El caucho recibe su nombre de la palabra india "caucho", que literalmente significa "lágrimas de un árbol". Maya y aztecas lo extrajeron de la savia de la hevea brasileña (Hevea brasiliensis o árbol del caucho), similar a la savia blanca del diente de león, que se oscurecía y endurecía en el aire. Del jugo evaporaron una sustancia resinosa oscura y pegajosa llamada "goma", haciendo con ella zapatos, telas, vasijas y juguetes primitivos impermeables para niños. Además, los indios tuvieron un juego de equipo que recuerda al baloncesto, en el que se utilizaron pelotas de goma especiales, que se distinguían por su asombrosa capacidad de salto. Durante los Grandes Descubrimientos Geográficos, Colón trajo a España, entre otras maravillas de Sudamérica, varios de estos bailes. Se enamoraron de los españoles, quienes, habiendo cambiado las reglas de las competiciones indias, inventaron algo que se convirtió en el prototipo del fútbol actual.
La siguiente mención del caucho apareció solo en 1735, cuando el viajero y naturalista francés Charles Condamine, explorando la cuenca del Amazonas, descubrió el árbol Hevea y su savia lechosa para los europeos. El árbol descubierto por los miembros de la expedición desprendía una resina extraña que se endurecía rápidamente y que más tarde los pensadores de la Academia de Ciencias de París llamaron "caucho". Después, en 1738, Condamine trajo al continente muestras de caucho y varios productos del mismo, junto con una descripción detallada de los métodos de extracción, en Europa comenzó a buscar formas de utilizar esta sustancia. Los franceses tejían hilos de caucho con algodón y los usaban como ligas y tirantes. El zapatero hereditario inglés Samuel Peel recibió en 1791 una patente para la fabricación de tejidos impregnados con una solución de caucho en trementina, creando la empresa Peal & Co. Al mismo tiempo, surgieron los primeros experimentos sobre la protección de zapatos con fundas de este tipo de tela. En 1823, un tal Charles Mackintosh de Escocia inventó el primer impermeable impermeable, agregando una fina pieza de goma entre dos capas de tela. Los impermeables se hicieron populares rápidamente, recibieron el nombre de su creador y marcaron el comienzo de un verdadero "boom del caucho". Y pronto en Estados Unidos, en un clima húmedo, comenzaron a ponerse torpes zapatos de goma indios (chanclos) sobre los zapatos. Hasta su muerte, Macintosh continuó mezclando caucho con diversas sustancias como hollín, aceites y azufre en un intento por cambiar sus propiedades. Pero sus experimentos no condujeron al éxito.
La tela cauchutada se utilizó para confeccionar ropa, sombreros y techos de camionetas y casas. Sin embargo, tales productos tenían un inconveniente: un rango estrecho de temperatura de elasticidad del caucho. En climas fríos, dicha tela se endurecía y podía agrietarse, y en climas cálidos, por el contrario, se ablandaba y se convertía en una masa pegajosa y fétida. Y si la ropa podía guardarse en un lugar fresco, entonces los propietarios de techos hechos de tela de goma tenían que soportar los olores desagradables. Por lo tanto, la fascinación por el nuevo material pasó rápidamente. Y los calurosos días de verano arruinaron las empresas que establecieron la producción de caucho, ya que todos sus productos se convirtieron en gelatinas malolientes. Y el mundo nuevamente se olvidó del caucho y todo lo relacionado con él durante varios años.
Una oportunidad ayudó a sobrevivir al renacimiento de los productos de caucho. Charles Nelson Goodyear, que vivió en Estados Unidos, siempre ha creído que el caucho puede convertirse en un buen material. Cultivó esta idea durante muchos años, mezclándola persistentemente con todo lo que tenía a mano: con arena, con sal, hasta con pimienta. En 1939, habiendo gastado todos sus ahorros y adeudado más de 35 mil dólares, logró el éxito.
