고무를 당기는 방법, 합성 고무의 역사 등
고무에 대한 다음 언급은 아마존 유역을 탐험하던 프랑스 여행자이자 자연주의자인 Charles Condamine이 유럽인을 위해 hevea 나무와 유백색 주스를 발견 한 1735 년에만 나타났습니다. 원정대 원이 발견 한 나무는 이상하고 빠르게 경화되는 수지를 방출했으며 파리 과학 아카데미의 사상가는 나중에 "고무"라는 이름을 부여했습니다. Condamine이 추출 방법에 대한 자세한 설명과 함께 1738년 고무 샘플 및 다양한 제품을 대륙으로 가져온 후 유럽에서 이 물질을 사용하는 방법에 대한 검색이 시작되었습니다. 프랑스인들은 면으로 고무실을 짜서 가터와 멜빵으로 사용했습니다. 1791년 유전적인 영국 제화공 새뮤얼 필(Samuel Peel)은 테레빈유에 고무 용액을 함침시킨 직물 제조에 대한 특허를 받아 Peal & Co.를 탄생시켰습니다. 동시에 그러한 천으로 만든 덮개로 신발을 보호하는 첫 번째 실험이 시작되었습니다. 1823년 스코틀랜드의 Charles Mackintosh라는 사람은 두 겹의 천 사이에 얇은 고무 조각을 추가하여 최초의 방수 비옷을 발명했습니다. 비옷은 빠르게 인기를 얻었고 제작자를 기리기 위해 이름을 얻었으며 진정한 "고무 붐"의 토대를 마련했습니다. 그리고 곧 미국에서 습한 날씨에 그들은 신발 위에 덧신 인 서투른 인도 고무 신발을 신기 시작했습니다. Mackintosh는 고무의 특성을 바꾸기 위해 죽을 때까지 그을음, 오일, 유황과 같은 다양한 물질과 고무를 계속 혼합했습니다. 그러나 그의 실험은 성공하지 못했다.
고무를 입힌 천은 옷, 모자, 마차와 집의 지붕을 만드는 데 사용되었습니다. 그러나 이러한 제품에는 고무 탄성의 좁은 온도 범위라는 한 가지 단점이 있습니다. 추운 날씨에는 그러한 직물이 굳어지고 갈라질 수 있으며 따뜻한 날씨에는 반대로 부드러워지면서 악취가 나는 끈적 끈적한 덩어리로 변했습니다. 그리고 옷을 서늘한 곳에 보관할 수 있다면 고무 천으로 만든 지붕 소유자는 불쾌한 냄새를 견뎌야했습니다. 따라서 새로운 소재에 대한 매력은 빠르게 사라졌습니다. 그리고 무더운 여름날 고무 회사는 모든 제품이 악취가 나는 젤리로 변하면서 파산했습니다. 그리고 세상은 몇 년 동안 고무와 그와 관련된 모든 것을 다시 한 번 잊었습니다.
케이스는 고무 제품의 재탄생에서 살아남는 데 도움이 되었습니다. 미국에 살았던 Charles Nelson Goodyear는 항상 고무가 좋은 재료가 될 수 있다고 믿었습니다. 그는 수년 동안이 아이디어를 키웠고 모래, 소금, 후추까지 손에 닿는 모든 것과 완고하게 혼합했습니다. 1939년에 그는 저축한 돈을 모두 쓰고 35달러 이상의 빚을 지고 성공했습니다.
그가 발견한 화학적 과정인 가황(vulcanization)이 난로 위에서 잊혀진 맥 레인코트 한 조각 덕분에 나타났다는 전설이 있다. 어떤 식 으로든 천연 고무의 분자 사슬을 결합하여 내열성 및 내한성 탄성 소재로 바꾸는 것은 황 원자였습니다. 오늘날 일반적으로 고무라고 불리는 사람은 바로 그 사람입니다. 이야기 이 완고한 남자는 해피엔딩을 맞았고, 그는 발명품에 대한 특허를 팔고 빚을 모두 갚았습니다.
