Кто изобрел шины


Пневматическая шина (история изобретения)

Изобретатель: Роберт Уильям Томсон Страна: Шотландия Время изобретения: 10 июня 1846 г.

С тех пор, как была изобретена пневматическая шина, прошло уже более 140 лет. Роберт Уильям Томсон родом из Шотландии – человек, впервые официально зарегистрировавший создание пневматической шины. Роберт родился 29 июня 1822 г. и уже в возрасте 22-х лет был инженером железнодорожного транспорта, при этом имея контору в Лондоне и свой бизнес. Именно в тот момент он изобрел пневматическую шину.

10 июня 1846 года был зарегистрирован патент номер 10990, который излагал суть нового изобретения: использование дополнительной эластичной опорной поверхности по всей площади колесных ободьев, чтобы снизить прилагаемое к экипажу усилие, одновременно понижая уровень шума и облегчая процесс движения.   Патент также включал в себя необходимые для изготовления материалы и подробный чертеж. Такой была конструкция первого пневматического колеса: на обод с деревянными спицами, который обивался цельной полоской металла по внешнему диаметру, накладывалась шина. Шину также составляло наружное покрытие и находящаяся под ним камера. Изготовление камеры производилось путем каучуковой (гуттаперчевой) пропитки нескольких слоев парусины. При этом наружное покрытие делали из кусков кожи, соединенных заклепками. Крепление шины к ободу производилось при помощи болтов.

Покрышка из кожи имела необходимый запас стойкости к изгибам и износу, а камера, изготовленная из парусины, поддерживала покрышку, когда ее материал намокал или раздувался от внутреннего давления. В 1873 году умер создатель пневматической шины и все надолго забыли про его детище, несмотря на то, что образцы еще сохранились.

Более чем через двадцать лет первыми к пневматической шине вернулись братья Эдуард и Андре Мишлен родом из Франции, имевшие до этого опыт производства шин для велосипедов. Братья заявили о том, что к гонке Париж – Бордо в 1985 году они создадут для всех участников пневматические шины. Одна из девяти машин в той гонке, несмотря на множество проколов, проехала 1200 км и самостоятельно добралась до финишной черты.

Настоящим создателем современной пневматической шины является шотландский ветеринар Джон Бойд Данлоп. Существует несколько версий ответа на вопрос, почему же врач, специализирующийся на лечении домашнего скота, заинтересовался шинами.

По первой версии, он видел, какие страдания претерпевают животные, когда их везут в лечебницу в телеге с обычными деревянными колесами.

Другая версия объясняет все тем, что у Данлопа был маленький сын, любивший кататься на велосипеде. Якобы отцу не нравилось, что грубые велосипедные колеса портили садовые дорожки, и он решил как-то их смягчить.

В третьей версии тоже фигурируют и сын, и велосипед, но в этом случае мальчик попросил отца придумать что-нибудь, чтобы ему было удобнее кататься. Все три варианта истории сходятся в одном: Данлоп, подумав, взял кусок садового шланга и привязал его к колесу. Сначала он залил внутрь воду, но впоследствии пришел к выводу, что эффективнее будет накачать импровизированную шину воздухом.

Любопытно, что всего через четыре дня после того, как Данлоп оформил патент на свое изобретение, в патентное бюро обратился другой человек, предложивший практически такую же идею. Создатель пневматической шины вскоре перепродал права предпринимателю по имени Харви дю Крос и полностью отстранился от какой-либо дальнейшей работы по улучшению конструкции шин, предпочитая получать дивиденды. В его честь впоследствии была названа одна из самых известных шинных компаний в мире (Dunlop).

  Дю Крос заинтересовался изобретением Данлопа потому, что его сыновья были велосипедистами. В 1889 году они участвовали в престижной гонке, которую выиграл малоизвестный спортсмен Уильям Хуш, выступавший на велосипеде, оборудованном шинами Данлопа.

Дю Крос быстро понял, в чем выгода этой непривычной новинки. Уже в следующем году его компания начала продавать свою продукцию, причем не в Англии, а в Европе, т.к. в Англии в это время действовал закон, согласно которому автомобили не могли ездить со скоростью выше 6 км/час. Этот закон значительно сдерживал развитие автомобилизма на Британский островах.

