Prica o gumi

**Sasha** · 23.10.2004, 12:22

Do početka 19. veka otkriveno je još nekoliko značajnih primena gume. Na primer, 1821. godine Amerikanac James Boyd (Džejms Bojd) je patentirao gumirano crevo za vatrogasce. Ipak, prvi bum u primeni gume napravili su Englezi, najpre Charles Mackintosh (Čarls Mekintoš) a zatim Tomas Hancock (Tomas Henkok). I Mackintosh-evo otkriće bilo je slučajno. S obzirom da se bavio dobijanjem crnog pigmenta iz katrana, otkrio je da se guma lako rastvara u teškom destilatu uglja koji se naziva nafta. To ga je podstaklo na ideju da tada poznati rastvarač gume - terpentin zameni naftom. Guma koja je rastvorena u nafti postajala je želatinozna masa. Mackintosh je koristio rastvorenu gumu kao premaz između dva sloja tkanine i na taj način dobijao sendvič gumiranog platna. Od takvog platna počeo je da pravi mantile za kišu. I dan danas se u Engleskoj mantili za kišu zovu Mackintosh. Prvobitne kabanice su imale veliku manu, jer su bile šivene na klasičan način, tako da je voda curila kroz šavove. Ipak, i taj problem je uskoro bio prevaziđen, zahvaljujući Tomasu Hancock-u koji je otkrio postupak lepljenja gumenih delova putem zagrevanja. Na taj način dobijena je zaista nepromočiva odeća. Iako je ova odeća bila vrlo kruta na niskim temperaturama, a pored toga intenzivno je smrdela na naftu, postala je vrlo popularna u Engleskoj zbog specifične engleske blage i vlažne klime. Tomas Hancock je znatno unapredio proces proizvodnje gume svojim izumom - mašinom koja se zvala mastikator.

Ova mašina je bila prva naprava za recikliranje gume i služila je da otpatke gume, nastale u toku drugih tehnoloških procesa (najčešče krojenja), ponovo slepi u velike gumene blokove. Na taj način znatno je povećana efkasnost proizvodnje. Posle toga, Hancock i Mackintosh su osnovali zajedničku firmu i postali glavni evropski proizvođači, ali i stručnjaci za gumu. Najviše zahvaljujući njima, potrošnja gume u Evropi je znatno povećana. Pored kabanica, lista proizvoda od gume je proširena na creva, amove, pokrivače za konje, cipele i sl. Tada se Brazil ustoličava kao monopolista u prizvodnji prirodne gume. Iz Engleske je gumirano platno preneto u Ameriku, gde je vrlo brzo postalo hit. Kompanije koje su se bavile prodajom gumiranog platna nicale su kao pečurke, ali su istom brzinom i propadale kada se ispostavilo da, zbog oštre klime, gumirano platno i ostali gumeni predmeti postaju neupotrebljivi. Problem je bio vrlo ozbiljan i pretio je da potpuno uništi mladu industriju gume. Onda je na scenu stupio Charles Goodyear (Čarls Gudjir, 1800-1860). Ovaj čovek je bio istinski fasciniran gumom i čvrsto je verovao u njenu svetlu budućnost. Ceo svoj život posvetio je gumi, žrtvujući svojoj pasiji i sebe i svoju porodicu. Goodyear je pokušavao da pronađe postupak kojim bi gumi poboljšao termička svojstva. Ovim poslom bavio se empirijski čitavih devet godina, probajući sve što mu je palo na pamet. Tretirao je gumu magnezijumom, talkom, azotnom kiselinom, termički je obrađivao, ali nije dobijao dobre rezultate. Za to vreme se iscrpljivao i fizički i finansijski, tako da mu je porodica gladovala, a on sam je više puta završavao u zatvoru zbog dugova. Imao je dvanaestoro dece, od kojih je šestoro umrlo dok su bili mali. Kad mu je jedan od sinova umro, nije imao da plati sahranu, već mu je sam napravio kovčeg i sahranio ga u dvorištu. Ipak, on je uporno nastavljao sa istraživanjem gume, i pored molbi svoje supruge da se posveti izdržavanju porodice. Goodyear je bio toliko posvećen svom poslu, da je oblačio gumena odela, imao gumeni štap i torbu, pravio posude od gume iz kojih su članovi njegove porodice jeli, jer su bili toliko siromašni da nisu imali drugo posuđe. I pored tolikog sistematičnog rada, otkriće se desilo sasvim slučajno. Goodyear je 1939. godine i dalje eksperimentisao sa smešom gume, sumpora i olova. Ovom mešavinom je premazao tkaninu, ali, kao i obično, nije bilo rezultata. Sasvim slučajno, neko je ovo parče stavio u peć. U prostoriji se osetio strašan smrad, pa je Goodyear brzo izbacio uzorak iz kuće napolje, na sneg. Kada je kasnije pogledao uzorak ispostavilo se da guma uopšte nije promenila svojstvo na hadnoći. Ostala je elastična i nije popucala. Ponovivši postupak, otkrio je da se ovako tretirana guma ne topi na višim temperaturama.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:23

Nastavio je sa eksperimentima, sve dok nije tačno definisao postupak: mešavinu gume i sumpora treba tretirati četiri do šest sati parom pod pritiskom, na temperaturi od 270 oC. Ovako tretirana guma zadržava svojstvo elatičnosti, ali i čvrstoće, u širokom opsegu temperatura okoline. Ovo dugotrajno istraživanje ga je povuklo još dublje u dugove, tako da je postupak patentirao tek 1844. godine, ali samo u Americi. Znajući da su Mackintosh i Hancock svetski lideri u preradi gume, Goodyear je poslao svog zastupnika Moulton-a (Molton) u Englesku da pokuša da im proda postupak. Moulton je Hancock-u ostavio uzorak sumporom tretirane gume radi analize. Hancock je analizirao uzorak u svojoj laboratoriji i otkrio da je sumpor povećao termičku stabilnost gume. Odmah potom zaštitio je patent u Britaniji, ali pod svojim imenom. Hancockov prijatelj je za ovaj proces smislio naziv vulkanizacija, po Vulkanu - rimskom bogu vatre i metalurgije. Usledile su brojne tužbe i parnice. Goodyear je dobio u mnogim presudama, ali, budući da nije imao talenta za biznis, nikada nije profitirao na svom pronalasku. Umro je u ogromnim dugovima, 1860. godine. Ipak, doživeo je i trenutke slave, npr. kada mu je dodeljen francuski orden Legije Časti, ali čak je tada bio u zatvoru zbog duga za hotelski račun. Njegova porodica je kasnije živela u blagostanju, zahvaljujući prihodima od patentnih prava u Americi. Najznačajnija uspomena na ovog izuzetnog čoveka je savremeni gigant, kompanija Goodyear koja je osnovana 38 godina posle njegove smrti, u Akron-u, u državi Ohio (Ohajo). Osnivači su bili braća Frenk i Charles Seiberg (Frenk i Čarls Siberg) koji, osim inventivnog duha, nisu imali direktne veze sa Goodyear-om, ali su želeli da sačuvaju uspomenu na njega.

