольших лодках, желая обменивать товары на каучук.
Плохой мониторинг со стороны работодателей и отсутствие государства способствовали этим сделкам без прилавка, что позволяло потребителям получать более высокую оплату за свою работу.
Экспорт резины
Из портов каучук находился в руках главным образом бразильских, британских и американских экспортеров.Вопреки тому, что утверждал Вайнштейн (1983), бразильские производители или местные торговцы из внутренних районов могли выбирать, отправлять ли каучук на партию в комиссионный дом Нью-Йорка, а не продавать его экспортеру в Амазонке (Shelley, 1918). Каучук, как и другие товары, доставлялся в порты Европы и США для распределения по отраслям промышленности, которые покупали большие количества продукта на товарных биржах Лондона или Нью-Йорка. Большая часть произведенного каучука продавалась на этих биржах, но производители шин и другие крупные потребители также осуществляли прямые закупки у дистрибьюторов в стране происхождения.[2]
Производство каучука в Юго-Восточной Азии
Семена, доставленные контрабандой из Бразилии в Великобританию
Hevea brasiliensis , самый важный вид каучукового дерева, был амазонским видом.
Вот почему страны бассейна Амазонки были основными производителями каучука в начале международной торговли каучуком. Как же тогда британские и голландские колонии в Юго-Восточной Азии стали доминировать на рынке? Бразилия пыталась предотвратить экспорт семян Hevea brasiliensis , поскольку бразильское правительство знало, что, будучи основными производителями каучука, прибыль от торговли каучуком застрахована.Защита прав собственности на семена оказалась тщетной. В 1876 году англичанин, начинающий писатель и эксперт по каучуку Генри Уикхэм контрабандой переправил 70 000 семян в Лондон, за что он заслужил вечное осуждение Бразилии и звание английского рыцарства. После экспериментов с семенами 2800 растений были выращены в Королевском ботаническом саду в Лондоне (Сады Кью), а затем отправлены в Сады Перидения на Цейлоне. В 1877 году 22 растения прибыли в Сингапур и были посажены в Сингапурском ботаническом саду.В том же году первое растение прибыло в Малайские Штаты. Поскольку каучуковым деревьям требовалось от 6 до 8 лет, чтобы они созрели и давали хороший каучук, в 1880-х гг.
Научные исследования для увеличения урожайности
Чтобы развивать добычу каучука в малайских штатах, потребовалось дополнительное научное вмешательство. В 1888 году Х. Н. Ридли был назначен директором Сингапурского ботанического сада и начал экспериментировать с методами прослушивания. Конечным результатом всех экспериментов с различными методами сбора урожая в Юго-Восточной Азии стало открытие того, как извлекать каучук таким образом, чтобы дерево сохраняло высокий урожай в течение длительного периода времени.Вместо того, чтобы проделать глубокую борозду топором на каучуковом дереве, как в Бразилии, трапперы из Юго-Восточной Азии соскребали ствол дерева, делая серию перекрывающихся Y-образных надрезов топором, так что на дне был канал, заканчивающийся собирательным сосудом. По словам Акерса (1912), техника подсечки в Азии обеспечивала использование деревьев в течение более длительных периодов времени, потому что бразильская техника повредила кору дерева и со временем снизила урожайность.
Быстрое коммерческое развитие и автомобильный бум
Коммерческие посадки в малайских штатах начались в 1895 году.Развитие крупных плантаций шло медленно из-за недостатка капитала. Инвесторы не интересовались плантациями до тех пор, пока перспективы резины радикально не улучшились с впечатляющим развитием автомобильной промышленности. К 1905 году европейские капиталисты были достаточно заинтересованы в инвестировании в крупные плантации в Юго-Восточной Азии, чтобы посадить около 38 000 акров деревьев. В период с 1905 по 1911 год ежегодный прирост составлял более 70 000 акров в год, а к концу 1911 года площадь посевов в малайских штатах достигла 542 877 гектаров (Baxendale, 1913).Расширение плантаций стало возможным из-за изощренной организации таких предприятий. Акционерные компании были созданы для использования земельных грантов, а капитал был привлечен путем выпуска акций на Лондонской фондовой бирже. Высокая доходность в первые годы (1906-1910 гг.
) Вселила в инвесторов еще больший оптимизм, и капитал тек в больших объемах. Плантации зависели от очень дисциплинированной системы труда и интенсивного использования земли.