В 1896 г. в Британии пневматическими шинами марки «Данлоп» впервые оснастили автомобиль Ланчестер. После такого успеха сразу же образовалось множество производителей пневматических шин, из которых многие существуют до сих пор, а именно французская компания «Мишлен», возродившая производство пневматических шин, английская компания «Данлоп», немецкине компании «Метцелер» и «Континенталь», итальянская «Пирелли», «Гудрич», «Гудьир» и «Файрстоун» из США. Большинство заводов по производству шин в СССР были созданы во время Второй Мировой по западным стандартам.

Дальнейшие модификации пневматической шины были направлены главным образом на увеличение эксплуатационного срока и стойкости к физическим воздействиям. Также шины облегчались в плане монтажа и демонтажа.

В 50-х годах XX века в конструкцию шины впервые были внесены изменения. Компания «Мишлен» предложила в качестве основной особенности жесткий пояс, который состоял из нескольких слоев металлокорда. Расположение нитей корда было радиальным от одного борта к другому. Новые шины назывались радиальными. Компания «Мишлен» после испытаний новой улучшенной шины отметила улучшение проходимости в два раза, если сравнивать с обычной шиной (когда нити корда располагались по диагонали).

В следующем десятилетии было внесено изменение в отношение характеристик профильной ширины (B) к высоте шины (H) – Н/В. Изначальная форма первых шин в разрезе была приблизительно одинаковой и по высоте и по ширине. Позже отношение высоты и ширины было снижено до 0,7, а в 1980 году и вовсе до 0,6.

Множество компаний набрались опыта в производстве бескордных шин. Позже в технологию создания бескордных шин будут введены технические решения, которые сильно упростят их производство. Сейчас самыми перспективными являются однослойные радиальные бескамерные шины из металлокорда, которые устанавливаются на полуглубокий обод с низкими закраинами.

В дальнейшем направление для усовершенствования конструкции шин было выбрано в сторону уменьшения количественного содержания в каркасе резины, использования новейших материалов, увеличения прочности корда, улучшения взаимодействия резины и корда, уменьшения количества слоев в каркасе, снижения отношения высоты к ширине шины, использование более насыщенных, а также, комбинированных и ребристых рисунков протектора.

Также производители сейчас стараются продлить срок службы шин, увеличить допустимые нагрузки, безопасность движения автомобиля, улучшить техническо-экономические показатели и упростить технологию производства шин.

Шины с низким профилем стали разрабатываться для увеличения площади сцепления с дорогой, что также увеличивало боковую устойчивость, срок эксплуатации и тягово-сцепные свойства. Радиальные шины лучше раскрывают все свои свойства при производстве их с низким профилем.

В 70-х годах пневматическая шина достигла такого уровня модернизации, который почти невозможно было воплотить в 50-х. Автомобилисты, разумеется, также были довольны снижением расхода горючего и повышением безопасности езды. Почти все легковые автомобили в 70-х годах одновременно перешли к использованию радиальных шин, которые к концу десятилетия применялись уже практически для всех видов транспорта, что увеличивало срок эксплуатации шин.

В первой четверти XX-го века в шинах стала применяться конструкция быстросъемных колесных креплений к ступицам. Такое колесо крепилось на нескольких болтах, и снять его вместе с шиной, можно было всего за несколько минут, что являлось большим прорывом по сравнению с прошлыми вариантами.

В годы Первой Мировой люди начали разработку новой конструкции шин для автобусов и грузовых автомобилей. Первой в этом направлении выступила Америка. К концу 1925 года по всему миру пневматические шины использовались на приблизительно 4-х млн. всех автомобилей, что включало почти весь парк, исключая некоторые типы грузовых автомобилей.

Первые автомобили, появившиеся в России, уже были на пневматических шинах – импортных. Но в 1900-х годах их производство наладили заводы «Проводник» в Риге (шины «Колумб») и «Треугольник» в Петербурге (шины «Елки» с оригинальным протектором).

Русские шины, испытанные в многочисленных пробегах и состязаниях, отличались высокой долговечностью и прочностью. На гоночном автомобиле «Бенц» с «елками» в 1913 году был установлен всероссийский рекорд скорости — 201 км/ч. После Октябрьской революции шинные заводы вошли в Резинотрест, который обеспечивал отечественной обувью все наши автомобили.