Otkriće procesa vulkanizacije omogućilo je masovno korišćenje gume. Iz dana u dan pojavljivali su se novi proizvodi od gume. Naročit podstrek dobila je mašinska industrija, jer je guma bila idealan materijal za izradu zaptivki, odbojnika, kaiševa, creva, amortizera i sl. Svetska izložba u Parizu 1889. godine bila je preplavljena proizvodima od gume. Potražnja za prirodnom gumom godinama je bivala sve veća. Monopol u proizvodnji prirodne gume čvrsto je držao Brazil, koji je čak vodio i rat sa susednom Bolivijom oko teritorije Acre gde su postojale plantaže kaučuka. Ovakva situacija je polako postala pretnja za prizvođače u Engleskoj i SAD. I opet je Tomas Hancock bio taj koji je preokrenuo situaciju. Znajući da guma polako postaje strateška sirovina, on je 1853. godine predložio Kraljevskoj botaničkoj bašti u Londonu da odgaji kaučukove sadnice, koje bi kasnije poslužile kao izvor semena za rasađivanje. I tada priča o gumi dobija i elemente špijunskog romana. Engleska vlada šalje u Brazil grupu agenata sa zadatkom da prokrijumčare seme kaučukovog drveta. Naravno, Brazilci su strogo pazili da ne dođe do izvoza kaučukovog drveta i semena. Ipak, engleski agent ser Henry Wickam (Henri Wikam) uspeo je da u koferu prokrijumčari iz Brazila u Britaniju oko 70000 semenki kaučuka. Deo tih semenki, svega 2700 komada, preživeo je i odgajen je u botaničkoj bašti u Londonu. Hancock je imao sjajnu viziju da u britanske prekomorske kolonije izveze sadnice kaučuka, gde bi bile zasađene plantaže ovog drveta, naravno pod britanskom kontrolom. Deo sadnica je poslat na Cejlon (današnja Šri Lanka), a deo u Malaju i Singapur. Cela ova operacija bila je vrlo komplikovana, s obzirom na dugotrajno putovanje od Engeske do tzv. Istočne Indije. Diektor botaničke bašte u Singapuru, Henry Ridley (Henri Ridli) dao je najveći doprinos uzgajanju kaučuka u novoj sredini i definisao najbolji metod za prikupljanje kaučukovog soka. Već 1910. godine plantaže su davale pun prinos, a Cejlon, Malaja, Tajland i Holandska Istočna Indija (deo Malezije i Indonezija) postali su najveći izvoznici prirodne gume. Britanska Imperija preuzela je od Brazila strateški značajan monopol. 1930. godine 90% svetske proizvodnje prirodne gume obavljalo se u ovom regionu, pa su Britanija i delimično Holandija raspolagale moćnim oružjem za ucenjivanje ostalog dela sveta. Ovakva situacija je početkom ovog veka prouzrokovala velike političke i ekonomske tenzije. Zbog toga su se industrijske zemlje koje su zavisile od uvoza prirodne gume opredelile za investiranje u hemijsku industriju ne bi li osvojile postupak dobijanja sintetičke gume. Međutim, pri ondašnjem stepenu razvoja hemijskih tehnologija to nije bilo tako lako.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:24

U međuvremenu se na krivudavim stazama istorije pojavio još jedan važan trkač kome je trebala obuća. To je bio automobil. I ovaj put mogućnost korišćenja gume, kao obloge za točkove, otkrivena je sasvim slučajno. Jednog hladnog zimskog popodneva 1888. godine Škot John Boyd Dunlop (Džon Bojd Danlop), koji je kao veterinar radio u Belfastu, došao je kući iscrpljen poslom. Umesto fotelje i odmora dočekala ga je buka drvenih točkova sinovljevog tricikla. Dunlop je bio toliko iziritiran nesnosnom bukom drvenih točkova, da je trenutno počeo da razmišlja šta bi mogao da učini da to spreči, a da detetu ne oduzme dragocenu igračku. Par dana kasnije došao je na ideju da zalepi parčiće gume u kolut i da na njega lepljenjem pričvrsti ventil od gumene lopte. Naduvao je kolut i lepkom i užetom ga pričvrstio na točkove tricikla. Rezultat je bio odličan. Ne samo da je vožnja tricikla bila tiša, već je bila i znatno udobnija. Tako je Dunlop-u palo u čast da po drugi put izmisli gumeni kolut punjen vazduhom, tzv. pneumatik. Pre njega to je učinio Škot Robert Thomson (Robert Tomson) još 1845. godine, ali je pronalazak bio potpuno zaboravljen. Zato se Dunlop smatra pronalazačem pneumatika. U to vreme u svetu je bilo jedva stotinjak automobila, ali je zato bicikala bilo vrlo mnogo, tako da je ovakav pronalazak vrlo brzo prokrčio put do proizvođača bicikala. Na temelju ovog otkrića nastala je kompanija Dunlop Rubber Company, koja je danas industrijski gigant. Dunlop je imao izražen smisao za bizns, tako da je njegova kompanija brzo rasla. Da bi osigurla snabdevanje prirodnom gumom, kompanija je kupila i dosta plantaža kaučuka u britanskim kolonijama. Ipak, Dunlop nije bio prvi koji je pneumatike primenio na automobilima. To su učinili Francuzi, braća Edouard i Andre Michelin (Eduard i Andre Mišlen) 1895. godine.