Goodyear의 수명 동안에도 고무의 급속한 생산이 시작되었습니다. 미국은 즉시 러시아를 포함한 전 세계에 판매되는 덧신 생산을 주도했습니다. 그들은 비싸고 부자들만 살 수 있었습니다. 가장 궁금한 점은 덧신이 기본 신발이 젖는 것을 방지하는 것이 아니라 카펫과 마루를 더럽히지 않도록 손님을위한 슬리퍼로 사용되었다는 것입니다. 러시아에서는 1860년 상트페테르부르크에서 고무 제품을 제조하는 최초의 기업이 문을 열었습니다. 이미 함부르크에 덧신 생산 공장을 가지고 있던 독일 사업가 Ferdinand Krauzkopf는 새로운 시장의 전망을 평가하고 투자자를 찾고 "Russian-American Manufactory의 파트너십"을 만들었습니다.
19세기 후반에 브라질은 헤베아 재배의 독점권을 가지면서 전성기를 누렸습니다. 한때 고무 생산 지역의 중심지였던 마나우스는 서반구에서 가장 부유한 도시가 되었습니다. 정글에 가려진 도시에 지어진 멋진 오페라 하우스는 무엇일까요? 그것은 프랑스 최고의 건축가에 의해 만들어졌으며 건축 자재는 유럽 자체에서 가져 왔습니다. 브라질은 사치품의 원천을 조심스럽게 지켰습니다. hevea 종자 수출을 시도한 경우 사형을 선고 받았습니다. 그러나 1876년 영국인 Henry Wickham은 아마조나스호 선창에서 XNUMX개의 헤베아 씨앗을 밀반입했습니다. 그들은 동남아시아의 영국 식민지에 설립된 최초의 고무 농장의 기반이 되었습니다. 따라서 값싼 천연 영국 고무가 세계 시장에 등장했습니다.
곧 다양한 고무 제품이 전 세계를 정복했습니다. 컨베이어 벨트, 모든 종류의 구동 벨트, 신발, 유연한 전기 절연체, 린넨 탄성 밴드, 어린 이용 풍선, 충격 흡수 장치, 밀봉 개스킷, 호스 등이 고무로 만들어졌습니다. 고무와 유사한 다른 제품은 없습니다. 절연 특성, 방수성, 유연성이 있으며 늘어나거나 줄어들 수 있습니다. 동시에 내구성이 강하고 가공하기 쉽고 마모에 강합니다. 인디언의 유산은 유명한 Eldorado의 모든 금보다 훨씬 더 가치가 있음이 밝혀졌습니다. 고무가 없는 전체 기술 문명을 상상하는 것은 불가능합니다.
신소재는 고무 자동차 타이어의 발견 및 보급과 함께 주요 용도를 얻었으며, 그 다음에는 자동차 타이어였습니다. 금속 타이어가 장착된 마차는 매우 불편하고 끔찍한 소음과 흔들림이 있음에도 불구하고 새로운 발명품은 꺼려졌습니다. 미국에서는 통행인에게 차량의 근접성에 대해 소음으로 경고할 수 없기 때문에 매우 위험한 것으로 간주되어 대형 솔리드 타이어를 장착한 객차도 금지했습니다.
고무 생산은 여러 번 증가했지만 수요는 계속 증가했습니다. 약 90년 동안 전 세계의 과학자들은 그것을 화학적으로 만드는 방법을 배울 수 있는 방법을 찾고 있었습니다. 점차 천연 고무가 여러 물질의 혼합물이지만 그 질량의 1860%가 폴리이소프렌 탄화수소라는 사실이 밝혀졌습니다. 이러한 물질은 고분자 그룹에 속합니다. 즉, 단량체라고하는 훨씬 단순한 물질의 동일한 분자가 많이 결합되어 형성된 고분자 제품입니다. 고무의 경우 이들은 이소프렌 분자였습니다. 유리한 조건에서 단량체 분자는 길고 유연한 사슬로 서로 연결되었습니다. 이러한 폴리머 형성 반응을 중합이라고 합니다. 고무의 나머지 1879%는 수지 광물 및 단백질 물질이었습니다. 폴리이소프렌이 없으면 폴리이소프렌은 매우 불안정해져 공기 중에서 귀중한 탄성과 강도를 잃게 됩니다. 따라서 과학자들은 인조 고무를 만드는 방법을 배우기 위해 이소프렌을 합성하고 중합하고 생성된 고무가 분해되지 않도록 보호하는 세 가지 문제를 해결해야 했습니다. 이러한 각 작업은 매우 어려운 것으로 판명되었습니다. 1884년에 영국의 화학자 윌리엄스는 고무에서 이소프렌을 얻었는데, 고무는 특정한 냄새가 나는 무색 액체였습니다. XNUMX 년 프랑스 인 Gustave Bouchard는 이소프렌을 가열하고 염산의 도움으로 고무를 얻기 위해 역반응을 수행 할 수있었습니다. XNUMX년 영국 과학자 Tilden은 가열하는 동안 테레빈유를 분해하여 이소프렌을 분리했습니다. 이들 각자가 고무 연구에 기여했다는 사실에도 불구하고, 발견된 모든 방법이 이소프렌의 낮은 수율, 높은 원재료 비용으로 인해 산업 생산에 부적합했기 때문에 XNUMX세기에 그 제조의 비밀은 풀리지 않았습니다. , 기술 프로세스의 복잡성 및 기타 여러 요인.