Преимущества Малайзии перед Бразилией
Помимо интенсивного использования земли, производственная система Малайзии имела несколько экономических преимуществ по сравнению с Бразильской.Во-первых, в малайских штатах не было определенного сезона сбора каучука, в отличие от Бразилии, где дождь не позволял сборщикам каучука собирать каучук в течение шести месяцев в году. Во-вторых, условия здоровья были лучше на плантациях, где каучуковые компании обычно оказывали базовую медицинскую помощь и строили лазареты. В Бразилии, напротив, желтая лихорадка и малярия затрудняли выживание сборщиков каучука, которые были рассеяны в лесу и не имели даже элементарной медицинской помощи. Наконец, улучшение условий жизни и поддержка британских и голландских колониальных властей помогли привлечь индийскую рабочую силу на каучуковые плантации.
Японская и китайская рабочая сила также иммигрировала на плантации в Юго-Восточной Азии в ответ на относительно высокую заработную плату (Baxendale, 1913).
Первоначально спрос на резину был связан со специализированными промышленными компонентами (ремни и прокладки и т. Д.), Товарами народного потребления (мячи для гольфа, подошвы для обуви, галоши и т. Д.) И велосипедными шинами. До того, как автомобиль стал массовым явлением, бразильская промышленность по производству дикого каучука была способна удовлетворить мировой спрос, и, более того, производители каучука не могли предсказать масштабы и рост автомобильной промышленности до 1900-х годов.Таким образом, как показано на Рисунке 3, рост спроса, измеряемый импортом из Великобритании, в период 1880-1899 годов не был особенно быстрым. В начале 1880-х годов не было оснований полагать, что спрос на каучук взорвется, как в 1890-х годах. Даже когда спрос вырос в 1890-х годах из-за увлечения велосипедами, темпы роста не превышали возможности производителей дикого каучука в Бразилии и других странах (см.
Диаграмму 3). Высокие цены на каучук не привели к быстрому росту производства или развития плантаций в девятнадцатом веке.В этом контексте Бразилия создала достаточно эффективную промышленность, основанную на наличии природных ресурсов и ограниченных источниках рабочей силы и капитала.
В первые три десятилетия двадцатого века серьезные изменения как в спросе, так и в предложении создали беспрецедентную неопределенность на рынках каучука. Что касается предложения, каучуковые плантации в Юго-Восточной Азии изменили структуру затрат и мощности отрасли. Что касается спроса и непосредственно стимулировало развитие плантаций, производство автомобилей и связанный с ним спрос на каучук резко вырос.Затем, в 1920-х годах, конкуренция и технический прогресс в производстве шин привели к еще одному сдвигу на рынке с серьезными последствиями как для производителей резины, так и для производителей шин.
Быстрые колебания цен и лаги выпуска
На рис. 1 показаны колебания цен на резиновый дымчатый лист типа 1 (RSS1) в Лондоне на годовой основе.
Динамика с 1906 по 1910 год также была очень неустойчивой на ежемесячной основе, что усложняло прогнозы для производителей и затрудняло производителям решать, как реагировать на сигналы рынка.Несмотря на то, что информация о ценах и количествах на рынках публиковалась каждый месяц в крупных журналах по каучуку, производители не имели четкого представления о том, что будет происходить в долгосрочной перспективе. Если бы цены были высокими сегодня, они хотели бы расширить посевные площади, но, поскольку деревьям требовалось от 6 до 8 лет, чтобы дать хороший каучук, им пришлось бы ждать, чтобы увидеть результат расширения производства на многие годы и колебания цен. позже. Поскольку многие производители реагировали таким же образом, периоды перепроизводства каучука через шесть-восемь лет после роста цен были обычным явлением.[3] Перепроизводство означало низкие цены, но, поскольку инвестиции в основном были невозвратными (затраты на подготовку земли, посадку деревьев и привлечение рабочих не могли быть возмещены, а эти ресурсы нельзя было легко перенаправить на другое использование), рынок имел тенденцию чтобы оставаться в избытке в течение длительного периода времени.
На диаграмме 1 мы видим график годовых цен на малазийский каучук во времени.
