Test Drive Storia degli pneumatici per auto III: chimici in movimento

Uno pneumatico è un prodotto di alta tecnologia, il risultato di decenni di evoluzione.

All'inizio né i produttori di gomma né i chimici conoscevano l'esatta composizione chimica e la struttura molecolare delle materie prime con cui lavoravano e le gomme erano di qualità discutibile. Il loro problema principale è la facile abrasione e usura, il che significa una vita utile molto breve. Poco prima dello scoppio della prima guerra mondiale, i chimici scoprirono che l'aggiunta di nerofumo come sostanza a una struttura aumentava notevolmente la forza, l'elasticità e la resistenza all'abrasione. Zolfo, nerofumo, zinco, nonché il cosiddetto biossido di silicio o il noto quarzo (biossido di silicio), che è stato recentemente utilizzato come additivo, svolgono un ruolo significativo nel modificare la struttura chimica della gomma e nel migliorarne la proprietà, e il loro uso per questo scopo risale a diversi periodi di sviluppo della tecnologia dei pneumatici. Ma, come abbiamo detto, all'inizio la struttura molecolare del pneumatico era un completo mistero.

Tuttavia, in realtà, nel 1829, Michael Faraday descrisse l'elemento costitutivo di base della gomma con la formula chimica C5H8, o in altre parole, isoprene. Nel 1860 il chimico Williams ottenne un liquido della stessa formula. Nel 1882 fu prodotto per la prima volta l'isoprene sintetico e nel 1911 i chimici Francis Matthews e Carl Harris scoprirono indipendentemente che l'isoprene poteva essere polimerizzato, il processo alla base della riuscita creazione della gomma artificiale. In effetti, il successo degli scienziati arriva in un momento in cui si rifiutano di copiare completamente la formula chimica della gomma naturale.

Standard Oil e IG Farben

Nel 1906, gli specialisti dell'azienda tedesca Bayer lanciarono un potente programma per la produzione di gomma sintetica. Durante la prima guerra mondiale, a causa della carenza di materie prime naturali, iniziò la produzione di pneumatici a base della cosiddetta gomma metilica, creati da Bayer. Tuttavia, dopo la prima guerra mondiale, fu interrotto a causa del suo prezzo di fascia alta e del prodotto naturale più economico disponibile. Tuttavia, negli anni '20, si verificò nuovamente una carenza di gomma naturale, che portò all'inizio di un'intensa attività di ricerca in URSS, Stati Uniti e Germania.

Nella primavera del 1907, Fritz Hoffmann e il Dr. Karl Kutel, utilizzando il catrame di carbone, svilupparono una tecnologia per ottenere i prodotti di partenza di isoprene, metil isoprene e butadiene gassoso, e il passo successivo nello sviluppo dell'attività fu la polimerizzazione del molecole di queste sostanze. Dopo la prima guerra mondiale, i ricercatori del gigante IG Farben, che ora include Bayer, si concentrarono sulla polimerizzazione del butadiene monomero e riuscirono a creare una gomma sintetica chiamata Buna, abbreviazione di butadiene e sodio. Nel 1929 l'azienda produceva già pneumatici della cosiddetta Buna S, a cui veniva aggiunta la fuliggine. Du Pont, a sua volta, sintetizzò il neoprene, allora chiamato duprene. Negli anni '30, i chimici della Standard Oil del New Jersey, predecessore della Exxon, riuscirono a sviluppare un processo per la sintesi del butadiene utilizzando il petrolio come prodotto principale. Il paradosso in questo caso è che la collaborazione di American Standard con la tedesca IG Farben consente all'azienda americana di creare un processo di produzione di gomma sintetica simile a Buna S e diventare un fattore importante in tale accordo per risolvere il problema della gomma. Stati Uniti durante la seconda guerra mondiale. In generale, tuttavia, quattro grandi aziende dominano la ricerca e lo sviluppo di sostituti multifunzionali per pneumatici nel paese: Firestone Tire & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). I loro sforzi congiunti durante la guerra erano necessari per creare prodotti sintetici di qualità. Nel 1941, loro e Standard firmarono un accordo per lo scambio di brevetti e informazioni sotto la giurisdizione della Rubber Reserve Company, fondata da Roosevelt, e divenne un esempio di come le grandi imprese e lo stato possano unirsi in nome delle forniture militari. Grazie all'ingente lavoro e ai fondi pubblici, sono stati realizzati in tempi brevissimi 51 impianti per la produzione di monomeri e dei polimeri da essi sintetizzati, necessari alla produzione di pneumatici sintetici. La tecnologia utilizzata a tale scopo si basa sul processo produttivo Buna S perché riesce a miscelare al meglio gomma naturale e sintetica e utilizzare le macchine di lavorazione disponibili.

In Unione Sovietica, durante la guerra, 165 fattorie collettive coltivavano due tipi di denti di leone e, sebbene la produzione fosse inefficiente e le rese per unità di superficie fossero basse, la gomma prodotta contribuì alla vittoria. Oggi, questo dente di leone è considerato una delle possibili alternative all'hevea. Questo prodotto è integrato con butadiene sintetico o il cosiddetto soprene, creato da Sergei Lebedev, in cui l'alcol ottenuto dalle patate viene utilizzato come materia prima.

(da seguire)

Testo: Georgy Kolev