Los contemporáneos ridiculizaron al excéntrico investigador: "Si te encuentras con un hombre con botas de goma, una chaqueta de goma, un sombrero de copa de goma y una billetera de goma en la que no habrá un solo centavo, entonces puedes estar seguro: estás frente a Goodyear."
Existe la leyenda de que el proceso químico que descubrió, llamado vulcanización, apareció gracias a un trozo de la capa de Macintosh olvidado en la estufa. De una forma u otra, fueron los átomos de azufre los que unieron las cadenas moleculares del caucho natural, convirtiéndolo en un material elástico resistente al calor y a las heladas. Es él a quien se le llama caucho hoy en día. La historia de este hombre testarudo tiene final feliz, vendió la patente de su invento y pagó todas sus deudas.
Durante la vida de Goodyear, comenzó una rápida producción de caucho. Estados Unidos tomó inmediatamente el liderazgo en la producción de chanclos, que se vendieron en todo el mundo, incluida Rusia. Eran caras y solo los ricos podían permitirse comprarlas. Lo más curioso es que las chanclas no se usaban para evitar que se mojaran los zapatos principales, sino como zapatillas de casa para los invitados, para que no mancharan alfombras y parquet. En Rusia, la primera empresa que fabrica productos de caucho se abrió en San Petersburgo en 1860. El empresario alemán Ferdinand Krauskopf, que ya tenía una fábrica para la producción de chanclos en Hamburgo, evaluó las perspectivas del nuevo mercado, encontró inversores y creó la Asociación de la Manufactura Ruso-Americana.
Pocas personas saben que la empresa finlandesa Nokia, entre otras cosas, de 1923 a 1988 se especializó en la producción de botas de goma y chanclos. De hecho, durante los años de crisis, esto ayudó a mantener a flote la empresa. El mundialmente famoso Nokia se ha convertido gracias a sus teléfonos móviles.
En la segunda mitad del siglo XIX, Brasil experimentó el apogeo de su apogeo, siendo un monopolista en el cultivo de hevea. Manaos, el antiguo centro de la región del caucho, se ha convertido en la ciudad más rica del hemisferio occidental. ¿Cuál fue el impresionante teatro de la ópera construido en una ciudad escondida por la jungla? Fue creado por los mejores arquitectos de Francia, y los materiales de construcción para él fueron traídos de la propia Europa. Brasil guardó cuidadosamente la fuente de su lujo. Se impuso la pena de muerte por intentar exportar semillas de hevea. Sin embargo, en 1876, el inglés Henry Wickham extrajo en secreto setenta mil semillas de Hevea en las bodegas del barco "Amazonas". Sirvieron de base para las primeras plantaciones de caucho, establecidas en las colonias de Inglaterra en el sudeste asiático. Así apareció el caucho natural británico barato en el mercado mundial.
Pronto, una variedad de productos de caucho conquistó el mundo entero. Las correas transportadoras, todo tipo de correas de transmisión, zapatos, aislamiento eléctrico flexible, bandas elásticas de lino, globos para bebés, amortiguadores, juntas, mangueras y mucho, mucho más estaban hechos de caucho. Simplemente no existe ningún otro producto similar al caucho. Es aislante, impermeable, flexible, estirable y comprimible. Al mismo tiempo, es duradero, fuerte, fácil de procesar y resistente a la abrasión. La herencia de los indios resultó ser mucho más valiosa que todo el oro del famoso Eldorado. Es imposible imaginar toda nuestra civilización técnica sin caucho.
La principal aplicación del nuevo material fue el descubrimiento y la distribución, primero de neumáticos de caucho para carruajes y luego de neumáticos para automóviles. A pesar de que los vagones con llantas de metal eran muy incómodos y hacían un ruido y temblores terribles, el nuevo invento no fue bienvenido. En Estados Unidos, incluso prohibieron los carruajes con llantas macizas macizas, ya que tenían fama de ser muy peligrosos debido a la imposibilidad del ruido para advertir a los transeúntes sobre la proximidad del vehículo.