Porodica Michelin je imala dugu vezu sa proizvodnjom gume. Nihova prababa je bila nećaka Charlesa Mackintosh-a, udala se za Francuza Edouarda Dubrée-a (Eduard Dubre). Kada je došla u Francusku, otvorila je fabriku gumenih lopti. Ipak, braća Michelin nisu nasledili fabriku gumenih lopti, već fabriku poljoprivrednih alata i mašina, a na ideju da prave pneumatike za bicikle i automobile došli su opet slučajno. Edouard je jednom posmatrao biciklistu kako se muči da skine tzv. engleski, lepljeni pneumatik sa naplatka točka. Posle toga Edouard je dugo razmišljao kako da napravi demontažni pneumatik za točak. Došavši do rezultata, 1891. godine patentirao je prvi demontažni pneumatik. Sledeće godine na biciklističkoj trci pobedio je biciklista koji je koristio Michelin-ove pneumatike. Već 1894. godine braća Michelin su lansirala i pneumatik za klasične kočije koji je trenutno postigao veliki uspeh, a 1895. godine braća su učestvovala na prvoj trci automobila Paris-Bordeaux-Paris. Njihov automobil imao je Michelin pneumatike. Od tada su automobili i pneumatici nerazdvojni, a fabrika braće Michelin je vrlo brzo izrasla u industrijskog giganta. Kompanija Michelin je već 1906. godine investirala u plantaže u Francuskoj Indokini i najzaslužnija je što je i Francuska dobila izvor prirodne gume.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:25

U prvoj i drugoj deceniji prošlog veka automobilska industrija doživljava pravi bum. SAD su bile lider u tom procesu. Zahvaljujući Fordovoj tehnologiji sklapanja automobila na pokretnoj traci, proizvodnja automobila i kamiona u Americi je postala masovna. Već sredinom dvadesetih, na šest Amerikanaca dolazio je po jedan automobill. Pored pneumatika, na automobilu ima još mnogo gumenih delova, pa je potražnja za gumom rasla velikom brzinom. 1925. godine SAD su trošile 76% svetske proizvodnje gume. Pored toga, i poljoprivreda je ubrzano mehanizovana, pa se pojavljuju i razne poljoprivredne mašine koje, naravno, imaju mnogo gumenih delova. A tek avioni i vojna industrija... U predvečerje Prvog svetskog rata guma polako postaje i oružje. Zbog toga su i cene na svetskom tržištu neprestano rasle. Pored toga, Engleska je i određenim državnim intervencijama znatno uticala da cene budu više. Holandija, kao drugi svetski proizvođač prirodne gume, nije uvek pratila engleski intervencionizam, pa je često dolazilo do poremećaja na trištu. U međuvremenu, pored SAD, stasavaju nove svetke sile, Nemačka i Japan, čija industrija takođe troši ogromne količine gume. Pored toga, Nemačka je bila u jeku priprema za rat. I tada priča o gumi dobija dva toka koji se međusobno prepliću. Jedan je političko-ekonomski, a drugi je u polju nauke, tačnije hemije. Oba su podjednako brza, uzbudljiva i međusobno uslovljena.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:26

Šta je to guma i da li može veštački da se sintetiše?

Danas se zna da je prirodna guma u stvari poliizopren koji nastaje kao produkt ćelijskog metabolizma nekih biljaka, od kojih većina pripada familiji Euphorbiaceae. Većina ovih biljaka raste u tropima u Srednjoj Americi, mada neke imaju svoj prirodni areal i u Africi i Malaji.

Ipak, za komercijalnu eksploataciju značajna je samo već pomenuta biljka Havea brsiliensis. Sam poliizopren se dobija polimerizacijom molekula izoprena, pri čemu nastaje veliki, tzv. makromolekul, sa specifičnim svojstvima. Prirodna guma je amorfna i sastoji se iz isprepletanih dugačkih molekula poliizoprena. Prilikom deformacije komada gume, molekuli dobijaju uređenu formu, a između njih se ostvaruju relativno slabe intermolekulske veze koje omogućavaju da guma zadrži određen oblik i posle deformisanja. S obzirom da su ove veze slabe, sa porastom temperature lako se razgrađuju, tako da se gube mehaničke karakteristike i oblik.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:28

Suština procesa vulkanizacije je u povezivanju pojedinačnih makromolekula izoprena sumporom, koji ostvaruje kovalentnu vezu sa atomom ugljenika iz molekula izoprena. Između makromolekula može da se ostvari veliki broj ovakvih veza. Ovako dobijeni makromolekul ima veoma veliku molekulsku masu (preko milion).
[img]http://www.automarket.co.yu/mozaik/images/gume/image9.gif
[/img]

Pojednostavljeno rečeno, fizički opipljiv predmet od gume sastoji se od samo jednog molekula. Posledica postojanja takve veze jeste da je guma i dalje elastična, ali ne gubi oblik i mehanička svojstva sa promenom temperature. Negativan aspekt ovoga procesa je u tome što se tako vulkanizovana guma teško reciklira, jer je veza između molekula vrlo jaka. Zbog toga se proces vulkanizacije sprovodi posle oblikovanja. Danas je oko tri četvrtine proizvedene gume dobijeno veštačkim putem. Sintetičke gume imaju bitno drugačiji sastav i svojstva u odnosu na prirodnu gumu. Između ostalog, postoje i neke vrste, tzv. termoplastične gume, koje se mogu reciklirati.

Prvi korak u sintezi veštačke gume bio je analiza prirodne gume. Da je izopren sastavni deo prirodne gume otkrio je 1833. godine engleski hemičar Charles Wiliams (Čarls Vilijams) vršeći destilaciju gume. On je primetio da ostatak estilacije stajanjem na vazduhu postaje bela, elastična masa. U to vreme nije bila poznata teorija o polimerizaciji, tako da Wiliams nije mogao tačno da objasni mehanizam nastanka gume, ali je prepoznao od čega se ona sastoji. Tek je 1882. godine engleski hemičar ser Wiliam Tilden (Vilijam Tilden) uspeo da iz terpentina sintetiše izopren i da, upotrebom tada poznatih katalizatora, sintetiše poliizopren, i dalje ne znajući pravi mehanizam polimerizacije. Čak je uspeo i da izvrši i vulkanizaciju tako dobijene gume. Ipak, i pored sveg truda nije uspeo značajno da ubrza proces i time ga komercijalizuje.