Промышленность СССР 80-х годов ежегодно производила около 70 миллионов шин для автомобилей, мотоциклов, сельхозмашин. Шину 80-х годов объединяет с «прабабушкой» разве что принцип. А сама конструкция изменилась, усложнилась, усовершенствовалась до неузнаваемости — для того, чтобы характеристики шин наиболее полно отвечали параметрам автомобилей, условиям их работы.

Первыми крупными шагами было разделение шины на покрышку и камеру, а также появление кордной покрышки. Надо отметить такие важные этапы, как изобретение шины низкого давления типа «баллон», бескамерных, низкопрофильных; арочных и широкопрофильных шин низкого давления для грузовиков; шин зимнего типа с шипами противоскольжения; покрышек с радиальным расположением корда, а также с кордом из синтетических материалов и металлокордом; «безопасных» шин.

Многократно выросла долговечность шин. Если в начале века рекордным считали пробег 3—4 тысячи километров, то к 20-м годам он возрос до 30 тысяч, а в дальнейшем — до 100 тысяч. Усовершенствование шины идет и сегодня. Его главные направления — дальнейшее увеличение пробега, допускаемых нагрузок, снижение расхода материалов и упрощение технологии, улучшение других показателей, повышение безопасности.

Последнее направление интенсивно развивается с 60-х годов, и сегодня ряд фирм уже выпускает серийно так называемые безопасные шины. Они монтируются на обод иной конструкции, которая помогает удержать борта покрышки на полках обода при большой утечке воздуха. Серьезные преимущества сулит применение новых синтетических материалов, способных произвести революцию в шинной технологии. Словом, как и для автомобиля, век для пневматической шины — возраст, открывающий заманчивые перспективы.

istoriz.ru

История появления шины

выбрать бренд ALFA ROMEO ASTON MARTIN AUDI BENTLEY BMW CHEVROLET CHRYSLER CITROEN DACIA DAEWOO DAIHATSU DODGE FERRARI FIAT FORD HONDA HYUNDAI JAGUAR JEEP KIA LAMBORGHINI LANCIA LAND ROVER LEXUS MASERATI MAZDA MERCEDES BENZ MINI MITSUBISHI NISSAN OPEL PEUGEOT PORSCHE RENAULT ROVER SAAB SEAT SKODA SMART SSANGYONG SUBARU SUZUKI TOYOTA VOLVO VW ВАЗ выбрать марку выбрать дату

Колеса были изобретены 5 тысяч лет назад. Первое их появление было зафиксировано в Древнем Египте. При строительстве пирамид  для облегчения передвижения грузов использовали особые изобретения.  Они назывались «катки» и выглядели, как круглые куски бревен. Их подкладывали под большие каменные глыбы. Это можно назвать началом в истории колеса.

На протяжении многих столетий колесо подвергалось видоизменениям и совершенствованиям. Однако в 19 веке произошел настоящий переворот во всей истории колеса. Около 200 лет назад была изобретена пневматическая шина, которая используется  и в настоящее время для эксплуатации современного автомобиля. Ее открытию способствовало открытие процесса вулканизации. Что являлось толчком в развитии резинотехнической отрасли в промышленности.

Что такое шина?

О том, что же такое шина, существует множество мнений. Многие считают, что это резиновый баллон. С геометрической точки зрения шина - это тор. Механическая точка зрения определяет шину сосудом в форме упругой мембраны с высоким давлением.  Химия принимает шину, как материал, который имеет макромолекулы с длинными цепями. Шина воплотила в себе открытия химической промышленности, ведь при изготовлении шины применяют различные синтетические материалы. Производство шин каждый год затрачивает несколько миллионов тонн углеродной сажи, масел эластомеров, пигмента и других материалов. В широком же смысле, шина - достижение научно-технического прогресса, а также синтез научных знаний и современных технологий.

В 1844 году впервые шина была запатентована официально.