1905 и 1906 годы ознаменовались историческими пиками цен на каучук, которые ненадолго были превышены в 1909 и 1910 годах.Площадь посевов каучука по всей Азии выросла с 15 000 акров в 1901 году до 433 000 акров в 1907 году; эти насаждения созрели примерно в 1913 году, и выращенный каучук превзошел бразильский дикий каучук по объему экспорта. [4] Рост азиатской резиновой промышленности вскоре захватил долю рынка Бразилии и привел к тому, что цены были значительно ниже уровней, существовавших до бума. После основного пика цен 1910 года цены резко упали и следовали нисходящей тенденции на протяжении 1920-х годов. К 1921 году рынок упал с рынка, и британские колониальные власти побудили малазийских производителей каучука вступить в схему ограничения производства.Плантации получали экспортные купоны, которые устанавливали квоты, ограничивающие поставки каучука. Дефицит каучука не влиял на цены до 1924 года, когда потребление превысило производство каучука, и цены начали быстро расти.
Эта схема имела короткий успех, потому что конкуренция со стороны голландских плантаций в Юго-Восточной Азии и других стран привела к снижению цен к 1926 году. Этот план был официально отменен в 1928 году [5].
Влияние автомобилей на спрос на резину
Чтобы понять бум производства резины, необходимо взглянуть на автомобильную промышленность.Изначально автомобили были адаптированы из конных экипажей; некоторые двигались на деревянных колесах, некоторые — на металлических, некоторые обтянуты твердой резиной. В любом случае, ездить на скоростях, на которые вскоре были способны автомобили, было невозможно. Пневматическая шина была быстро заимствована у велосипеда, и на свет появилась индустрия автомобильных шин, на долю которой вскоре приходилось более половины продаж резиновых компаний в Соединенных Штатах, где подавляющее большинство автомобилей было произведено в первые годы существования отрасли.[6] Количество резины, необходимое для удовлетворения спроса на автомобильные шины, сначала привело к скачку цен на резину; во-вторых, это привело к развитию каучуковых плантаций в Азии.
[7]
Связь между автомобилями, плантациями и производством резиновых шин была очевидна для наблюдателей в то время. Харви Файерстоун, сын основателя компании, выразился так:
Лишь в 1898 году развитию плантаций уделялось серьезное внимание. Затем появился автомобиль, а вместе с ним и понимание того, что без резины не может быть шин, а без шин не может быть автомобилей.(Файерстоун, 1932, стр.41)
Таким образом, было необходимо появление сильного потребительского сектора, связанного с автомобилем. Например, средняя цена каучука с 1880 по 1884 год составляла 401 фунт стерлингов за тонну; с 1900 по 1904 год, когда только начали закладываться первые плантации, средняя цена составляла 459 фунтов стерлингов за тонну. Таким образом, азиатские плантации были созданы как в ответ на высокие цены на каучук и , так как каждый мог видеть экспоненциально растущий источник спроса на автомобили.Прежние потребители каучука не проявляли такого динамизма, необходимого для стимулирования выхода плантаций на рынок натурального каучука, хотя цены были очень высокими на протяжении большей части второй половины девятнадцатого века.
Производителям необходимо прогнозировать будущие условия спроса и предложения
Производители каучука принимали решения о производстве и посадке растений в период 1900-1912 годов с целью получения сверхприбылей, вместо того, чтобы думать о долгосрочной устойчивости своего бизнеса.Высокие цены были стимулом для всех к увеличению производства, но увеличение производства за счет увеличения посевных площадей могло означать убытки для всех в будущем (потому что слишком большое предложение может снизить цены). Тем не менее, текущие цены не могут принести прибыль, когда инвестиционные решения необходимо было принимать на шесть или более лет вперед, как это было в случае плантационного производства: для того, чтобы инвестировать в плантации, капитал должен был уметь прогнозировать будущих взаимодействия в поставках. и спрос. Спрос, хотя и высокий и явно относительно неэластичный по цене, не был полностью предсказуем.Однако для плантаторов резкое увеличение посевных площадей под каучуком в Азии было достаточно предсказуемым.
Плантаторы часто были не уверены в совокупном уровне предложения: новые плантации постоянно вводились в производство; другие приходили в упадок или банкротство. Таким образом, их вложения могут принести большую прибыль в краткосрочной перспективе, но если все люди отреагируют одинаково, цены упадут, а прибыль тоже будет низкой. Это то, что произошло в 1920-е годы, после увеличения площадей в первые два десятилетия века.
Неожиданно замедлился рост спроса в 1920-е годы
Посевов между 1912 и 1916 годами было суждено начать производство в период, когда рост автомобильной промышленности значительно стабилизировался из-за экономического спада в 1920-21 годах. Усугубляя ситуацию для производителей резины, крупные достижения в области шинных технологий еще больше контролировали спрос — например, переход от проводных шин к баллонам увеличил средний пробег протектора шины с 8000 до 15000 миль [8]. Переход от проводных шин к воздушным шинам снизил спрос на натуральный каучук, даже когда автомобильная промышленность оправилась от рецессии в начале 1920-х годов.
