Люди и шины

Сок из джунглей

Натуральный каучук из сока дерева гевея открыл в 1736 году французский астроном, геодезист и путешественник Шарль Мари де ла Кондамин. Произошло это в далеком Эквадоре, и, как водится, совершенно случайно. Шарль приехал в Южную Америку отнюдь не с ботанической, а с астрономической задачей (измерять дугу меридиана), но руководитель научной экспедиции Луи Годен растратил казенные деньги, в связи с чем члены экспедиции в буквальном смысле перешли на подножный корм и предметно заинтересовались питательными и иными свойствами различных экзотических растений. 

Вскоре такое вынужденное сближение с природой позволило пытливому Шарлю открыть в экваториальных джунглях дерево с чудодейственным соком, при застывании превращающимся в эластичную массу, а заодно изучить целебные свойства коры хинного дерева — весьма эффективного лекарства от малярии.

Почти век открытие Кондамина было чисто научной штудией, но в 1824 году шотландский химик Чарльз Макинтош придумал водоотталкивающую ткань, пропитанную каучуком. Плащи-дождевики, названные по фамилии изобретателя нового материала, стали главным модным трендом и хитом продаж сначала в туманном и дождливом Альбионе, а затем и во всей Европе.

Спустя 20 лет американский предприниматель Чарльз Гудьир запатентовал метод вулканизации каучука. Таким образом, появился прообраз современной резины. В честь Гудьира уже после его смерти была названа резинотехническая компания, выпускавшая (и выпускающая до сих пор) автомобильные шины под знаменитой маркой Goodyear.

Заря автомобилизма

Карл Бенц
Джон Данлоп

В 1888 году произошли два события, имевшие важнейшее значение для научно-технического прогресса: механик из немецкого Мангейма Карл Бенц начал продажи первого в мире серийного автомобиля Motorwagen (самобеглой коляски со сконструированным Бенцем двигателем внутреннего сгорания), а владелец ветеринарной лечебницы в североирландском Белфасте Джон Данлоп запатентовал пневматическую шину для велосипеда, изготовленную из резинового шланга. Отметим, что впоследствии фамилия Джона тоже стала популярным брендом автопокрышек. 

Вскоре автомобиль из экзотики стал массовым продуктом, и шин потребовалось много (кстати, их главными врагами были гвозди из лошадиных подков). Соответственно, в конце ХIХ века остро встал вопрос о замене дорогостоящего натурального каучука дешевым синтетическим. 

Сергей Лебедев

Разработка перспективного материала одновременно началась в России, Англии, Германии и США. В Россию эту работу возглавили ученики основоположника современной органической химии Александра Бутлерова — Алексей Фаворский, Иван Кондаков, Сергей Лебедев и Борис Бызов. Все они экспериментировали с различными методиками полимеризации бутадиена. 

Первым лабораторного успеха достиг Кондаков, в 1900 году получивший полимер изопрен. Первую промышленную технологию производства бутадиенового синтетического каучука спустя 10 лет разработал Бызов на питерском заводе «Треугольник». Еще через 4 года в связи с начавшейся мировой войной на заводе был освоен выпуск противогазов по бызовскому патенту. Одновременно с этим малотоннажное производство синтетического каучука по сходной технологии было организовано в Англии и Германии.

Догоним и перегоним

Коммерческое производство синтетического каучука началось в 1919 году в США под торговыми марками Thiokol и Neoprene. Чуть позже немцы начали массово производить бутадиен-натриевый каучук под названием Buna. 

В полном соответствии с принципом ДиП («Догоним и перегоним») Советский Союз решил преодолеть допущенное техническое отставание одним рывком. В 1926 году Высший совет народного хозяйства СССР объявил международный (!) конкурс на разработку промышленного получения синтетического каучука. Кроме описания способа, требовалось представить два килограмма готового синтетического каучука и разработанную схему его заводского получения. Сырье для технологического процесса должно было быть доступным и дешевым, полученный каучук — не уступать натуральному по основным качественным характеристикам. 