En Rusia, estos carruajes tirados por caballos también causaron descontento. El principal problema residía en el hecho de que a menudo arrojaban barro a los peatones que no tenían tiempo de rebotar. Las autoridades de Moscú tuvieron que promulgar una ley especial sobre el equipamiento de los vagones con neumáticos de goma con placas especiales. Esto se hizo para que la gente del pueblo pudiera darse cuenta y llevar a sus agresores ante la justicia.
La producción de caucho se multiplicó por varias veces, pero la demanda siguió creciendo. Durante unos cien años, los científicos de todo el mundo han estado buscando una forma de aprender a fabricarlo químicamente. Poco a poco se descubrió que el caucho natural es una mezcla de varias sustancias, pero el 90 por ciento de su masa es hidrocarburo de poliisopreno. Estas sustancias pertenecen al grupo de polímeros: productos de alto peso molecular formados por la combinación de muchas moléculas idénticas de sustancias mucho más simples llamadas monómeros. En el caso del caucho, se trataba de moléculas de isopreno. En condiciones favorables, las moléculas de monómero se unieron en cadenas de hebras largas y flexibles. Esta reacción de formación de un polímero se llama polimerización. El diez por ciento restante del caucho estaba compuesto por sustancias minerales resinosas y proteicas. Sin ellos, el poliisopreno se volvió muy inestable, perdiendo sus valiosas propiedades de elasticidad y resistencia en el aire. Por lo tanto, para aprender a fabricar caucho artificial, los científicos tuvieron que resolver tres cosas: sintetizar isopreno, polimerizarlo y proteger el caucho resultante de la descomposición. Cada una de estas tareas resultó ser extremadamente difícil. En 1860, el químico inglés Williams obtuvo isopreno del caucho, que era un líquido incoloro con un olor específico. En 1879, el francés Gustave Bouchard calentó el isopreno y, con la ayuda del ácido clorhídrico, pudo llevar a cabo la reacción inversa: obtener caucho. En 1884, el científico británico Tilden aisló el isopreno descomponiendo la trementina durante el calentamiento. A pesar de que cada una de estas personas contribuyó al estudio del caucho, el secreto de su fabricación quedó sin resolver en el siglo XIX, porque todos los métodos descubiertos eran inadecuados para la producción industrial debido al bajo rendimiento de isopreno, el alto costo de la materia prima. materiales, la complejidad de los procesos técnicos y una serie de otros factores.
A principios del siglo XX, los investigadores se preguntaron si el isopreno es realmente necesario para fabricar caucho. ¿Existe alguna forma de obtener la macromolécula necesaria a partir de otros hidrocarburos? En 1901, el científico ruso Kondakov descubrió que el dimetilbutadieno, dejado durante un año en la oscuridad, se convierte en una sustancia gomosa. Este método fue utilizado más tarde durante la Primera Guerra Mundial por Alemania, aislado de todas las fuentes. El caucho sintético era de muy mala calidad, el proceso de fabricación era muy complicado y el precio era prohibitivo. Después de la guerra, este caucho de metilo nunca se produjo en ningún otro lugar. En 1914, los científicos de investigación Matthews y Strange de Inglaterra hicieron una muy buena goma de divinilo usando sodio metálico. Pero su descubrimiento no fue más allá de los experimentos en el laboratorio, porque no estaba claro cómo, a su vez, producir divinilo. Tampoco lograron crear una planta de síntesis en la fábrica.
