Hanes Teiars Car Test III: Cemegwyr mewn Cynnig

Mae teiar yn gynnyrch uwch-dechnoleg, canlyniad degawdau o esblygiad.

Ar y dechrau, nid oedd y gwneuthurwyr rwber na'r cemegwyr yn gwybod union gyfansoddiad cemegol a strwythur moleciwlaidd y deunyddiau crai yr oeddent yn gweithio gyda nhw, ac roedd y teiars o ansawdd amheus. Eu prif broblem yw sgraffinio a gwisgo hawdd, sy'n golygu bywyd gwasanaeth byr iawn. Ychydig cyn dechrau'r Rhyfel Byd Cyntaf, darganfu cemegwyr fod ychwanegu carbon du fel sylwedd at strwythur yn cynyddu cryfder, elastigedd a gwrthiant crafiadau yn fawr. Mae sylffwr, carbon du, sinc, yn ogystal â'r hyn a elwir yn silicon deuocsid neu'r cwarts adnabyddus (silicon deuocsid), a ddefnyddiwyd yn ddiweddar fel ychwanegyn, yn chwarae rhan arwyddocaol wrth newid strwythur cemegol rwber a gwella ei eiddo, ac mae eu defnydd at y diben hwn yn mynd yn ôl i wahanol gyfnodau o ddatblygiad technoleg teiars. Ond, fel y dywedasom, yn y dechrau, roedd strwythur moleciwlaidd y teiar yn ddirgelwch llwyr.

Fodd bynnag, mewn gwirionedd, yn ôl ym 1829, disgrifiodd Michael Faraday y bloc adeiladu sylfaenol o rwber gyda'r fformiwla gemegol C5H8, neu mewn geiriau eraill, isoprene. Ym 1860, cafodd y fferyllydd Williams hylif o'r un fformiwla. Ym 1882, gwnaed isoprene synthetig gyntaf, ac ym 1911, darganfu'r fferyllwyr Francis Matthews a Carl Harris yn annibynnol y gellid polymeroli isoprene, sef y broses y tu ôl i greu rwber artiffisial yn llwyddiannus. Mewn gwirionedd, daw llwyddiant gwyddonwyr ar adeg pan fyddant yn gwrthod copïo fformiwla gemegol rwber naturiol yn llwyr.

Olew Safonol ac IG Farben

Yn ôl ym 1906, lansiodd arbenigwyr o'r cwmni Almaeneg Bayer raglen bwerus ar gyfer cynhyrchu rwber synthetig. Yn ystod y Rhyfel Byd Cyntaf, oherwydd prinder deunyddiau crai naturiol, dechreuwyd cynhyrchu teiars yn seiliedig ar yr hyn a elwir yn rwber methyl, a grëwyd gan Bayer. Fodd bynnag, ar ôl y Rhyfel Byd Cyntaf, daeth i ben oherwydd ei bris diwedd uchel a'i gynnyrch naturiol rhatach sydd ar gael. Fodd bynnag, yn y 20au, cododd prinder rwber naturiol eto, a arweiniodd at ddechrau ymchwil ddwys yn yr Undeb Sofietaidd, UDA a'r Almaen.

Yn ôl yng ngwanwyn 1907, datblygodd Fritz Hoffmann a Dr Karl Kutel, gan ddefnyddio glo tar, dechnoleg ar gyfer cael cynhyrchion cychwyn isoprene, methyl isoprene a bwtadien nwyol, a'r cam nesaf yn natblygiad y gweithgaredd oedd polymerization y moleciwlau o'r sylweddau hyn. Ar ôl y Rhyfel Byd Cyntaf, canolbwyntiodd ymchwilwyr yn y cawr IG Farben, sydd bellach yn cynnwys Bayer, ar bolymereiddio monomer bwtadien a llwyddodd i greu rwber synthetig o'r enw Buna, sy'n fyr ar gyfer bwtadien a sodiwm. Ym 1929, roedd y pryder eisoes yn cynhyrchu teiars o'r hyn a elwir yn Buna S, lle ychwanegwyd huddygl. Roedd Du Pont, yn ei dro, yn syntheseiddio neoprene, a elwir wedyn yn duprene. Yn y 30au, llwyddodd cemegwyr Standard Oil o New Jersey, rhagflaenydd Exxon, i ddatblygu proses ar gyfer syntheseiddio bwtadien gan ddefnyddio olew fel y prif gynnyrch. Y paradocs yn yr achos hwn yw bod cydweithrediad American Standard ag Almaeneg IG Farben yn caniatáu i'r cwmni Americanaidd greu proses weithgynhyrchu rwber synthetig tebyg i Buna S a dod yn ffactor mawr yn y cytundeb a ddywedwyd i ddatrys y broblem rwber. UDA yn ystod yr Ail Ryfel Byd. Yn gyffredinol, fodd bynnag, mae pedwar cwmni mawr yn dominyddu ymchwil a datblygu amnewidion teiars amlswyddogaethol yn y wlad: Firestone Tire & Rubber Company, BF Goodrich Company, Goodyear Tire & Rubber Company, Cwmni Rwber yr Unol Daleithiau (Uniroyal). Roedd eu hymdrechion ar y cyd yn ystod y rhyfel yn angenrheidiol i greu cynhyrchion synthetig o safon. Ym 1941, llofnodasant hwy a Standard gytundeb i gyfnewid patentau a gwybodaeth o dan awdurdodaeth y Rubber Reserve Company, a sefydlwyd gan Roosevelt, a daeth yn enghraifft o sut y gall busnesau mawr a'r wladwriaeth uno yn enw cyflenwadau milwrol. Diolch i'r gwaith enfawr a'r arian cyhoeddus, adeiladwyd 51 o blanhigion ar gyfer cynhyrchu monomerau a'r polymerau a syntheseiddiwyd ganddynt, sy'n angenrheidiol ar gyfer cynhyrchu teiars synthetig, mewn cyfnod byr iawn. Mae'r dechnoleg a ddefnyddir at y diben hwn yn seiliedig ar broses weithgynhyrchu Buna S oherwydd gall gymysgu rwber naturiol a synthetig orau a defnyddio'r peiriannau prosesu sydd ar gael.

Yn yr Undeb Sofietaidd, yn ystod y rhyfel, tyfodd 165 o ffermydd ar y cyd ddau fath o ddant y llew, ac er bod y cynhyrchiad yn aneffeithlon a bod y cynnyrch fesul ardal uned yn isel, cyfrannodd y rwber a gynhyrchwyd at y fuddugoliaeth. Heddiw, mae'r dant y llew hwn yn cael ei ystyried yn un o'r dewisiadau amgen posib i hevea. Ychwanegir at y cynnyrch hwn â bwtadien synthetig neu'r soprene, fel y'i gelwir, a grëwyd gan Sergei Lebedev, lle mae alcohol a geir o datws yn cael ei ddefnyddio fel deunydd crai.

(i ddilyn)

Testun: Georgy Kolev