Testfahrt Autoreifen Geschichte III: Chemiker in Bewegung

Ein Reifen ist ein Hightech-Produkt, das Ergebnis jahrzehntelanger Evolution.

Anfangs kannten weder die Gummihersteller noch die Chemiker die genaue chemische Zusammensetzung und molekulare Struktur der Rohstoffe, mit denen sie arbeiteten, und die Reifen waren von fragwürdiger Qualität. Ihr Hauptproblem ist der leichte Abrieb und Verschleiß, was eine sehr kurze Lebensdauer bedeutet. Kurz vor Ausbruch des Ersten Weltkriegs entdeckten Chemiker, dass das Hinzufügen von Ruß als Substanz zu einer Struktur die Festigkeit, Elastizität und Abriebfestigkeit erheblich erhöhte. Schwefel, Ruß, Zink, aber auch das sogenannte Siliziumdioxid oder der bekannte Quarz (Siliziumdioxid), der neuerdings als Zusatz verwendet wird, spielen eine wesentliche Rolle bei der Veränderung und Verbesserung der chemischen Struktur von Kautschuk Eigenschaften, und ihre Verwendung für diesen Zweck geht auf verschiedene Entwicklungsperioden der Reifentechnologie zurück. Aber wie gesagt, am Anfang war die Molekularstruktur des Reifens ein völliges Rätsel.

Tatsächlich beschrieb Michael Faraday jedoch bereits 1829 den Grundbaustein von Kautschuk mit der chemischen Formel C5H8, oder anders ausgedrückt, Isopren. 1860 erhielt der Chemiker Williams eine Flüssigkeit der gleichen Formel. 1882 wurde erstmals synthetisches Isopren hergestellt, und 1911 entdeckten die Chemiker Francis Matthews und Carl Harris unabhängig voneinander, dass Isopren polymerisiert werden kann, der Prozess hinter der erfolgreichen Herstellung von künstlichem Kautschuk. Tatsächlich kommt der Erfolg von Wissenschaftlern zu einer Zeit, in der sie sich weigern, die chemische Formel von Naturkautschuk vollständig zu kopieren.

Standard Oil und IG Farben

Bereits 1906 starteten Spezialisten der deutschen Firma Bayer ein leistungsfähiges Programm zur Herstellung von Synthesekautschuk. Während des Ersten Weltkriegs begann aufgrund des Mangels an natürlichen Rohstoffen die Herstellung von Reifen auf Basis des von Bayer hergestellten sogenannten Methylkautschuks. Nach dem Ersten Weltkrieg wurde es jedoch aufgrund seines hohen Endpreises und des günstigeren verfügbaren Naturprodukts eingestellt. In den 20er Jahren kam es jedoch erneut zu einem Mangel an Naturkautschuk, was zu Beginn intensiver Forschung in der UdSSR, den USA und Deutschland führte.

Bereits im Frühjahr 1907 entwickelten Fritz Hoffmann und Dr. Karl Kutel unter Verwendung von Steinkohlenteer eine Technologie zur Gewinnung der Ausgangsprodukte Isopren, Methylisopren und gasförmiges Butadien, deren nächster Schritt in der Wirkungsentwicklung die Polymerisation war Moleküle dieser Substanzen. Nach dem Ersten Weltkrieg konzentrierten sich Forscher des Giganten IG Farben, zu dem jetzt Bayer gehört, auf die Polymerisation von Butadien-Monomer und schafften erfolgreich einen synthetischen Kautschuk namens Buna, kurz für Butadien und Natrium. 1929 produzierte der Konzern bereits Reifen aus dem sogenannten Buna S, dem Ruß beigemischt wurde. Du Pont wiederum synthetisierte Neopren, damals Duprene genannt. In den 30er Jahren gelang es den Chemikern von Standard Oil aus New Jersey, dem Vorgänger von Exxon, ein Verfahren zur Synthese von Butadien unter Verwendung von Öl als Hauptprodukt zu entwickeln. Das Paradoxe in diesem Fall ist, dass die Zusammenarbeit von American Standard mit der deutschen IG Farben es dem amerikanischen Unternehmen ermöglicht, ein Herstellungsverfahren für synthetischen Kautschuk zu entwickeln, das Buna S ähnelt, und zu einem wichtigen Faktor in dieser Vereinbarung zur Lösung des Kautschukproblems wird. USA während des Zweiten Weltkriegs. Im Allgemeinen dominieren jedoch vier große Unternehmen die Forschung und Entwicklung multifunktionaler Reifenersatzstoffe im Land: Firestone Tire & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire & Rubber Company, United States Rubber Company (Uniroyal). Ihre gemeinsamen Bemühungen während des Krieges waren notwendig, um hochwertige synthetische Produkte herzustellen. 1941 unterzeichneten sie und Standard eine Vereinbarung zum Austausch von Patenten und Informationen unter der Zuständigkeit der von Roosevelt gegründeten Rubber Reserve Company und wurden zu einem Beispiel dafür, wie Großunternehmen und der Staat sich im Namen von Militärgütern vereinen können. Dank der enormen Arbeit und der öffentlichen Mittel wurden in kürzester Zeit 51 Anlagen zur Herstellung von Monomeren und den daraus synthetisierten Polymeren gebaut, die für die Herstellung von synthetischen Reifen notwendig sind. Die dafür verwendete Technologie basiert auf dem Buna S-Herstellungsverfahren, da es Natur- und Synthesekautschuk am besten mischen und verfügbare Verarbeitungsmaschinen nutzen kann.

In der Sowjetunion bauten während des Krieges in 165 Kollektivbetrieben zwei Arten von Löwenzahn an, und obwohl die Produktion ineffizient war und die Erträge pro Flächeneinheit niedrig waren, trug der produzierte Kautschuk zum Sieg bei. Heute gilt dieser Löwenzahn als eine der möglichen Alternativen zu Hevea. Dieses Produkt wird mit synthetischem Butadien oder dem von Sergei Lebedev hergestellten sogenannten Sopren ergänzt, in dem aus Kartoffeln gewonnener Alkohol als Rohstoff verwendet wird.

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Text: Georgy Kolev