Quince años después, nuestro compatriota Sergei Lebedev encontró la respuesta a ambas preguntas. Antes de la Guerra Mundial, las fábricas rusas producían alrededor de doce mil toneladas de caucho al año a partir de caucho importado. Después de que terminó la revolución, las necesidades del nuevo gobierno, que estaba llevando a cabo la industrialización de la industria, en el caucho aumentaron muchas veces. Un tanque requería 800 kilogramos de caucho, un automóvil - 160 kilogramos, un avión - 600 kilogramos, un barco - 68 toneladas. Cada año, las compras de caucho en el exterior aumentaron y aumentaron, a pesar de que en 1924 su precio alcanzó los dos mil quinientos rublos oro por tonelada. La dirección del país estaba preocupada no tanto por la necesidad de pagar sumas tan enormes de dinero, sino más bien por la dependencia en la que los proveedores ponían al estado soviético. Al más alto nivel, se decidió desarrollar un método industrial para la fabricación de caucho sintético. Para ello, a fines de 1925, el Consejo Supremo de Economía Nacional propuso un concurso para la mejor forma de obtenerlo. La competencia era internacional; sin embargo, según las condiciones, el caucho debía fabricarse con productos extraídos de la Unión Soviética y su precio no debía superar el promedio mundial de los últimos cinco años. Los resultados de la competencia se resumieron el 1 de enero de 1928 en Moscú sobre la base de los resultados del análisis de las muestras enviadas que pesaban al menos dos kilogramos.
Sergei Vasilievich Lebedev nació el 25 de julio de 1874 en la familia de un sacerdote en Lublin. Cuando el niño tenía siete años, su padre murió y su madre se vio obligada a mudarse con los niños a sus padres en Varsovia. Mientras estudiaba en el gimnasio de Varsovia, Sergei se hizo amigo del hijo del famoso químico ruso Wagner. Sergei, que a menudo visitaba su casa, escuchaba las fascinantes historias del profesor sobre sus compañeros amigos Mendeleev, Butlerov, Menshutkin, así como sobre la misteriosa ciencia que se ocupa de la transformación de sustancias. En 1895, después de graduarse con éxito del gimnasio, Sergei ingresó en la Facultad de Física y Matemáticas de la Universidad de San Petersburgo. El joven pasaba todo su tiempo libre en la casa de Maria Ostroumova, que era hermana de su madre. Tenía seis hijos, pero Sergey estaba especialmente interesado en su prima Anna. Ella era una artista prometedora y estudió con Ilya Repin. Cuando los jóvenes se dieron cuenta de que sus sentimientos estaban lejos de los de sus familiares, decidieron comprometerse. En 1899, Lebedev fue arrestado por participar en disturbios estudiantiles y exiliado de la capital durante un año. Sin embargo, esto no le impidió graduarse brillantemente de la universidad en 1900. Durante la guerra ruso-japonesa, Sergei Vasilyevich fue reclutado por el ejército y, cuando regresó en 1906, se dedicó por completo a la investigación. Vivía todo el día en el laboratorio, haciéndose un lecho de mantas almacenadas en caso de incendio. Anna Petrovna Ostroumova encontró varias veces a Sergei en el hospital, siendo tratado por quemaduras recibidas como resultado de experimentos peligrosos, que el químico siempre llevó a cabo él mismo. Ya a fines de 1909, trabajando casi solo, logró lograr resultados impresionantes, demostrando a sus colegas el polímero gomoso del divinilo.
Sergei Vasilievich Lebedev era consciente de todas las dificultades en la producción de caucho sintético, pero decidió participar en la competencia. La época era difícil, Lebedev dirigía el Departamento de Química General de la Universidad de Leningrado, por lo que tenía que trabajar por las tardes, los fines de semana y de forma totalmente gratuita. Afortunadamente, varios estudiantes decidieron ayudarlo. Para cumplir con el plazo, todos trabajaron con mucho estrés. Se llevaron a cabo experimentos difíciles en las peores condiciones. Los participantes de esta empresa recordaron más tarde que no faltaba absolutamente nada y que tenían que hacer o encontrar por su cuenta. Por ejemplo, el hielo para enfriar procesos químicos se dividió en el Neva. Lebedev, además de su especialidad, dominaba las profesiones de soplador de vidrio, cerrajero y electricista. Y, sin embargo, las cosas avanzaban. Gracias a una investigación previa a largo plazo, Sergei Vasilyevich abandonó inmediatamente los experimentos con isopreno y se decidió por divinyl como producto de partida. Lebedev probó el petróleo como materia prima fácilmente disponible para la producción de divinilo, pero luego se decantó por el alcohol. El alcohol resultó ser el material de partida más realista. El principal problema con la reacción de descomposición del alcohol etílico en divinilo, hidrógeno y agua fue la falta de un catalizador adecuado. Sergei Vasilievich sugirió que podría ser una de las arcillas naturales. En 1927, mientras estaba de vacaciones en el Cáucaso, buscó y estudió constantemente muestras de arcilla. Encontró el que necesitaba en Koktebel. La reacción en presencia de la arcilla que encontró dio un resultado excelente, ya fines de 1927 se obtuvo divinilo a partir del alcohol.