Prava priroda gume otkrivena je tek pošto je dokazana teorija o nastajanju makromolekula, tj. O pocesu polimerizacije. Začetnik ove teorije bio je nemački hemičar Hermann Staudinger (Herman Štaudinger). Prve radove na ovu temu objavio je u Švajcarskoj 1917. godine. U početku je ova teorija bila oštro osporavana, ali je kasnije prihvaćena što je ovom naučniku donelo Nobelovu nagradu. Veliki doprinos razvoju teorije makromolekula dao je i naučnik Wallace Carothers (Valas Karoters) koji je radio u Delawer-u (Delaver) u američkom hemijskom gigantu DuPont (Dipon). On je na bazi ove teorije 1930. godine uspeo da sintetiše makromolekule veštačkog vlakna koje je dobilo danas dobro poznato ime Nylon (Najlon). Vrlo brzo posle toga u prirodnoj gumi je prepoznat makromolekul poliizoprena i do detalja objašnjen proces vulkanizacije.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:29

Najveći doprinos osvajanju proizvodnje veštačke gume dala je Nemačka. Profesor Karl Disberg, koji je tada bio direktor firme Bayer iz Leverkusen-a, inicirao je da firma 1906. godine raspiše nagradu od čak 20000 maraka za hemičara koji uspe da sintetiše adekvatan supstitut za prirodnu gumu, i to takav, da mu cena ne bude veća od 20 maraka po kilogramu. Izazov je prihvaćen i tri godine kasnije hemičar Dr Fritz Hofmann (Fric Hofman) prvi u svet patentira postupak roizvodnje sintetičke gume. Proizvod je nazvan ¨Nemačka guma¨, a dobijen je polimerizacijom metil-izoprena koji se dobijao iz alkohola. Nemački car je 1912. godine naredio da se cela flota njegovih vozila opremi punim gumama proizvedenim od ¨Nemačke gume¨. Čak je napravljena i pilot fabrika u blizini Hannover-a za proizvodnju sintetičke gume. Međutim, ova guma je imala veliki nedostatak a to je da je bila sklona starenju, tj. degradaciji u prisustvu vazduha. Osim u pilot-postrojenjima proizvodnja nije šire zaživela.
Ubrzo je počeo Prvi svetski rat. Nemačka je ušla u rat sa nerešenim problemom snabdevanja gumom, a celokupna vojna mašinerija je zavisila od nje. Prirodni odgovor Engleske na rat bila je blokada snabdevanja Nemačke prirodnom gumom iz prekomorskih kolonija. Ubrzo posle toga nastao je intenzivan šverc gume u Nemačku, ali to nije bilo dovoljno za zahuktalu vojnu industriju. Ostalo je zapamćeno da je nemačka podmornica, ujedno prva podmornica koja je preplovila Atlantik, 1915. godine učinila to radi krijumčarenja po 50 t gume i nikla iz SAD u Nemačku. Kada je nestašica gume zapretila da utiče na ishod rata, Nemačka je ponovo pokrenula proces proizvodnje gume od metil-izoprena. Grozničavo su osposobljavane fabrike i postrojenja za proizvodnju. Osnovni proces sinteze je ubrzan. Boreći se sa nedostatkom osnovne sirovine za proces, nemački hemičari su na kraju razvili proces proizvdonje metil-izoprena od uglja i kreča. Na kraju rata Nemačka je proizvodila ove gume više od 150 t mesečno. Kada se rat završio proizvodnja je polako prekinuta.

Sledeći veliki uspeh na području sinteze veštačke gume postigao je, 1923. godine, sveštenik i hemičar, otac Julius Nieuwland (Žulius Niuvlan) koji je sintetisao gumu na bazi divinil-acetilena. Kasnije je, uz saradnju sa stručnjacima iz DuPont-a, proizvod modifikovan u monovinil-acetilen, iz čega se, posle tretiranja hlorovodoničnom kiselinom, dobijao hloropren. Posle polimerizacije hloroprena dobijala se guma sa dobrim mehaničkim svojstvima i otpornošču na ulja i hemikalije. Ova guma se proizvodila pod nazivom DuPren i kasnije Neopren. Ovaj proizvod je prvi put pokazao da sintetička guma može imati i bolja svojstva od prirodne i da čak ne mora imati ni sličan hemijski sastav.

U isto vreme, američki hemičar Joseph Patrick sintetisao je Tiokol, koji je bio izuzetno hemijski otporan, pa je tako bio pogodan za specifične namene. Ova dva tipa gume bila su američki odgovor izazovu. Međutim, istraživanja u Nemačkoj ne prestaju. U laboratoriji firme Bayer je još 1910. godine polimerizovan butadien, uz pomoć natrijuma kao katalizatora. Ovaj proces je dvadesetih godina usavršen. Dobijena je još jedna sintetička guma koja je dobila dobro poznati naziv Buna (akronim nastao spajanjem akronima Bu za butadien i Na za natrijum). Međutim originalna Buna je imala lošija svojstva od prirodne gume. Proizvod je 1926. godine usavršio Prof. Walter Bock (Valter Bok), tako što je 25% butadiena u procesu zamenio jeftinijim stirenom. Tako je nastala tzv. Buna-S. Ovaj proizvod je predstavljao prekretnicu, tako da je Nemačka vlada u narednom četvorogodišnjem planu, u okviru priprema za novi rat, naredila da se proces dobijanja Buna-S gume usavrši za industrijsku primenu. Tako su, nešto kasnije, nastali Buna-N ili Perbunan (u postupku dobijanja koristi se akrilnitril umesto stirena) i Butil-guma (postupkom polimerizacije izobutilena). Pored toga, razvijeni su i mnogi katalizatori kojima su procesi polimerizacije ubrzani.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:31

S obzirom da se početna jedinjenja iz kojih se sintetiše veštačka guma dobijaju kao ostaci prerade nafte, Nemačka ne bi mogla da bude nezavisna u snabdevanju strateškim sirovinama da prethodno nemački stručnjaci nisu usavršili i postupak dobijanja naftnih derivata destilacijom uglja. Najveći doprinos na tom polju dala je firma Badische Anilin und Soda Fabrik, poznatija po akronimu BASF. Prof. Friedrich Bergius (Fridrih Bergius) je razvio tehnologiju procesa i otkrio odgovarajiće katalizatore. Interesantno je da su u jednom periodu između dva rata BASF i američki Standard Oil radili zajedno na tom projektu, a za tu svrhu su osnovali i zajedničku kompaniju JASCO. S obzirom da je BASF bio član nemačke hemijske grupacije I.G. Farben, tehnologija proizvodnje Bune je preko JASCO-a došla do Amerike. Interesantno je da su ispitivanja automobilskih pneumatika napravljenih od Buna-S gume vršena na trkama na Nürburgringu, a široj javnosti su ovi pneumatici predstavljeni na sajmu automobila u Berlinu, 1936. godine. Kada je osvojena komercijalna proizvodnja, Buna-S postaje osnovna guma za opremanje nemačkih vozila i mehanizacije.