1901세기 초에 연구원들은 고무를 만드는 데 이소프렌이 정말 필요한지 궁금해했습니다. 다른 탄화수소에서 필요한 거대분자를 얻을 수 있는 방법이 있습니까? 1914년 러시아 과학자 콘다코프는 디메틸부타디엔이 어둠 속에서 XNUMX년 동안 방치되면 고무 같은 물질로 변한다는 사실을 발견했습니다. 이 방법은 나중에 모든 출처에서 차단된 독일에 의해 XNUMX차 세계 대전 중에 사용되었습니다. 합성 고무는 품질이 매우 낮고 제조 공정이 매우 복잡하며 가격이 엄청나게 비쌌습니다. 전쟁 후 이러한 메틸 고무는 다른 곳에서는 생산되지 않았습니다. XNUMX년 영국의 연구 과학자 매튜스와 스트레인지는 금속 나트륨을 사용하여 디비닐에서 아주 좋은 고무를 얻었습니다. 그러나 그들의 발견은 디비닐을 차례로 생산하는 방법이 명확하지 않았기 때문에 실험실에서의 실험 이상으로 진행되지 않았습니다. 그들은 또한 공장에서 합성을 위한 식물을 만드는 데 실패했습니다.
800년 후, 우리 동포인 Sergei Lebedev는 이 두 가지 질문에 대한 답을 찾았습니다. 세계 대전 이전에 러시아 공장에서는 수입 고무로 연간 약 160톤의 고무를 생산했습니다. 혁명이 끝난 후 산업의 산업화를 추진하고 있던 새 정부의 고무에 대한 수요는 몇 배나 증가했습니다. 하나의 탱크에는 600kg의 고무, 자동차-68kg, 항공기-1924kg, 선박-1925t이 필요했습니다. 1 년에 가격이 톤당 1928 골드 루블에 도달 했음에도 불구하고 매년 해외 고무 구매가 증가하고 증가했습니다. 국가의 지도부는 그렇게 막대한 돈을 지불해야 할 필요성이 아니라 공급 업체가 소비에트 국가에 의존하는 데 관심을 가졌습니다. 최고 수준에서 합성 고무 제조를 위한 산업적 방법을 개발하기로 결정했습니다. 이를 위해 XNUMX년 말 최고경제위원회(Supreme Economic Council)는 그것을 얻기 위한 최선의 방법에 대한 경쟁을 제안했다. 경쟁은 국제적이었지만 조건에 따라 고무는 소련에서 채굴된 제품으로 만들어져야 했으며 가격은 지난 XNUMX년 동안 세계 평균을 초과해서는 안 되었습니다. 경쟁 결과는 XNUMX 년 XNUMX 월 XNUMX 일 모스크바에서 최소 XNUMX 킬로그램 무게의 제공된 샘플 분석 결과를 기반으로 요약되었습니다.