Anna Lebedeva, esposa del gran químico, recordó: “A veces, mientras descansaba, se acostaba boca arriba con los ojos cerrados. Parecía que Sergei Vasilyevich estaba dormido, y luego sacó su cuaderno y comenzó a escribir fórmulas químicas. Muchas veces, sentado en un concierto y emocionado por la música, sacó apresuradamente su cuaderno o incluso un póster y comenzó a escribir algo, y luego se guardó todo en el bolsillo. Lo mismo podría pasar en las exposiciones.
Lebedev llevó a cabo la polimerización del divinilo según el método de investigadores británicos con presencia de sodio metálico. En la etapa final, el caucho resultante se mezcló con magnesia, caolín, hollín y algunos otros componentes para evitar la descomposición. Dado que el producto terminado se obtuvo en cantidades escasas, un par de gramos por día, el trabajo continuó casi hasta los últimos días de la competencia. A fines de diciembre, se completó la síntesis de dos kilogramos de caucho y fue enviado a la capital.
Anna Petrovna escribió en sus memorias: “En el último día reinó el avivamiento en el laboratorio. Los presentes estaban felices y felices. Como de costumbre, Sergei Vasilyevich guardó silencio y se contuvo. Sonriendo levemente, nos miró y todo indicaba que estaba complacido. La goma parecía un gran pan de jengibre, de color similar a la miel. El olor era acre y bastante desagradable. Una vez que se completó la descripción del método para fabricar caucho, se empaquetó en una caja y se llevó a Moscú.
El jurado terminó de examinar las muestras enviadas en febrero de 1928. Fueron muy pocos. Los resultados del trabajo de científicos de Francia e Italia, pero la lucha principal se desarrolló entre Sergei Lebedev y Boris Byzov, que recibieron divinyl del petróleo. En total, la goma de Lebedev fue reconocida como la mejor. La producción de divinilo a partir de materia prima de petróleo era más difícil de comercializar en ese momento.
Los periódicos de todo el mundo escribieron sobre la invención del caucho sintético en Rusia. A muchos no les gustó. El famoso científico estadounidense Thomas Edison declaró públicamente: “En principio, es imposible fabricar caucho sintético. Intenté hacer el experimento yo mismo y estaba convencido de ello. Por lo tanto, las noticias del país de los soviéticos son una mentira más.