Спустя год лучшим был признан разработанный группой Сергея Лебедева метод получения натрий-бутадиенового каучука из этилового спирта путем анионной полимеризации жидкого бутадиена в присутствии натрия. Положенная в основу синтеза реакция дегидратации этанола впоследствии названа «реакцией Лебедева».

Осенью 1928 года Лебедев представил в Главхимпром план работ по строительству опытного завода, а затем разработал формулы активных наполнителей и предложил рецептуры резиновых изделий. В 1930 году в Ленинграде был построен опытный завод СК-1 с исследовательской лабораторией (в настоящее время — НИИ синтетического каучука имени С.В. Лебедева), где спустя год был получен субпродукт дивинил, а затем и первый промышленный синтетический каучук — огромный брусок весом 260 кг. 

Лебедев «за особо выдающиеся заслуги по разрешению проблемы получения синтетического каучука» был вознагражден личным легковым автомобилем (официально это называлось «подарком Советского правительства) и орденом Ленина, а также избран действительным членом Академии наук СССР. Ударными «большевистскими» темпами в городе Ефремов Тульской области был построен завод по крупнотоннажному производству каучука (сегодня предприятие носит имя Лебедева). 

Увы, выдающиеся ученые не увидели масштабного расцвета созданной их интеллектом отрасли — 5 мая 1934 года скоропостижно скончался 59-летний Сергей Лебедев, а спустя всего полтора месяца — 53-летний Борис Бызов. 

Вместо безвременно ушедших лавровый венок триумфатора надел их учитель — академик Алексей Фаворский, который на девятом десятке (!) получил Сталинскую премию 1-й степени (за разработку промышленного метода синтеза изопренового каучука), звание Героя Социалистического Труда и целых пять орденов. При этом Фаворский в течение всего лишь 14 месяцев получил подряд четыре ордена Ленина, установив тем самым абсолютный рекорд «орденоносности».

И снова модный плащ

К началу Великой Отечественной войны Советский Союз уверенно занимал первое место в мире по валовому производству синтетического каучука. В 1941 году в рамках поставок по программе ленд-лиза СССР получил от американцев более совершенную технологию получения синтетического каучука, разработанную компанией Sutton Western. 

В послевоенные годы Советский Союз сохранил лидерство по производству каучука, которое стало ключевым направлением советской нефтехимии. Базовое сырье (этанол) производили, в основном, из нефти, а затем, с середины 60-х годов — из газа.  

Джулио Натта

Тем временем мировая наука не стояла на месте. В 1953 году группа под руководством президента Немецкого химического общества и главы Немецкого общества исследования нефти и угля Карла Циглера предложила использовать в ходе синтеза каучука титановые катализаторы. По предложению директора Миланского института промышленной химии Джулио Натта патент был куплен ведущей итальянской химической фирмой Montecatini (в настоящее время — Edison), а методика — доработана, в связи с чем получила название «технология Циглера–Натта». Сегодня она является преобладающей в индустрии производства синтетического каучука.

Вскоре, используя катализаторы Циглера, Натта открыл метод стереоспецифической полимеризации и затем разработал промышленную технологию получения изотактического полипропилена, который стал широко использоваться в производстве модной плащевой ткани «болонья».

 

За все эти достижения Циглеру и Натте в 1963 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Вместо того, чтобы искренне порадоваться и побрататься, ученые рассорились и вступили в многолетнюю судебно-патентную тяжбу. Их взаимные претензии научно-этического свойства подкреплялись резкой личной неприязнью, в том числе, и по политическим мотивам: Циглер — ярый антисоветчик с нацистским бэкграундом (во времена гитлеризма выдающийся химик был членом-покровителем SS и даже  получил крест «За военные заслуги» 2-го класса), Натта – симпатизант Коммунистической партии Италии, «большой друг Советского Союза», иностранный член Академии наук СССР и обладатель Большой золотой медали имени М.В. Ломоносова.

Григорий Волчек