Кроме того, улучшенная конструкция покрышек примерно в 1920 году привела к росту индустрии восстановления протекторов, что привело к дальнейшей экономии на резине. Наконец, более совершенные методы хлопкового ткачества снизили трение и нагрев, а также увеличили срок службы шин. [9] По мере того, как поставки каучука увеличивались, а спрос снижался и становился все более неэластичным по цене, цены резко падали: ни спрос, ни цена не оказались предсказуемыми в долгосрочной перспективе, и поставщики заплатили высокую цену за чрезмерное расширение своих возможностей в годы бума.Производителей резиновых шин постигла та же участь: конкуренция и технологии (которые они сами внедрили) толкали цены вниз и, в то же время, выравнивали спрос (Allen, 1936) [10].
Теперь, если посмотреть на цены на каучук и темпы роста спроса, измеряемые импортом в 1920-е годы, становится ясно, что промышленность была чрезмерно инвестирована в производственные мощности. Последствия технологических изменений были драматичными как для прибылей производителей шин, так и для производителей резины.
Заключение
В период с 1870 по 1930 год торговля натуральным каучуком претерпела несколько радикальных изменений.Во-первых, до 1910 г. это было связано с высокими издержками производства и высокими ценами на конечную продукцию; большая часть каучука в этот период производилась путем вырубки каучуковых деревьев в районе Амазонки в Бразилии. После 1900 года, и особенно после 1910 года, каучук все больше производился на недорогих плантациях в Юго-Восточной Азии. Цена на каучук упала по мере развития плантаций, и в то же время резко увеличился объем спроса на каучук для производителей автомобильных шин. Неопределенность как со стороны предложения, так и со стороны спроса (часто обусловленная изменением технологии производства шин) означала, что и производители натурального каучука, и производители шин испытали большую неустойчивость в доходах.Общая эволюция торговли натуральным каучуком и связанной с ней отрасли производства шин шла в сторону крупномасштабного и недорогостоящего производства в условиях международной конкуренции, отмеченных волатильностью цен на сырьевые товары и снижением уровня прибыли по мере развития отрасли.
Список литературы
Акерс, К. Э. Отчет о долине Амазонки: резиновая промышленность и другие ресурсы . Лондон: Waterlow & Sons, 1912.
.Аллен, Хью. Дом Goodyear .Акрон: Superior Printing, 1936.
Alves Pinto, Нельсон Прадо. Política Da Borracha No Brasil. Овощной Фаленсия Да Боррача . Сан-Паулу: HUCITEC, 1984.
Бэбкок, Гленн Д. История резиновой компании США . Индиана: Бюро бизнес-исследований, 1966.
Бархэм, Брэдфорд и Оливер Кумс. «Резиновый бум Amazon: новый взгляд на контроль над рабочими, сопротивление и неудачное развитие плантаций». Hispanic American Historical Review 74, нет.2 (1994): 231-57.
Бархэм, Брэдфорд и Оливер Кумс. Обещание процветания. Резиновый бум Amazon и искаженное экономическое развитие . Боулдер: Westview Press, 1996.
Бархэм, Брэдфорд и Оливер Кумс. «Дикий каучук: промышленная организация и микроэкономика добычи во время каучукового бума Амазонки (1860-1920)».
Hispanic American Historical Review 26, нет. 1 (1994): 37-72.
Баксендейл, Сирил. «Плантационная резиновая промышленность.” India Rubber World, , 1 января 1913 г.
Блэкфорд, Мэнсел и Керр, К. Остин. BFGoodrich . Колумбус: Издательство государственного университета Огайо, 1996.
Бразилия. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Anuário Estatístico Do Brasil . Рио-де-Жанейро: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 1940.
Дин, Уоррен. Бразилия и борьба за каучук: исследование по истории окружающей среды . Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 1987.
Драббл, Дж. Х. Каучук в Малайе, 1876-1922 гг. . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 1973.
Файерстоун, Харви мл. Романтика и драма резиновой промышленности . Акрон: Firestone Tire and Rubber Co., 1932.
Сантос, Роберто. História Econômica Da Amazônia (1800-1920) .
Сан-Паулу: T.A. Кейруш, 1980.