Изобретение пневматической шины было официально запатентовано Робертом Уильямом Томсоном, 1822 года рождения. В 22 года – в год изобретения шины – он был инженером железнодорожного транспорта, а также имел свой бизнес в Лондоне. В 1846 году 10 июня был датирован патент, описаны суть изобретения, конструкция шины и все необходимые для ее изготовления материалы. В патенте описывалось, что «воздушное колесо» предназначалось для телеги или экипажа. Изобретение заключалось в следующем: шина накладывалась на колесо, которое имело деревянные спицы. Деревянный обод был обит обручем из металла, в него и вставлялись спицы. Шина состояла из камеры, которая представляла собой нескольких слоев парусины, которые были пропитаны раствором гуттаперчи или натуральным каучуком. Также шина состояла из наружного покрытия, а точнее, из кусков кожи, которые были соединены заклепками. Шина крепилась на обод болтами. В патенте было написано, что кожаная покрышка имела необходимое сопротивление износу, а также многочисленным изгибам. Кожа имеет свойство растяжения при попадании воды и расширения при внутреннем давлении. Поэтому камера была усилена парусиной. Испытания проводились с экипажем с воздушными колесами. Томсон замерял силу тяги, в результате было обнаружено, что на щебеночном покрытии сила тяги снижается на 38%, а на покрытии из дробленой гальки - на 68%. Испытания доказали удобство езды,  бесшумность и легкий ход.  После проведенных испытаний, их результаты опубликовали в журнале Mechanics Маgazin в 1849 году. Однако появление этого значительного изобретения, а также доказательств и обоснования продуманного воплощения в жизнь, оказалось недостаточным для повода к массовому производству. Основная причина – не было добровольцев изготавливать это изделие с приемлемой стоимостью. После смерти Томсона про «воздушное колесо» все забыли, однако были сохранены образцы изделия.

Первое практическое применение пневматической шины.

О пневматической шине вспомнили в 1888 году. Шотландец Джон Данлоп усовершенствовал  трехколесный велосипед, соорудив из шланга для поливки сада широкие обручи и, надув их воздухом, надел их на колесо. Он получил патент на изобретение и стал известен как автор пневматической шины.Шина быстро получила распространение в применении. В 1889 году Уильям Хьюм, который участвовал в гонках на велосипедах, для своего транспорта использовал пневматические шины. Его талант в этом деле находился на среднем уровне. Тем не менее, выиграл все заезды. В 1889 году этому изобретению нашлось и коммерческое применение. Существующая и до сих пор самая крупная компания «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов» была организована в Дублине. Сейчас ее название – «Данлоп».

Усовершенсование

В 1890 году инженером Чальдом Уэлтчем было предложено отделить камеру от покрышки. Также он счел необходимым вставить в края покрышки проволоку и посадить на обод. Англичанин Бартлетт и француз Дидье также внесли свою лепту относительно монтажа и демонтажа шин.Французы Андре и Эдуард Мишлен первыми использовали пневматическую шину на автомобиле. Они имели большой опыт в изготовлении шин для велосипедов. В 1895  впервые в автомобильной гонке принял участие автомобиль с пневматическими шинами. Водителем был француз Бордо. Он справился с расстоянием в 1200 км, а также пришел к финишу. А уже в 1896 году пневматические шины были установлены на автомобиле «Ланчестер».Пневматические шины были толчком в развитии плавности хода  и проходимости автомобилей. Но  надежность была под сомнением и требовала времени для монтажа. Последующее усовершенствование в этой области было связано с увеличением износоустойчивости шин, а также их быстрым монтажом и демонтажом. Прошло много лет, и пневматическая шина навсегда вытеснила литую резиновую шину. Для дальнейшего усовершенствования шины использовали более дорогие и долговечные материалы. В шине появился корд – это прочный слой, который состоит из текстильных нитей. Также  использовали быстросъемные конструкции, ведь это дало реальную возможность менять шины в течение нескольких минут.Модернизация уже имевшейся модели пневматические шины получила повсеместное применение и привела к бурному всплеску инноваций в шинной промышленности. Толчок в развитии дала первая мировая война, который заключался в разработке шин для грузовиков и автобусов. Первым производителем стала Америка. Шины для грузовиков имели высокое давление, и были способны воспринимать большие нагрузки. Кроме того, они имели необходимые скоростные характеристики.В 1925 году в мире было зафиксировано уже почти 4 миллиона автомобилей с пневматическими шинами. Исключениями были отдельные типы грузовиков. Начали появляться крупные компании по изготовлению шин.  Некоторые из них успешно работают и на сегодняшний день. Например: «Данлоп» (Англия), «Пирелли»  (Италия), «Мишлен» (Франция), «Гудьир», «Метцелер» (ФРГ), «Файрстоун» и «Гудрич» (США).

