Каучук

История каучука началась в XVI в., в период Великих географических открытий. Вернувшись из Америки в Испанию, путешественник и первооткрыватель Христофор Колумб привез множество диковин, одной из которых был эластичный мяч из «древесной смолы». Снаряд, которым туземцы играли в нечто наподобие баскетбола, легко подпрыгивал, отскакивая от земли, сжимался и быстро восстанавливал свою первоначальную форму. Материал мяча был странным на ощупь — индейцы называли его «каучук», что переводится как «слезы млечного дерева». Чтобы изготовить каучук, коренные американцы сцеживали в чашечки белый, словно молоко, сок бразильской гевеи (латекс), затем сливали в большой сосуд и нагревали. Сок быстро сворачивался, превращаясь в темный смолоподобный эластичный материал. Помимо мячей, индейцы делали из него непромокаемые ткани, обувь, сосуды, детские игрушки.

Все эти вещи частенько завозились в Европу последователями Колумба, но европейцы почему-то не оценили материал по достоинству, хотя самим испанцам очень нравилось играть с экзотическим мячом — на основе индейских правил они даже придумали свою игру, похожую на современный футбол.

Со временем о южноамериканской диковинке забыли, и только в XVIII в. члены французской экспедиции обнаружили в Южной Америке дерево, выделяющее удивительную, затвердевающую на воздухе смолу, которая была названа резиной (от лат. resina ? смола). В 1738 г. французский исследователь Ш. Кондамин представил в Парижской академии наук образцы каучука, изделия из него и описание процесса его добычи, после чего начались поиски всевозможных способов применения этого вещества. В Испании каучук додумались использовать в качестве ластика. Во Франции были изобретены подтяжки и подвязки из сплетенных с хлопком резиновых ниток. А в 1823 г. шотландец Чарльз Макинтош догадался прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани и шить из этого материала непромокаемые плащи — макинтоши, которые сразу же полюбились всем британцам. Примерно в то же время в Америке вошло в моду надевать в дождливую погоду поверх башмаков неуклюжую индейскую резиновую обувь — галоши.

Затем англичанин Чаффи изобрел прорезиненную ткань, растворяя сырую резину в скипидаре, смешивая с сажей и нанося тонким слоем на обычную ткань с помощью специально сконструированной машины. Из такого материала можно было делать не только одежду, обувь и головные уборы, но также крыши домов и фургонов. Однако у изделий из прорезиненной ткани обнаружился большой недостаток: в жару они становились липкими и зловонными, а в мороз растрескивались. Постепенно фирмы по производству резины разорялись, и все бы позабыли про макинтоши и галоши, если бы не американец Чарльз Гудьир, который верил, что из каучука можно создать хороший материал. Современники смеялись над ним: «Если вы увидите человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с резиновым кошельком, а в кошельке ни единого цента, то можете не сомневаться — это Гудьир». Но Чарльз упорно смешивал каучук со всем подряд: солью, перцем, песком, маслом и даже супом — и в конце концов добился успеха. В 1839 г. он обнаружил, что каучук при нагревании с серой становится менее чувствительным к изменениям температуры, более упругим и гибким.

Новый вулканизированный каучук, незатейливо названный резиной, быстро завоевал популярность. Резина оказалась идеальным материалом для изготовления покрышек для автомобилей, амортизаторов, приводных ремней, рукавов, транспортных средств, гибкой изоляции, различных прокладок и многого другого. С середины XIX в. начался массовый выпуск резиновых изделий, и спрос на каучук возрос в несколько раз. Дикая гевея уже не могла удовлетворять потребности промышленности, и ее начали выращивать в тропиках Суматры, Явы, Малайского архипелага, только и этого было мало.

Почти сто лет ученые усиленно искали способ получать каучук искусственным путем, и в результате многочисленных исследований было установлено, что натуральный каучук на ???? состоит из углеводорода полиизопрена с формулой (C5H8) ? n, где n ? больше тысячи. Кроме полиизопрена, каучук содержит минеральные и смолоподобные белковые вещества, а если его очистить от белков и смол, он станет довольно неустойчивым и быстро будет терять на воздухе эластичность и прочность. Это означало, что для получения искусственного каучука необходимо решить следующие задачи: научиться выделять изопрен из других веществ; выполнить полимеризацию изопрена; найти нужные вещества для обработки полученного каучука, чтобы избежать его разложения.

В 1860 г. англичанин Ч. Уильямс путем сухой перегонки сумел выделить из каучука изопрен — легкую бесцветную жидкость, обладающую своеобразным запахом. В 1879 г. французский ученый Г. Бушарда получил каучукоподобный продукт, воздействуя на нагретый изопрен соляной кислотой. В 1884 г. английский ученый У. Тилден добыл изопрен из скипидара путем высокотемпературного разложения. И все же для промышленного производства эти способы не годились из-за дороговизны сырья, малого выхода изопрена и сложности технических процессов.

В 1901 г. русский ученый-химик Иван Кондаков доказал, что каучук можно получать не только из изопрена, но также из диметилбутадиена, если в течение года держать его на рассеянном свету или в темноте. Правда, изделия из синтетического каучука, изготовленного из диметилбутадиена, были дорогими и не особо качественными. В 1914 г. англичане Стрендж и Мэттьюс получили каучук из дивинила, а вот как получать сам дивинил, ученые придумать не смогли.

Промышленный способ изготовления синтетического каучука был разработан через 15 лет академиком Сергеем Лебедевым. В середине 1927 г. он получил дивинил из спирта, а в качестве катализатора использовал глину из Коктебеля. Полимеризация дивинила совершалась методом Мэттьюса и Стренджа — с помощью металлического натрия, после чего выделенный каучук смешивался с усилителями, каолином, сажей, магнезией и прочими компонентами, призванными предохранять его от разложения. К концу 1929 г. Лебедев представил технологию заводского процесса, а в феврале следующего года приступил к строительству опытного завода в Ленинграде. Год спустя впервые в мире были получены 250 кг дешевого синтетического каучука, а резина из изопрена появилась лишь через 35 лет.

С открытием технологии производства синтетической резины промышленность перестала зависеть от природного каучука, однако искусственная резина не вытеснила натуральную. Благодаря своим уникальным свойствам натуральный каучук незаменим при изготовлении крупногабаритных шин, способных выдерживать нагрузки до 75 т. Кроме того, натуральный каучук используется в производстве конвейерных лент высокой мощности, антикоррозийных покрытий котлов и труб, клея, тонкостенных высокопрочных мелких изделий и прочего.