El evento fue de gran importancia para la industria soviética, ya que permitió reducir el consumo de cauchos naturales. Además, el producto sintético tenía nuevas propiedades, por ejemplo, resistencia a la gasolina y los aceites. Sergei Vasilyevich recibió instrucciones de continuar investigando y fabricar un método industrial para la producción de caucho. El arduo trabajo comenzó de nuevo. Sin embargo, ahora Lebedev tenía oportunidades más que suficientes. Al darse cuenta de la importancia del trabajo, el gobierno dio todo lo que necesitaba. Se creó un laboratorio de caucho sintético en la Universidad de Leningrado. Durante el año se construyó en él una instalación experimental que producía de dos a tres kilogramos de caucho por día. A finales de 1929 se completó la tecnología del proceso fabril y en febrero de 1930 se inició la construcción de la primera planta en Leningrado. El laboratorio de la fábrica, equipado por encargo de Lebedev, era un verdadero centro científico del caucho sintético y, al mismo tiempo, uno de los mejores laboratorios químicos de la época. Aquí, el famoso químico formuló más tarde las reglas que permitieron a sus seguidores identificar correctamente las sustancias para la síntesis. Además, Lebedev tenía derecho a seleccionar cualquier especialista por sí mismo. En cualquier pregunta que haya surgido, debe comunicarse personalmente con Kirov. La construcción de la planta piloto se completó en enero de 1931, y en febrero ya se recibieron los primeros 250 kilogramos baratos de caucho sintético. En el mismo año, Lebedev recibió la Orden de Lenin y fue elegido miembro de la Academia de Ciencias. Pronto, se colocó la construcción de tres fábricas gigantes más de acuerdo con un solo proyecto: en Efremov, Yaroslavl y Voronezh. Y antes de la guerra, apareció una planta en Kazán. La capacidad de cada uno de ellos fue de diez mil toneladas de caucho al año. Fueron construidos cerca de los lugares donde se producía el alcohol. Inicialmente, los productos alimenticios, principalmente patatas, se utilizaron como materia prima para el alcohol. Una tonelada de alcohol requería doce toneladas de papas, mientras que la fabricación de una llanta para un automóvil en ese momento requería unos quinientos kilogramos de papas. Las fábricas fueron declaradas obras de construcción de Komsomol y se construyeron a una velocidad asombrosa. En 1932, la planta de Yaroslavl produjo el primer caucho. Inicialmente, en condiciones de producción, la síntesis de divinilo fue difícil. Era necesario ajustar el equipo, por lo que Lebedev, junto con sus empleados, fue primero a Yaroslavl y luego a Voronezh y Efremov. En la primavera de 1934, en Efremov, Lebedev contrajo tifus. Murió poco después de regresar a casa a la edad de sesenta años. Su cuerpo fue enterrado en Alexander Nevsky Lavra.
Sin embargo, el caso, al que dio una base tan significativa, se desarrolló. En 1934, la Unión Soviética produjo once mil toneladas de caucho artificial, en 1935, veinticinco mil, y en 1936, cuarenta mil. El problema científico y técnico más difícil se resolvió con éxito. La capacidad de equipar vehículos con neumáticos de producción nacional jugó un papel importante en la victoria sobre el fascismo.
En segundo lugar en la producción de cauchos sintéticos en ese momento estaban los alemanes, que se estaban preparando activamente para la guerra. Su producción se estableció en una planta en la ciudad de Shkopau, que la URSS, después de la victoria, la llevó a Voronezh bajo los términos de las reparaciones. El tercer productor de acero fue Estados Unidos de América después de la pérdida de los mercados del caucho natural a principios de 1942. Los japoneses capturaron Indochina, los Países Bajos, India y Malasia, donde se extrajo más del 90 por ciento del producto natural. Después de que Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial, se suspendieron las ventas, en respuesta, el gobierno de los Estados Unidos construyó 51 fábricas en menos de tres años.
La ciencia tampoco se detuvo. Se mejoraron los métodos de fabricación y la base de materias primas. Según su aplicación, los cauchos sintéticos se dividieron en cauchos generales y especiales con propiedades específicas. Han surgido grupos especiales de cauchos artificiales, como látex, oligómeros de curado y mezclas de plastificantes. A fines del siglo pasado, la producción mundial de estos productos alcanzó los doce millones de toneladas por año, producidas en veintinueve países. Hasta 1990, nuestro país ocupó el primer lugar en cuanto a producción de caucho sintético. La mitad de los cauchos artificiales producidos en la URSS se exportó. Sin embargo, tras el colapso de la Unión Soviética, la situación cambió radicalmente. Desde una posición de liderazgo, nuestro país fue el primero entre los rezagados y luego cayó a la categoría de ponerse al día. En los últimos años se ha producido una mejora en la situación de esta industria. La participación de Rusia en el mercado mundial de la producción de caucho sintético es hoy del nueve por ciento.