Наука и пневматические шиныСоздание шин заканчивается к концу двадцатых годов прошлого века благодаря интуиции конструктора. Дело в том, что появилась необходимость научного подхода к усовершенствованию пневматических шин. В то время база химической технологии уже была хорошо освоена. Ее применяли для приготовления резиновых смесей шин.Конструирование и испытания шин для автомобилей не сразу получили опыт. Проводились многочисленные научные исследования, и использовались на практике в  деятельности многих компаний различных стран. Для разработки дальнейших эксплуатационных характеристик шин создавали особенные стенды для испытаний.В тридцатые годы конструкторы видоизменяли форму и рисунок протектора и старались отразить важность роли шины в управляемости автомобиля.Во времена второй мировой войны начали целостно использовать синтетический каучук.  Это делалось для создания усовершенствованных шин в рецептурах резин. Следующим  этапом в развитии шинного производства можно считать применение корда из вискозы и нейлона. Так как шины с вискозой улучшили характеристики шин и сократили некоторую долю случаев  выхода из строя шин. Шины с нейлоном были более прочными. Таким образом, разрывы каркаса некоторым образом свелись к нулю.

Компания «Мишлен» в середине двадцатого века предложила новую конструкцию шин. Изюминка в этой идее была заключена в жестком поясе, который состоял из слоев металлокорда. Нити корда были расположены не в диагональном виде, а в радиальном - от борта к борту. Далее эти шины  называли радиальными и позволили автомобилю  быть более проходимым транспортом. В то же время конструкторы работали над износоустойчивостью и сцепными свойствами шины.

В следующее десять лет было изменено отношение высоты шины к ширине профиля. Стремление к более низким профилям шин случилось благодаря повышению площади контакта с дорогой. Что способствовало повышению общего срока службы шины, а также улучшило устойчивость боков и сцепные свойства.В семидесятые годы, по сравнению с пятидесятыми годами, пневматическая шина достигла определенного уровня усовершенствования. Были замечены следующие изменения: была увеличена безопасность, и снижен расход топлива. Кроме того, легковые автомобили перешли на использование радиальных шин.Компания «Континенталь» в  восьмидесятые годы предложила новое усовершенствование:  конструкцию шины с особым креплением на Т-образном ободе колеса. Данное новшество обеспечило более безопасное движение на маленькой скорости,  даже если будут спущены шины.Одновременно с полетами в космос и исследованиями космоса началась новая эпоха в создании шин. Так как луноходы и лунороботы требовали производства новых видов шин, которым бы не было страшно ни жары, ни холода, ни даже вакуума, которые могли бы двигаться по любой поверхности.

Современный этап развития

В современное время действует тенденция к эксплуатации бескамерных радиальных шин низкого профиля. Эти шины предоставляют возможность использовать различные рабочие характеристики транспортного средства по степени грузоподъемности и объема и обеспечивать безопасность перевозок и эффективность работы транспортного средства.

Модернизация шин движется по всем направлениям и обосновывается широкой специализацией в соответствии с назначением. Долгое время уделялось большое внимание сцепным качествам, грузоподъемности и сопротивлению качения шин. Разработчики шинной промышленности трудятся над химическим составом, увеличением длительности срока службы шины и безопасности передвижения транспортных средств, рисунком протектора, упрощением производства и улучшением технико-экономических показателей шин.