Sergey Vasilyevich Lebedev는 합성 고무 생산의 모든 어려움을 완벽하게 상상했지만 경쟁에 참여하기로 결정했습니다. 시간이 어려웠고 Lebedev는 Leningrad University의 일반 화학과를 이끌었으므로 저녁, 주말 및 완전히 무료로 일해야했습니다. 운 좋게도 몇몇 학생들이 그를 돕기로 결정했습니다. 모두가 마감일을 맞추기 위해 매우 열심히 일했습니다. 최악의 조건에서 복잡한 실험이 수행되었습니다. 이 사업에 참여한 사람들은 나중에 빠진 것이 전혀 없으며 스스로 만들거나 찾아야 했다고 회상했습니다. 예를 들어 화학 공정 냉각을 위한 얼음은 모두 Neva에서 찔렸습니다. Lebedev는 전문 분야 외에도 유리 송풍기, 자물쇠 제조공 및 전기 기술자의 직업을 마스터했습니다. 그러나 상황은 계속되었습니다. 이전 수년간의 연구 덕분에 Sergei Vasilievich는 즉시 이소프렌 실험을 포기하고 시작 제품으로 divinyl을 결정했습니다. Divinyl 생산을 위해 쉽게 접근 할 수있는 원료로 Lebedev는 기름을 시도했지만 알코올에 정착했습니다. 알코올은 가장 실제적인 초기 원료로 밝혀졌습니다. 에틸 알코올을 디비닐, 수소 및 물로 분해하는 반응의 주요 문제는 적절한 촉매가 없다는 것입니다. Sergei Vasilievich는 이것이 천연 점토 중 하나일 수 있다고 제안했습니다. 1927년 코카서스에서 휴가를 보내는 동안 그는 끊임없이 점토 샘플을 찾고 연구했습니다. 그는 Koktebel에서 필요한 것을 찾았습니다. 그가 발견한 점토의 존재 하에서의 반응은 훌륭한 결과를 가져왔고, 1927년 말에 알코올로부터 디비닐을 얻었다.
Divinyl Lebedev의 중합은 금속성 나트륨의 존재하에 영국 연구원의 방법에 따라 수행되었습니다. 마지막 단계에서 생성된 고무는 부식을 방지하기 위해 마그네시아, 카올린, 그을음 및 기타 성분과 혼합되었습니다. 완제품은 하루에 몇 그램의 적은 양으로 얻었기 때문에 작업은 거의 대회 마지막 날까지 계속되었습니다. XNUMX월 말 고무 XNUMXkg의 합성이 완료되어 수도로 보내졌다.
배심원단은 1928년 XNUMX월에 제출된 샘플에 대한 연구를 마쳤습니다. 그들 중 거의 없었습니다. 프랑스와 이탈리아 과학자들의 연구 결과이지만 석유에서 디 비닐을받은 Sergei Lebedev와 Boris Byzov 사이에 주요 투쟁이 펼쳐졌습니다. 전체적으로 Lebedev의 고무가 최고로 인정 받았습니다. 석유 공급원료에서 디비닐을 얻는 것은 당시 상업화하기가 더 어려웠습니다.
이 행사는 소비에트 산업에 매우 중요하여 천연 고무 소비를 줄일 수 있습니다. 또한 합성 제품은 휘발유 및 오일에 대한 저항성과 같은 새로운 특성을 가졌습니다. Sergei Vasilievich는 연구를 계속하고 고무 생산을 위한 산업적 방법을 개발하라는 지시를 받았습니다. 힘든 일이 다시 시작되었습니다. 그러나 이제 Lebedev는 충분한 기회를 가졌습니다. 작업의 중요성을 이해하고 정부는 필요한 모든 것을 제공했습니다. 레닌그라드 대학교에 합성고무 연구소가 생겼습니다. 1929년 안에 실험 공장이 세워져 하루에 1930~1931kg의 고무를 생산했습니다. 250년 말에 공장 공정 기술이 완성되었고 1932년 1934월 레닌그라드에서 첫 번째 공장 건설이 시작되었습니다. Lebedev의 명령에 따라 장비를 갖춘 공장 실험실은 합성 고무의 진정한 과학 센터이자 동시에 당시 최고의 화학 실험실 중 하나였습니다. 