Шурц, Уильям Литл, О. Д. Харгис, Кертис Флетчер Марбут и С. Б. Манифолд. Производство каучука в долине Амазонки Уильям Л.Шурц, торговый атташе, и О. Харгис, специальный агент Министерства торговли, и К.Ф. Марбут, начальник отдела исследования почв, и C.B. Manifold, геодезист Министерства сельского хозяйства . Бюро внешней и внутренней торговли США (Министерство торговли) Серия «Содействие торговле»: Обзор сырого каучука: Обзор сырого каучука: Серия «Содействие торговле», № 4. нет. 28. Вашингтон: Правительство. Распечатать. Кабинет, 1925.
Шелли, Мигель. «Финансирование резины в Бразилии». India Rubber World, , 1 июля 1918 г.
Вайнштейн, Барбара. Резиновая стрела Amazon, 1850-1920 гг. . Стэнфорд: Издательство Стэнфордского университета, 1983.
Примечания:
[1] Резиновые ленты в бассейне Амазонки описаны в Weinstein (1983), Barham and Coomes (1994), Stanfield (1998) и в нескольких статьях, опубликованных в India Rubber World, , главном журнале по торговле резиной.
См., Например, объяснение постукивания в номере от 1 октября 1910 года или «Настоящее и будущее резиновой промышленности коренных жителей Хавеи» в номере от 1 января 1913 года.Подробный анализ резиновой промышленности по регионам Бразилии современными наблюдателями см. В Schurz et al (1925).
[2] Газеты, такие как The Economist или London Times , включали разделы о торговле резиной, например, еженедельные или ежемесячные отчеты о рыночных условиях, ценах и другую информацию. О сделках между производителями и дистрибьюторами шин в Бразилии и Малайзии см. Firestone (1932).
[3] Используя взаимную корреляцию производства и цен, мы обнаружили, что изменения в производстве во время t коррелировали с изменениями цен в t-6 и t-8 (годы).Это лишь слабое свидетельство, потому что эти корреляции не являются статистически значимыми.
[4] Drabble (1973), 213, 220. Увеличение площадей сопровождалось бумом в формировании компаний.
[5] Drabble (1973), 192–199.
Это было так называемое ограничение Комитета Стивенсона, действовавшее с 1922 по 1926 год. Этот план в основном ограничивал количество каучука, которое каждый плантатор мог экспортировать, распределяя квоты по купонам.
[6] Пневматические шины были впервые адаптированы для автомобилей в 1896 году; Пневматические велосипедные шины Dunlop были представлены в 1888 году.Большим преимуществом этих шин перед цельнолитой резиной было то, что они создавали гораздо меньшее трение, увеличивая срок службы протектора и, конечно же, смягчали ходовые качества и позволяли развивать более высокие скорости.
[7] Ранние истории резиновой промышленности, как правило, обвиняли бразильских «монополистов» в задержке поставок и получении неожиданной прибыли, см., Например, Allen (1936), 116-117. На самом деле производство каучука в Бразилии было далеко не монополистическим; другие причины объясняют неэластичность предложения.
[8] Блэкфорд и Керр (1996), стр.88.
[9] Так называемое переплетение «supertwist» позволило изготавливать более крупные и долговечные шины, особенно для грузовиков.
Аллен (1936), стр. 215-216.
[10] Аллен (1936), стр. 320.
История резиновой инфографики — Резиновая мульча
Резиновая хронология
- Свидетельства использования каучука насчитывают 2 000 000 лет или более.
- В 1839 году американский изобретатель Чарльз Гудиер случайно обнаруживает, как вулканизировать резину, уронив кусок материала (который был обработан серой) на горячую плиту.
- В 1879 году Бушардат изобрел синтетический каучук.
- В 1882 году Джон Бойд Данлоп изобретает пневматическую (наполненную воздухом) резиновую шину. Развитие автомобилей с бензиновым двигателем и резиновыми шинами приводит к огромному увеличению потребности в резине.
- В 1883 году американский химик Джордж Оенслагер разработал гораздо более быстрый способ вулканизации резины с использованием химических веществ, называемых органическими (углеродными) ускорителями.
- В 1890-х годах расширение использования автомобилей, особенно автомобильных шин, увеличило спрос на резину.
- В 1909 году группе под руководством Фрица Хофманна, работавшей в лаборатории Bayer в Эльберфельде, Германия, удалось полимеризовать метилизопрен (2,3-диметил-1,3-бутадиен).
- В 1910 году русский ученый Сергей Васильевич Лебедев создал первый полимерный каучук, синтезированный из бутадиена.
- В начале 20 века русский американец Иван Остромисленский провел важные ранние исследования синтетического каучука и нескольких мономеров.