shinprom.com

История автомобильных шин

Важность автомобильной шины для отрасли автомобилестроения неоспорима. Шины обеспечивают плавность хода, скорость, безопасность, проходимость и комфорт. Это автомобильное дополнение эволюционировало вместе с автомобилем, и сыграло немаловажную роль в развитии автомобилестроения. Усовершенствовать колесо пытались с самого момента его изобретения. Первые деревянные колеса при соприкосновении с дорогой быстро разрушались. Их придумали укреплять с помощью стального обода. Идея сделала колесо более прочным, но ужасный грохот и жесткость движения остались проблемой на многие годы. Первым изобретателем шины принято считать англичанина  Роберта Томсона. В середине 18 века он запатентовал свое изобретение – камеру из кусочков кожи, соединенных заклепками.  Однако его инновация не получила практического применения – данной разработкой просто никто не заинтересовался. Вторым изобретателем шины стал также житель Туманного Альбиона – Джон Данлоп – обычный ветеринар. Он жил в конце 18 века – в это время велосипед уже получил широкое распространение. Сын ветеринара никак не мог научиться ездить на этом весьма жестком железном коне. Тогда Данлоп сделал обручи из обычного поливального шланга и закачал в них воздух. Результат просто поразил самого изобретателя и всех его знакомых. В результате, в 1888 году Джон Данлоп получил патент N 10607 на свой «пневматический обруч», который мог применяться для транспортных средств. В 19 веке несколько изобретателей пытались доработать шину. В 1890 году молодой инженер Чарльз Кингстон Уэлтч отделил покрышку от камеры. Процесс происходил при помощи колец изготовляемых из проволоки, которые были зажаты в обод, а через некоторое время ободу придали некоторое углубление по центру. Чуть позже англичанин Бартлетт и француз Дидье предложили способы монтажа и демонтажа шин. Все это послужило идее применения шины в автомобильной промышленности. Первыми автомобили «обули» братья Андре и Эдуард Мишлен. Да, именно их именем названа марка одних из самых качественных шин в современном мире. Впервые пневматические шины были надеты на автомобиль Peugeot. Нововведение обеспечивало автомобилю плавный и мягкий ход, улучшенную управляемость и более длительную эксплуатации и колес, и самого автомобиля. Однако менять такие шины было невероятно сложно и долго.

Братья Мишлен обрели известность, когда 1985 году спорткар, обутый в их шины, успешно прошел гонку протяженностью 1200 км.  С этого же времени автомобили с шинами на колесах стали считаться общепринятой нормой.

В 50-е годы «Мишлен» уже была полноценной компанией. В это время в обращение впервые были введены радиальные шины. Изобретение имело пояс, изготовленный из металлокорда. С этого времени шины стали делить на зимние и летние, появилась возможность производить бескамерные шины. Также было создано множество экспериментальных покрышек – различных размеров и с разным рисунком протектора.

С 1970 года шинная промышленность развивалась все стремительней, и грамотных производителей шин появлялось все больше. Это и привело к сегодняшнему разнообразию – ведь в наши дни шины можно подобрать под любую погоду, тип дорожного покрытия и даже манеру езды.

www.letopis.info

Резина (история изобретения)

Изобретатель: Чарльз Гудиер Страна: США Время изобретения: 1839 г.

Еще испанские конкистадоры привезли из Южной Америки чудесные изделия (эластичные мячи, непромокаемую обувь). Индейцы изготавливали их из застывшего млечного сока гевеи. 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 Чарльзу Гудиеру (Charles Goodyear).

Чарльз Гудиер (29.12. 1800 — 1.07.1860) 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. Чарльз 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, Гудиер после ряда опытов предложил добавлять в каучук оксиды магния и кальция. Он начал делать обувь из полученного «гумм-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. Гудиер продолжал эксперименты. В 1838 г. он приобрел патент Хэйварда, состоящий в смешивании каучука с раствором серы.

Но лишь в 1839 г. Гудиер 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. Гудиер дал несколько кусков резины англичанину. Эти образцы, попавшие в руки английского химика Т. Хэнкока, помогли ему повторить технологию вулканизации и получить в 1843 г. британский патент. Название процесса по имени бога Вулкана предложил также английский изобретатель.

  Ч. Гудиер 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 Гудиера. 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. Гудиер умер в бедности, оставив большие долги. Лишь его» сыну, тоже Чарлзу, который продолжил дело отца, удалось добиться успеха в резиновом бизнесе.

  В 1846 г. А.Паркс предложил процесс холодной вулканизации при помощи хлористой серы. 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.

Развивающейся промышленности все больше и больше требовалось резины. Разрастались огромные плантации гевеи в Южной Америке и Индонезии. Примерно в то же время один предприимчивый англичанин тайком вывез из Бразилии 70 тыс. семян гевеи, но прижились они только в одном месте – на Цейлонских островах, принадлежавших тогда Англии.

На мировом рынке каучука появились два крупных монополиста, и стало ясно: природный каучук не экономичен и не рентабелен, необходимо обнаружить способ получения искусственного каучука. Дальнейшая история освоения резины – это история химических исследований, в основном, российской химической науки.