여기에서 유명한 화학자는 나중에 그의 추종자들이 합성 물질을 올바르게 결정할 수 있도록 하는 규칙을 공식화했습니다. 또한 Lebedev는 자신을 위해 전문가를 선택할 권리가 있습니다. 발생한 질문에 대해 그는 개인적으로 Kirov에게 연설했습니다. 파일럿 공장의 건설은 XNUMX년 XNUMX월에 완료되었고, XNUMX월에 이미 저렴한 XNUMXkg의 합성고무를 처음으로 받았습니다. 같은 해 Lebedev는 레닌 훈장을 받고 과학 아카데미에 선출되었습니다. 곧 Efremov, Yaroslavl 및 Voronezh에서 단일 프로젝트에 따라 XNUMX 개의 거대한 공장이 더 건설되었습니다. 그리고 전쟁 전에 카잔에 식물이 나타났습니다. 각각의 용량은 연간 고무 XNUMX톤이었습니다. 그들은 술이 생산되는 곳 근처에 지어졌습니다. 처음에는 주로 감자와 같은 식품이 알코올 원료로 사용되었습니다. XNUMX톤의 술에는 XNUMX톤의 감자가 필요했고, 당시 자동차 타이어를 만드는 데 약 XNUMXkg의 감자가 필요했습니다. 공장은 Komsomol 건설 현장으로 선언되었으며 놀라운 속도로 건설되었습니다. XNUMX년 야로슬라블 공장에서 최초의 고무가 생산되었습니다. 처음에는 생산 조건에서 디비닐 합성이 어려웠습니다. 장비를 조정해야 했으므로 Lebedev는 직원과 함께 먼저 Yaroslavl로 이동 한 다음 Voronezh 및 Efremov로 이동했습니다. XNUMX년 봄, Efremov에서 Lebedev는 티푸스에 걸렸습니다. 그는 XNUMX세에 귀국한 지 얼마 되지 않아 세상을 떠났다. 그의 시신은 Alexander Nevsky Lavra에 묻혔습니다.
그러나 그가 그토록 중요한 기반을 마련한 사건은 발전했다. 1934년에 소련은 1935톤의 인조 고무를 생산했으며, 1936년에는 XNUMX톤, XNUMX년에는 XNUMX톤을 생산했습니다. 가장 어려운 과학 및 기술 문제가 성공적으로 해결되었습니다. 차량에 국산 타이어를 장착할 수 있는 능력은 파시즘에 대한 승리에 중요한 역할을 했습니다.
당시 합성 고무 생산에서 1942 위는 전쟁을 적극적으로 준비하고 있던 독일인이었습니다. 그들의 생산은 소련이 배상 조건에 따라 승리 한 후 Voronezh로 가져간 Shkopau시의 공장에서 설립되었습니다. 세 번째 생산국은 90년 초 천연 고무 시장이 사라진 후 미국이었습니다. 일본군은 인도차이나, 네덜란드령 인도, 말라야를 점령했으며 그곳에서 천연 제품의 51% 이상이 채굴되었습니다. 미국이 제XNUMX차 세계대전에 참전한 후 판매가 중단되었고 이에 대응하여 미국 정부는 XNUMX년도 채 안 되는 기간에 XNUMX개의 공장을 건설했습니다.
과학도 가만히 있지 않았습니다. 향상된 제조 방법 및 원료 기반. 용도별 합성고무는 일반고무와 특수한 물성을 가진 특수고무로 구분하였다. 라텍스, 경화 올리고머 및 가소제 혼합물과 같은 특별한 인공 고무 그룹이 등장했습니다. 지난 세기 말까지 이 제품의 세계 생산량은 1990개국에서 연간 XNUMX만 톤에 달했습니다. XNUMX년까지 우리나라는 합성고무 생산에서 XNUMX위를 차지했습니다. 소련에서 생산된 인조 고무의 절반이 수출되었습니다. 그러나 소련 붕괴 이후 상황은 급격하게 바뀌었다. 우리 나라는 선도적 위치에서 처음에는 뒤쳐지는 숫자에 빠졌고, 그다음에는 따라잡는 범주에 떨어졌습니다. 최근 몇 년 동안이 산업의 상황이 개선되었습니다. 오늘날 합성 고무 생산을 위한 세계 시장에서 러시아의 점유율은 XNUMX%입니다.
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