- В 1921 году был провозглашен Закон Стивенсона, который создал картель, который поддерживал цены на каучук путем регулирования производства (см. ОПЕК), но недостаточное предложение, особенно из-за нехватки во время войны, также привело к поиску альтернативных форм синтетического каучука.
- К 1925 году цена на натуральный каучук выросла до такой степени, что многие компании изучали методы производства синтетического каучука.
- В 1931 году первые успешные синтетические каучуки, известные как неопрен, были разработаны в DuPont под руководством Э.К. Болтон.
- В 1932 году первый каучуковый завод в Европе СК-1 (от русского «Синтетический каучук», русский: СК-1) был основан (Россия) Сергеем Лебедевым в Ярославле в рамках первой пятилетки Иосифа Сталина.
- В 1935 году немецкие химики синтезировали первый из серии синтетических каучуков, известных как каучуки Buna. Это были сополимеры, то есть полимеры были сделаны из двух мономеров в чередующейся последовательности.
- В 1940 году российскими исследователями был создан еще один вид синтетического каучука Sovprene .
- В 1940 году ученый компании B.F. Goodrich Вальдо Семон разработал новую и более дешевую версию синтетического каучука, известную как америпол. Америпол сделал производство синтетического каучука более рентабельным, помогая удовлетворить потребности страны во время Второй мировой войны.
- К 1944 году в общей сложности 50 заводов производили американский GRS (стирол для правительственной резины), что в два раза превышало объем производства натурального каучука в мире до начала войны.
- С 1941 по 1945 год производство синтетического каучука в США подскочило с 8000 тонн в 1941 году до 820 000 тонн.
- К началу 1960-х и после войны продолжались дополнительные усовершенствования процесса создания синтетического каучука. Химический синтез изопрена ускорил снижение потребности в натуральном каучуке, и количество синтетического каучука в мирное время превысило производство натурального каучука.
http://www.explainthatstuff.com/rubber.html
http://www.rma.org/about-rma/rubber-faqs/
http://www.africantyrerecyclers.com/the-benefits-of-first-world-war-was-scarcity-of-natural-rubber-and-creation-of-synthetic-rubber/
История резины — Hygenic Corp.
10-22-2015
В своих родных регионах Центральной и Южной Америки каучук собирают уже давно.Мезоамериканцы (в том числе ацтеки, ольмеки и майя) производили каучук более 3000 лет назад. Смешивая молочно-белый сок, известный как латекс, из каучуковой пряди с соком из лоз ипомеи, они образовали твердое вещество, которое неожиданно оказалось довольно прочным.
Цивилизации использовали резину для изготовления мячей, контейнеров, лент для хранения каменных и металлических инструментов и даже поняли, как использовать водонепроницаемую одежду.
В 1735 году французский ученый по имени Шарль де ла Кондамин посетил Южную Америку и вернулся в Европу с первыми образцами каучука.Эти образцы привели к первому научному исследованию резины.
Название «Каучук» было присвоено Джозефу Престли, британскому химику, который также открыл кислород. В 1770 году Престли заметил, что кусок материала был чрезвычайно хорош для стирания карандашных отметок с бумаги, отсюда и название «резина».
Чарльз Гудиер, ученый-самоучка, значительно расширил возможности использования резины, открыв вулканизацию резины в 1839 году. Вулканизированная резина Goodyear была более прочной и нелипкой резиновой смесью, созданной путем добавления серы и тепла.Процесс вулканизации Goodyear позволил значительно улучшить качество резины по сравнению с ее естественным состоянием.
В то время родиной каучукового дерева была Бразилия, и его ареал расширился только до Центральной Америки. Но это скоро изменится. В 1876 году одному британскому бизнесмену удалось переправить семена каучукового дерева из Южной Америки в британские колонии в Юго-Восточной Азии. К 1910 году центр мирового рынка каучука переместился из Амазонки в Малайзию, Сингапур и Шри-Ланку.
В начале 20 века Огайо стал лидером в производстве резины в Соединенных Штатах с появлением автомобилей и велосипедов. Многие резиновые компании работали в Акроне, штат Огайо, или около него, что сделало город «Каучуковой столицей мира». Хотя производство резины остается важной частью экономики Акрона, город больше не является мировым лидером.
Сегодня использование резины широко распространено и может быть найдено практически во всех сферах экономики: автомобили, пластмассы, гражданское строительство, материалы для больниц и другие, которые имеют важное значение в повседневной жизни общества.