  В России резиновая промышленность возникла в первой половине 19 века. До революции резиновое производство было представлено четырьмя предприятиями: «Треугольник», «Проводник» и сравнительно небольшими заводами «Богатырь» и «Каучук». В 1913 году на них работало 23 тыс. человек и выпускали они главным образом обувь.

Сырье и оборудование были заграничными, техническое руководство осуществляли иностранцы. Мало кто знает, что производство туалетной губки являлось в 19 веке секретом завода «Треугольник»; как ни странно, этот незамысловатый предмет был наиболее конкурентоспособным резиновым изделием на мировом рынке. После Октябрьской революции   резиновая промышленность представляла достаточно мощную отрасль. Был взят общий курс на индустриализацию, а потому резко возросла потребность в комплектующих резинотехнических изделиях.

  Но производство резины находилось в исключительной зависимости от импорта натурального каучука. Существовало два возможных варианта решения проблемы. Первый — изыскание каучуконосов, пригодных для разведения в районах с умеренным климатом. В СССР этим занимался Н.И. Вавилов, в США инициаторами этих работ были Т. Эдисон и Г. Форд.

Второй вариант – создание синтетического каучука. Химические исследования состава каучука начались еще с опытов М. Фарадея в 1826 году. В 1879 А. Бушард наблюдал превращение изопрена в каучукоподобную массу, а в 1910 – И. Л. Кондаков подобное превращение диметилбутадиена. В 1909 г. Сергей Васильевич Лебедев показал вещество, близкое к каучуку, приготовленное из дивинила – бесцветного летучего газа. Но после долгих трудов ему удалось добыть всего лишь 19 граммов.

В России в том же направлении работал И. И. Остромысленский, проводя опыты на заводе «Богатырь», в Германии – К. Гарриес, в Англии – Ф. Мэтьюс и Е. Стрейкедж. Таким образом, наука шла по стопам природы: сначала надо было получить полимер диеновых углеводородов, а затем синтезировать из них каучук.

В 1926 году Советское правительство объявило всемирный конкурс на производство искусственного каучука, причем выдвигались 3 условия: 1) сырье должно быть дешевым; 2) качество не хуже натурального; 3) срок до представления результатов разработок – 2 года. В мае 1928 года этот конкурс выиграл С. В. Лебедев. В качестве сырья он использовал обыкновенный картофель, из которого получал спирт, а уже из спирта – дивинил. Причем сначала из 1 л спирта он получал 5 грамм дивинила, а два года спустя — 50 грамм тем самым сокращая расходы в 10 раз.

Но этот безусловный прорыв не решал проблему, так как, например, на изготовление одной автомобильной шины уходило 500 кг картофеля. Потом ученые, усовершенствовав изобретение С. В. Лебедева, стали добывать дивинил из природных газов. И уже в 1929 году правительство приняло решение строить в Ленинграде опытный завод по получению синтетического каучука из спирта по методу Лебедева и еще два завода, которые должны были опробовать другие известные методы: Б. В. Бызова и группы ученых под руководством А. Л. Клебанского.

15 февраля 1931 года газеты всего мира сообщили, что в СССР выпущена первая большая партия искусственного каучука. Ни Германия, ни Англия на тот момент не были готовы предложить свой вариант решения этой промышленной проблемы.

  Интересно, что Т. Эдисон в своем интервью так оценил это событие: «Известие о том, что Советы достигли успехов в производстве синтетического каучука из нефти, невероятно. Этого нельзя сделать. Я бы даже сказал больше: весь этот отчет является фальшивкой. На основании моего собственного опыта и опыта других сейчас нельзя сказать, что получение синтетического каучука вообще когда-нибудь будет успешным». И тем не менее, уже в 1932 году в Ярославле дал продукцию первый завод синтетического каучука.

С 1951 года началось производство каучука из нефтяных газов и продуктов переработки нефти. Долгое время искусственный каучук, превосходя настоящий по отдельным показателям (температурный диапазон, прочность, химическая стойкость), уступал в одном – в эластичности (что очень важно для, например, автомобильных и авиационных шин), но и эта проблема была решена.

Таким образом, и природный дар – дерево гевея, и ряд случайностей, и долгий кропотливый труд ученых сделали резину одним из самых необходимых и универсальных материалов, востребованным каждый день, в самых разных ситуациях, в самых разных сферах деятельности человека.

istoriz.ru


Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>