U međuvremenu Japan otpočinje svoje pripreme za rat. Kao i za Nemačku, guma je i za Japan strateška sirovina. Praktično, guma je odredila tok rata na Dalekom istoku. Prva japanska osvajanja posle Mandžurije bila su usmerena na britanske i holandske kolonije, Malaju i Holandsku Istočnu Indiju (Indoneziju), na kojima su se nalazile plantaže kaučuka. Nešto kasnije, Japan je izvršio invaziju na Indokinu. Tako je osigurao sebi izvore prirodne gume, ali ih je zato uskratio ostalom delu sveta. Od tog trenutka Amerika se vrlo intenzivno okreće razvoju sintetičke gume, a proces dobija ogroman značaj posle ulaska SAD u rat. 1940. godine predsednik Roosevelt (Ruzvelt) proglašava gumu strateškom sirovinom, jer su već tada Nemačke podmornice blokirale snabdevanje SAD gumom. Pod okriljem vlade SAD osnovana je kompanija RRC (Rubber Reserve Company) koja je imala zadatak da kontroliše i organizuje proizvodnju strateških sirovina u SAD. Pod okriljem RRC napravljen je istorijski sporazum najvećih američkih proizvođača gume Standard Oil, Goodyear, B.F. Goodrich, Firestone i U.S. Rubber, radi istraživanja i proizvodnje sintetičke gume za ratne potrebe. Tokom ratnih godina znatno je usavršen proces proizvodnje razliitih tipova Buna gume, kao i ostalih tipova sintetičke gume (Tiokol, Neopren). Već 1943. godine proizvodnja u 15 fabrika u SAD iznosila je 183000 t i konačno je zadovoljila potrebe zemlje. Na kraju rata, 1945. godine, SAD su proizvodile 756000 t sintetičke gume. Važno je pomenuti da je i druga velika saveznička sila, SSSR, parallno razvijala svoj program proizvodnje sintetičke gume, takođe na bazi Buna gume, zahvaljujući kome je podmirivala svoje ratne potrebe za ovim materijalom. Nesumljivo, osvajanje proizvodnje sintetičke gume od strane SAD i SSSR dalo je ogroman doprinos savezničkoj pobedi u drugom svetskom ratu.

Ipak, usavršavanjem procesa proizvodnje sintetičke gume samo je fiktivno rešen problem jedne strateške sirovine, jer su osnovne sirovine za procese sinteze gume u stvari derivati nafte. Nafta - strateški energent broj jedan - ujedno je postao i sirovina broj jedan. I eto opet novog svetskog problema.

Posle Drugog svetskog rata, tehnologija proizvodnje sintetičke gume je znatno usavršena, a lideri tehnološkog razvoja ostali su uglavnom isti. Razvijeni su novi postupci, katalizatori i, naravno, standardizovani su zahtevi i načini ispitivanja proizvoda od gume. Danas postoji dvadesetak gradacija kvaliteta gume, a, zahvaljujući širokoj ponudi sastava sintetičke gume, omogućeno je i povećanje lepeze specifikacija namene pojedinih gumenih materijala. U novije vreme, u skladu sa sve većim zahtevima za očuvanjem životne sredine, razvijene su sintetičke gume koje ne zahtevaju vulkanizaciju i mogu se reciklirati. Naravno, najveći potrošač gume i dalje ostaje automobilska industrija i industrija mehanizacije. One su ujedno i glavni podstrekači daljeg razvoja industrije gume.

Na kraju može se sumirati da je sada guma svuda oko nas, gde god se osvrnemo. Od dečijih igračaka do aviona, preko izolacije provodnika do obuće. Međutim, teško je poreći činjenicu da kada kažemo guma, najpre pomislimo na automobil.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:34

Opšte je mišljenje da je pronalazak točka predstavljao prekretnicu u razvoju čovečanstva. Arheolozi datiraju ovaj značajan dogadaj oko 3000 godina pre nove ere, što znači da je točak u upotrebi više od 5000 godina. Međutim, tek u poslednjih stotinjak godina uporedo sa razvojem automobila, točak dobija svoje prave funkcije. Do tada je korišćen isključivo kao kotrljajući element koji je nosio teret. Pogonska i upravljačka funkcija bile su nadležnosti tegleće životinje, a često i čoveka, i zavisile su isključivo od snage njihovih mišića. Točak je postao aktivni element u kretanju tek sa pojavom automobila. Tada je, pored svoje osnovne funkcije prenošenja težine, dobio i pogonsku i upravljačku funkciju. Prvi točkovi koji su korišćeni na automobilima nisu se mnogo razlikovali od točkova koji su tada korišćeni na kočijama. S obzirom na male brzine i nosivost prvih automobila, ovi točkovi su služili svrsi. Međutim, kako je odmicao razvoj automobila, pooštravali su se radni uslovi, a samim tim i zahtevi koji su postavljani pred konstrukciju točka. Klasični točkovi za kočije više nisu zadovoljavali. Praktično, kvalitetna multifunkcionalnost točka kao kretača motornih vozila dostignuta je tek sa pojavom guma, odnosno pneumatika.

Razvojni put pneumatika počeo je 1845. godine, kada je Škot Robert Thomson (Robert Tomson) napravio prvi pneumatik. Međutim ovaj pronalazak nije privukao veću pažnju, pa je ubrzo bio zaboravljen, sve dok škotski veterinar John Boyd Dunlop (Džon Bojd Danlop) tridesettri godine kasnije nije došao na istu ideju. Pneumatik je u početku bio korišćen za bicikle i kočije, dok su prvi automobili imali drvene točkove ili točkove sa spoljašnjim slojem od pune gume. Tek 1895. godine braća Michelin (Mišlen) su napravila prve pneumatike za automobile sa kojima su iste godine učestvovali na jednoj od prvih automobilskih trka. Od tada pneumatici postaju sastavni i najvažniji deo točkova za motorna vozila.

Današnji izgled i performanse pneumatika rezultat su dugotrajnog razvojnog procesa. Prvi pneumatici za vozila bili su glatki i uski, ali je vrlo brzo uočena potreba za većom naležućom površinom koja ne treba da bude glatka, već reljefna, kako bi se omogućilo odvodenje vode. Prvi proizvođač koji je primenio šare na pneumaticima bio je nemački Continental, 1904. godine. Ista firma je 1943. godine patentirala pneumatik bez zračnice, tzv. tubeless (tjubles) pneumatik. Pravu revoluciju na polju pneumatika uneo je ponovo francuski Michelin, 1946. godine, patentom radijalnog pneumatika, što je ovoj firmi donelo veliku savu i značajnu prednost u odnosu na konkurente. Ineteresantno je da je radijalni pneumatik vrlo brzo prihvaćen u Evropi, dok je Amerika u tom pogledu kasnila, forsirajući unapređenja dijagonalnih pneumatika, koji su do tada bili uobičajeno rešenje.

Danas je tehnologija proizvodnje pneumatika toliko napredovala da je na tržištu u ponudi mnoštvo različitih vrsta, karakteristika i veličina, za svako vozilo i uslove vožnje, kao i za sve potrebe i želje vozača. Ovako velika ponuda ponekad kod vozača prouzrokuje nedoumice, jer je sada za izbor pneumatika potrebno imati i neka predznanja o ovoj problematici. Tekst koji sledi predstavlja pokušaj da se ova obimna materija približi potrebama prosečnog vozača.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:37

Točkovi i pneumatici

Točkovi u današnjem obliku spadaju u tzv. kretače motornih vozila, i, kao takvi, imaju četiri osnovne funkcije: da pokreću vozilo (prenose pogonski moment i moment sile kočenja), da omogućavaju upravljanje vozilom, da na sebe prime i na podlogu prenesu celokupnu težinu vozila i da prigušuju udare koji se javljaju pri kretanju vozila po neravnom terenu. S obzirom na svoju multifunkcionalnost, točkovi predstavljaju veoma važan element aktivne bezbednosti vozila i čine nerazdvojnu celinu sa sistemom oslanjanja i sistemom kočenja vozila. Točak se sastoji iz dva osnovna dela: točka u užem smislu i pneumatika. Točak u užem smislu čine glavčina, srednji spojni deo i naplatak. Pneumatik se spaja sa točkom preko naplatka i sa njim čini celinu. Praktično, pneumatik predstavlja elastični deo točka koji je u stalnom kontaktu sa podlogom.

Konstrukcija pneumatika je u potpunosti prilagodena višestrukim funkcijama točka. Ovakva konstrukcija je oformljena početkom 20. veka i, u osnovi, zadržala se i do danas. U najopštijem slučaju pneumatik se sastoji od: spoljne gume, unutrašnje gume (zračnice) i ventila. Danas se masovno koriste i pneumatici bez unutrašnje gume, tzv. tubeless (tjubles) pneumatici. Bez obzira kakavom tipu pripada, pneumatik se puni vazduhom pod pritiskom, čija je uloga da nosi težinu vozila.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:38

Spoljna guma

Spoljna guma ima oblik šupljeg torusa, sa otvorom na strani naplatka. Praktično, naplatak sa unutrašnje strane zatvara torus. Unutrašnji rubovi spoljne gume nešto su širi, jer naležu na naplatak. Zbog toga se ovi delovi spoljne gume zovu pete ili stope . Unutar pete se, radi povećanja čvrstoće gume, ulivaju rubni, čelični prstenovi. Takođe, ovi prstenovi poveđavaju prijanjanje gume uz naplatak i primaju na sebe opterećenje sa ostalih delova gume.

Osnovni deo gume naziva se karkasa. Karkasa se sastoji od većeg broja slojeva tkanine, koja može biti izrađena od različiih tipova vlakana, tzv. korda. Karkasa čini oko 30% težine gume. Njena uloga je da obezbedi čvrstoću, a istovremeno i elastičnost pneumatika. Karkasa na sebe prima najveći deo opterećenja pneumatika, koje potiče od dejstva sile težine vozila, centrifugalne sile, sile pritiska vazduha i bočnih sila. Tkanina je debljine 1-1.6 mm a vlakna imaju prečnik niti 0.6-0.8 mm. Broj slojeva tkanine naziva se Ply Rating (Plaj rejting) i razlikuje se zavisno od namene gume. Gume za automobile imaju 4-6 slojeva, dok gume za teretna vozila imaju 6-17 slojeva tkanine. Vlakna korda mogu biti tekstilna, viskozna, poliamidna, a danas vrlo često i čelična. Vlakna korda su gumirana i međusobno slepljena u procesu vulkanizacije. Najvažnija karakteristika gume je položaj i međusobni raspored niti korda. Osnovni parametar položaja niti korda je ugao koje niti zaklapaju sa uzdužnom osom gume. U zavisnosti od veličine ovog ugla, gume se dele na dva osnovna tipa: dijagonalne, odnosno bias gume i radijalne gume. Pored ova dva osnovna tipa, postoje i tzv. dijagonalno opajsne ili bias belted gume koje predstavljaju kombinaciju dva osnovna tipa.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:39

Kod dijagonalnih guma niti korda zaklapaju sa uzdužnom osom gume ugao manji od 90°. Najčešce je taj ugao oko 40°, pa se takav tip dijagonalnih guma naziva normalni tip. Drugi tip dijagonalniih guma su tzv. utegnute ili S gume, koje su namenjene za veće brzine, i kod njih je ovaj ugao oko 30°. Znači, kod dijagonalnih guma niti korda su poređane koso, odnosno dijagonalno jedna prema drugoj, odakle i potiče naziv za taj tip gume. Danas je mnogo više zastupljen tzv. radijalni tip guma. Kod ovoga tipa niti korda karkase zaklapaju sa uzdužnom osom ugao od 90°, tj. postavljeni su od ruba do ruba pneumarika, što znači da niti korda imaju radijalni pravac, od čega i potiče naziv gume. Kod radijalnih guma iznad karkase se nalazi još nekoliko spoljnih pojaseva tkanine sa dijagonalno upredenim nitima, a širine bliske širini protektora. Ovaj sloj naziva se brejker. Radijalni raspored niti karkase daje gumi znatno bolja mehanička svojstva u odnosu na dijagonalni raspored. Posebno je značajno što su takve gume znatno otpornije na dejstvo udara pri nailasku točka na neravnine, jer su karakteristike deformacija takve gume znatno povoljnije, naročito pri većim brzinama. Kod bias belted guma niti korda karkase zaklapaju sa vertikalnom osom ugao od oko 90°, ali se to odnosi na unutrašnje slojeve karkase, dok su vlakna spoljašnjih slojeva karkase i dalje postavljena dijagonalno. Na taj način poboljšana su mehanička svojstva pneumatika, ali je smanjena cena izrade, s obzirom da je tehnologija dijagonalnog upređanja niti korda jeftinija.

Danas se praktično na svim putničkim vozilima, a dosta često i na autobusima i teretnim vozilima, susreću radijalni pneumatici. Brzinski opsezi, opsezi opterećenja, kao i radni pritisci radijalnih pneumatika su vrlo široki. Zbog opasnosti od smicanja radijalnog pneumatika sa naplatka usled dejstva bočnih sila, ova vrsta pneumtika se manje koristi za jednotražna vozila. Radijalni pneumatici, u odnosu na dijagonalne, imaju znatno manji otpor kotrljanju, što značajno smanjuje potrošnju goriva (oko 10%). Ovo je jedan od glavnih razloga zbog čega su radijalni pneumatici potisli iz upotrebe dijagonalne pneumatike.

Dijagonalni pneumatici se koriste na terenskim, radnim i specijalnim vozilima koja se koriste van tvrdih podloga. Normalni dijagonalni pneumatici se koriste i na putničkim i teretnim vozilima, kao i na autobusima, ali sa ograničenim opsezima brzina i radnih opterećenja koji zavise od broja slojeva tkanine korda u karkasi. Za veće brzine i radna opterećenja koriste se tzv. utegnuti dijagonalni pneumatici.

Spoljašnji deo gume naziva se protektor. To je deo gume koji direktno dolazi u dodir sa podlogom. Ovaj deo se pravi od čvrste gume i veoma je otporan na habanje. Spoljni deo protektora, tj gazeća površina, na sebi ima šaru ili desen. Šaru čine kanali kojima je ispresecana gazeća površina protektora. Šara protektora se bira u zavisnosti od karakteristika i kvaliteta podloge u odnosu na prijanjanje točka. Na idealnoj tvrdoj podlozi, najveća gazeća površina (što rezultuje najboljom upravljivošću i pogonom) dobija se sa sasvim glatkom površinom protektora. Međutim, u realnim uslovima podloga je često vlažna, tako da bi sasvim glatke gume na takvoj površini ¨zaplivale¨ (pojava zvana aquaplaning) pa bi vozilo izgubilo kontakt sa podlogom, što je izuzetno opasno. Ovo se vrlo često dogada na trkama automobila, kada naglo padne kiša, zbog čega su takmičari prinuđeni da menjaju pneumatike. Zato standardne gume za vozila obavezno imaju šaru, odnosno kanale na gazećoj poršini kojima se odvodi višak vode, pa pneumatik i u takvim uslovima prijanja za podlogu. Postoje neke opšte preporuke za izbor šare na protektoru. U načelu, za tvrde i suve podloge bira se šara sa manjom površinom kanala, čime se postiže bolje prijanjanje za podlogu, manje habanje i manje bočno klizanje. Za vožnju po podlogama različitih karakteristika bira se univerzalna šara sa manje uskih kanala na sredini i sa dubljim kanalima sa spoljne strane gezeće površine.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:41

Za kretanje po lošim zemljanim podlogama biraju se šare koje imaju dublje i šire kanale. Slično važi i za podloge pokrivene snegom. Pored toga, neke vrste guma namenjene za kretanje po ledu i snegu imaju i radijalno postavljene ¨eksere¨ koji znatno olakšavaju kretanje vozila. Pored osnovnih, odnosno dubljih kanala, šara ima i manja udubljenja koja omogućavaju bolje hladenje gazeće površine protektora. Takođe, postoje i manja udubljenja koja omogućavaju izvesno savijanje pojedinačnih blokova koji čine šaru pri nailasku na neravnine. Danas postoji veliki izbor šara za pneumatike putničkih vozila i svaki proizvođač preporučuje odreden desen za određene vrste podloge, o čemu se pri kupovini pneumatika treba unapred obavestiti. Kada se radi o protektorima terenskih vozila ili traktora, šara može biti vrlo reljefna. Npr., zadnje gume traktora obavezno imaju strelasto postavljena rebra koja obezbeđuju dobro prijanjanje na blatnjavim podlogama, ali i samočišćenje gume od zemlje koja se na njima zadržava. Takvi pneumatici na sebi obavezno imaju i strelicu koja ukazuje na ispravan položaj pneumatika pri montaži, tj. u odnosu na smer obrtanja točka. Prednji, upravljački točkovi traktora imaju spoljne gume čiji protektor ima dva do četiri paralelno postavljena prstenasta rebra. Ovakva konstrukcija pneumatika omogućava znatno bolje bočno prijanjanje upravljačkog točka, pogotovo kada je prednji deo traktora znatno rasterećen zbog velike sile na poteznici (npr. kada traktor vuče plug).

Najvažnija karakteristika šare protektora je tzv. ¨koeficijent punoće¨ koji predstavlja odnos dodirne površine protektora sa podlogom prema ukupnoj gazećoj površini protektora. Kod guma sa univerzalnom šarom ovaj odnos se kreće od 0.4 do 0.6, dok kod pneumatika namenjenih za vožnju po tvrdoj podlozi ovaj odnos iznosi od 0.7 do 0.8.

Na većini tipova savremenih pneumatika na protektorima se nalaze poprečne trake koje imaju ulogu indikatora pohabanosti. One postanu vidljive kada se protektoris troši za određenu debljinu šare. Neki od ovakvih indikatora mogu da proizvode tupi zvuk pri kretanju točka, čime se vozač upozorava da je pneumatik pohaban i da ga treba zameniti. Bočne strane pneumatika nazivaju se bokovi ili bočnice i služe da zaštite karkasu od oštećenja. Bočne strane imaju manju debljinu u odnosu na protektor i ona iznosi od 1.5 mm do 3.5 mm. Zato je pneumatik najneotporniji na bočna oštećenja. Inače, na bočnicama se nalaze i oznake pneumatika. Između protektora i karkase nalazi se i poseban sloj tkanine koji služi za dodatno utezanje karkase. S obirom da se ovaj sloj vrlo mnogo zagreva, tkanina je izrađena od posebne vrste niti korda koja je obložena gumom. Uloga ovog sloja je da na sebe primi udarna radijalna opterećenja, koja zatim prenosi na unutrašnju karkasu.

Pneumatici bez zračnice (tubeless) sa unutrašnje strane imaju dodatni zaptivni sloj debljine 1.5 mm do 3 mm. Ovaj sloj je u direktnom dodiru sa naplatkom točka. Pošto se osnovno zaptivanje ovakvog pneumatika vrši na dodirnoj površini naplatka i pneumatika, potrebno je da naplatak ima poseban oblik prilagođen ovoj važnoj funkciji. Takođe, ovakva vrsta pneumatika je posebno zahtevna po pitanju kvaliteta sirovine i proizvodnje.

Pneumatici bez zračnice su znatno bezbedniji u slučaju oštećenja. Ako u toku vožnje dođe do proboja takvog pneumatika vazduh iz njega izlazi sporije, za razliku od pneumatika sa zračnicom, kod koga pri proboju vazduh ističe naglo, što dovodi do skretanja vozila sa pravca.

**Sasha** · 23.10.2004, 12:43

Unutrašnja guma se smešta u unutrašnjost spoljne gume i služi da obezbedi hermetičnost pneumatika. Zračnica se izraduje od vrlo kvalitetne, visokootporne gume sa debljinom zidova od oko 2 mm. Spoljašnji prečnik zračnice je u odnosu na unutrašnji prečnik spoljašnje gume manji za 5%, a isto toliko je veći i unutrašnji prečnik zračnice u odnosu na prečnik naplatka točka. Time se obezbeđuje adekvatno smeštanje zračnice u unutrašnjost spoljašnje gume, pa ne dolazi do preklapanja i trenja.

Ventili

Na zračnici je smešten ventil koji služi za punjenje i pražnjenje pneumatika. Konstrukcija ventila zavisi od načina postavljanja točkova (pojedinačno ili udvojeno) i od njihove konstrukcije. Najčešće se sreću dva tipa ventila: metalni i metalno-gumeni. Na donjem delu metalnog ventila nalazi se tzv. stopa ventila koja može da se pričvrsti na zračnicu bilo vulkaniziranjem, bilo pomoću posebne podloške i navrtke tela ventila. Metalno-gumeni ventil se pričvršćuje za zračnicu vulkanizacijom. Vrh ventila prolazi kroz otvor na naplatku.

Ventili pneumatika bez zračnice (tubeless) su posebne konstrukcije i pričvršćuju se direktno na naplatak, s obzirom da se preko naplatka vrši zaptivanje ovakvog pneumatika.

Dimenzije i oznake na pneumaticima

Najvažnija karakteristika pneumatika je tzv. profil pneumatika koji se definiše sa dva podatka: širinom poprečnog preseka torusa, B i odnosom visine prema širini poprečnog preseka torusa H/B izraženom u procentima. Danas su najčešce u upotrebi tzv. niskoprofilni pneumatici kod kojih je odnos H/B između 70% i 50%. Upotreba ovakvih pneumatika postala je masovna šeztdesetih godina prošlog veka zbog sve veće zastupljenosti autoputeva koji su omogućavali velike brzine vožnje. Najveći doprinos prelasku na niskoprofilne gume dala je italijanska firma Pirelli. Primena niskoprofilnih pneumatika znatno je doprinela razvoju motornih vozila, jer omogućava koršćenje naplataka većih prečnika, zadravajući pri tome isti spoljašnji prečnik pneumatika. To je omogućilo smeštaj većih, ali i efikasnijih kočnica.

Druga važna karakteristika pneumatika je njegov unutrašnji prečnik, tj. prečnik na kome se nalaze pete pneumatika. Ovaj prečnik mora odgovarati spoljašnjem prečniku naplatka, jer u protivnom pneumatik neće moći da se montira na naplatak.

Treća važna karakteristika pneumatika je opseg brzina za koje je konkretan pneumatik namenjen. Uvek treba imati na umu da radno opterećanje i zagrevanje pneumatika direktno zavise od brzine kretanja vozila, tako da nikako nije svejedno ako se pneumatik namenjen za manje brzine koristi za vožnju većim brzinama.

Oznake na pneumaticima nalaze se na bočnim stranama i nedvosmisleno govore o gornjim podacima. Tipičan izgled oznake na pneumaticima prikazan je na slici. Prvi broj govori o širini profila pnematika, B (u ovom slucaju 215 mm) a drugi broj govori o odnosu visine prema širini profia, H/B, izraženom u % (u ovom slucaju 65%). Uobičajeno je da se kod radijalnih pneumatika širina profila, B, izražava u mm, dok se kod dijagonalnih pneumatika, koji su znatno češci u USA, širina profila izražava u inčima Pored oznake za brzinu nalazi se i oznaka za tip pneumatika: R za radijani a S, H ili V za dijagonalni. U ovom slučaju u pitanju je radijalni pneumatik. Važna brojčana oznaka, koja sledi iza oznake tipa pneumatika, je unutrašnji prečnik pneumatika izražen u inčima (u ovom slučaju unutrašnji prečnik pneumatika iznosi 15¨, odnosno 15 x 25,4 mm). Ovoliko iznosi i spoljašnji prečnik naplatka na mestu dodira sa pneumatikom. Zatim sledi brojčani podatak indeksa nosivosti pneumatika, koji označava maksimalno opterećenje pneumatika izraženo u kilogramima. Posle ove dve oznake obavezno sledi slovna oznaka koja govori o tzv. indeksu brzine ? IB, tj. o maksimalno dozvoljenoj brzini za koju je pneumatik namenjen. U ovom slucaju pneumatik je namenjen za brzine do 210 km/h.

[/b]

Prica o gumi

Prica o gumi

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment