Аннотация: Развитие каучуковой промышленности СССР в 30-х годах 20-го века. По страницам журнала "Техника молодёжи"
Природный и синтетический каучук.
Один из самых распространенных материалов на земле это резина. Она применяется везде где только можно представить.
Что резина получается из каучука знает каждый, а вот каучук откуда добывается?
Каучук есть природный и синтетический (искусственный). Главная масса каучука природного добывается из особого дерева - бразильской гевеи. Но не только из неё к примеру есть сорта каучука такие как ландольфия-каучук это общее название для хороших сортов африканского каучука главным образом из Конго, получаемых из млечного сока ландольфии вьющегося растения из рода Apocynaceae (Landolphia owariensis, Droogmansiana, Gentilei, Klainii, Dawei, Clitandra Arnoldiana, Cl Nzunde). К ландольфия-каучуку относят такие сорта как: акра, ангола, бенгуела, габун, гамбиа, кассаи, либериа, лоанда, мадагаскар, нигер, занзибар, сенигал, сиерра-леоне, замбези. Но как увидим ниже сколь либо значимых плантаций и поставок на мировом рынке из других каучуконосов кроме гевеи нет.
Родина гевеи бразильские тропические леса в долине реки Амазонки. По мери развития резиновой промышленности гевею стали культивировать искусственно на плантациях впервые каучук из сока культурной гевеи массово стали получать в начале 20 века, а уже к середине 30-ых годов этого века он составлял 96% всего каучука. Каучуковых плантации располагались в основном в Английских и Голландских колониях. Мировым монополистом каучука являлась Англия (об англо-американских противоречиях на этой почве см книгу Зорича "Одна из многих", там же описаны условия труда на каучуковых плантациях).
Как добывается каучук?
Если осторожно надрезать кору гевеи , то из надреза потечёт белый сок, по внешнему виду чем то похожий на молоко. Этот сок называется млечным соком или латексом. Под микроскопом видно, что жидкость содержит много мелких частичек (глобул) которые состоят из каучука. Размер частичек порядка 0,002-0,005 мм. Для выделения каучука из латекса примеряют различные способы. Самый старый из них применяющийся для получения одного из лучших сортов каучука Пара состоит в следующем: в сок обмакивают вёслообразную палку и затем держат её в дыму костра пока не испарится вода, после испарения воды образуется тонкий слой каучука. Операция повторяется до тех пор пока не образуется большой ком каучука. По времени это может продолжатся около недели. Более совершенные способы основаны на свойстве латекса: если добавить в него уксусной кислоты, то он свернётся и каучук всплывёт наверх в виде "творожной массы", эта масса пропускается через промывные вальцы при этом слипаясь в плотные листы. Далее сушка на воздухе и каучук готов к применению. Данный сорт называется креп. Другой сорт смокед шит добывается так же, но не промывается на вальцах, а только отжимается и коптится в специальных коптильнях приобретая коричневый цвет и запах копчёного окорока. Последние время (конец 30-ых годов 20 века) развивается непосредственное применение латекса. К латексу прибавляется сера, в смесь опускают форму, налипший слой высушивают, вулканизируют и снимают с формы изделия при этом получаются очень прочными, более прочными чем при изготовлении их из "твёрдого" каучука.
Если даже между Англией и САСШ были трения по каучуку, то представляете на каком пайке сидел СССР. По этому с середины 20-ых годов 20-го века СССР озаботился получением собственного каучука со всем своим пролетарским пылом и жаром. Работы пошли по двум направлениям: Изыскание собственных каучуконосов;
Создание искусственного каучука.
Считалось что каучуконосы не растут ни где кроме тропиков и очень редко субтропиков. Но в результате энергичных поисков оказалась, что флора СССР содержит в своём составе не один, а несколько каучуконосов. Прежде всего была открыта каучуконосность хондриллы. Хондрилла - травянистое растение, встречающееся в песках Средней Азии. На корнях у этого растения образуются наплывы которые содержат 2-2,5% каучука. В самом конце 1929 года в горах Кара-Тау (Казахстан) было обнаружено неизвестное до тех пор растение - тау-сагыз. Впоследствии оказалось, что тау-сагыз был найден ещё в 1903 году но на него не обратили внимания и образец пролежал в коллекции Ботанического сада.
Тау-сагыз растение с мощным и длинным корнем, при изломе корня легко видеть, что в нем много эластичных нитей. Эти нити и есть каучук, но не в виде латекса, а уже свернувшийся. Содержание каучука в растении около 15% от всего веса сухого корня. Вслед за тау-сагызом были открыты: кок-сагыз; крым-сагыз. Кок-сагыз был обнаружен на склонах Тянь-Шаньского хребта на границе с Китаем, это небольшое растения каучук содержится в корнях в виде нитей до 25% от массы сухого корня.
Приведу постановление правительства СССР:
Постановление ЦК по натуральному каучуку
1. Год работы с каучуконосами в целях организации промышленности по производству натурального каучука в СССР привел к большим положительным результатам. Установлено, что Советский Союз обладает высокоэффективными каучуконосными растениями, конкурентоспособными с так называемыми мировыми каучуками, что к настоящему времени разработаны и действуют заводские установки по производству натурального каучука и полученный из растений каучук является промышленным каучуком высокого качества. Исходя из этого, ЦК ВКП(б) предлагает ВСНХ СССР на ближайшие годы сосредоточить главное внимание на основных высокоэффективных каучуконосных растениях (тау-сагыз, кендырь, гваюла).
2. Расширить производимую в данный момент организацию плантаций по тау-сагызу с тем, чтобы в течение 3-4 лет довести их площади минимум до 60-70 тыс. гектар с выходом сырья в 1935 году для 40-45 тыс. тонн каучука. Обязать трест "Каучуконос" всесторонне и полностью в течение весенних и летних месяцев исследовать заросли тау-сагыза с тем, чтобы к осени 1931 года располагать исчерпывающими данными.
3. Организовать производство по добыче каучука из кендыря с полной утилизацией его листьев, что должно привести к производству до 10 000 тонн каучука.
4. Создать плантации по гваюле в тот же срок (3-4 года) в пределах 20 000-25 000 гектаров, для чего провести в течение 1931 года все необходимые изыскательные работы, обеспечивающие по климатическим и прочим условиям успешное культивирование гваюлы.
5. Форсировать создание плантаций гуттаперчевого дерева с тем, чтобы в течение 5-летнего срока довести количество растений до 200 000 штук...
7. Вследствие того, что флора СССР на каучуконосность не изучена, что при ее исследовании возможны новые обнаружения эффективных каучуконосов, признать необходимым проведение в 1931-1932 гг. изучения растительности Союза...
10. Профсоюзу химиков оказывать всемерное содействие тресту "Каучуконос" по созданию и развитию плантационного и заводского хозяйства и научно-исследовательских работ.
Протокол заседания Политбюро #22, 1931
Способ получения каучука из кок-сагыза и подобных ему растений. Очищенные от листьев корни разделываются на корнерезке и измельчаются в дезинтеграторах. Затем вся эта масса варится и благодаря тому, что каучук легче он всплывает и отделяется от остатков корней. Затем каучук поступает на промывные вальцы, сушится и он готов к употреблению. Каучук из наших каучуконосов не уступает по качестве импортному из сока гевеи. Для обеспечения независимости страны от каучукового импорта с середины 30-ых годов развёртываются плантации своих каучуконосов. При том с 1929 года была проделана работа по изучению способа размножения, посева, удобрения, изучены сроки созревания, найдены средства борьбы с вредителями и болезнями растений работы вёл научно исследовательский институт каучука и гуттаперчи и рекомендован каучукпромхозам. К 1935 году СССР произвёл 140 тонн каучука из сагызов.
Кок-сагыз - многолетнее, неприхотливое растение, распространенное в Казахстане на отрогах Тянь-Шаня. Районирован в Австралии и на Тасмании в последнее время идут эксперименты с выделением каучука из кок-сагыза в США (там он известен как русский одуванчик, эксперименты связаны с тем, что цена на натуральный каучук постоянно растёт и синтетический каучук не в состаянии полностью заменить натуральный). Культивировалось в степной и даже лесной полосе СССР, но вследствие огромного развития нефтеперерабатывающей промышленности, директивами XIX съезда КПСС предусмотрено всемерно развить производство синтетического каучука на базе использования нефтяных газов. В виду этого культивирование кок-сагыза прекратилось. Латекс кок-сагыза имеет ряд особенностей по сравнению латексом гевеи. Значительную часть сухого вещества составляют растворимые в воде сахара и азотистые вещества. Частицы каучука имеют сферическую форму, причем диаметр видимых в микроскоп частиц колеблется в пределах от 0 5 до 1 6 мкм. На воздухе латекс быстро коагулирует. Каучук в кок-сагызе содержится в млечниках, расположенных концентрическими кругами в коре корня. Кок-сагыз в своих корнях наряду с каучуком содержит полисахарид инулин. Технология извлечения каучука из кок-сагыза предусматривает и использование инулина для получения этилового спирта. При этом первоначально извлекается инулин, а затем выделяется каучук. В однолетнем корне кок-сагыза ( в сухом состоянии) содержится 6 % каучука ( хлороформенный экстракт), 9 % растворимых углеводов ( главным образом инулина), 25 % смолы, 54 % - некаучуковых компонентов ( лигнина, белков, клетчатки и пр). Извлечение каучука из кок-сагыза не вызывает особых затруднений. Для этого корни первоначально подвергаются микробиологической ( сбраживание) или химической ( воздействие щелочей) обработке с целью разрушения древесинной части корня. Деструктированную таким образом массу измельчают, а затем подвергают центрифугированию, в результате чего каучук отделяется от оставшейся древесины. Этот же результат достигается, если мажу обрабатывать в шаровых мельницах; в которых происходит агломерация каучука в легко отделимые от древесины желваки. После промывки и листования на вальцах технический каучук содержит около 12 / г смол.
Тау-сагыз почти тоже самое. Рекомендую книгу, она в сети есть: "Тау-сагыз, приёмы выращивания в средней азии" П.В.Бондаренко; С.Г.Тараканов издательство УзФАН, Ташкент 1941г.
Крым-сагыз опять же почти тоже самое. Рекомендую книгу, она есть в сети: "Крым-сагыз приёмы выращивания в средней азии" П.В.Бондаренко УзФАН, Ташкент 1941г.
Кендырь как получали из него каучук мне выяснить пока не удалось так, что озвучу только, что это за растение.Кендырь ланцетолистный - многолетнее травянистое растение. Различают кендырь конопляный и кендырь веницианский. Высота его 80-120 см. Семейство (лат): Apocynaceae; Семейство (рус): Кутровые. Находится на восточной границе. Распространён в Западной (Иртышский, Алтайский районы) и Восточной Сибири (Ангаро-Саянский, Даурский районы), в Средней Азии, в Казахстане, Таджикистане, Узбекистане. Растет на песчаных, галечниковых, щебенистых, каменистых склонах, в поймах рек, на лугах, солончаках, склонах оврагов, среди камышей, на старых рисовых полях, на равнине и в предгорьях. Стебель прямой, гладкий, светло-бурый, с длинными междоузлиями, в верхней части ветвистый; Листья супротивные, с короткими черешками, продолговатые или ланцетные, 2-6 см длиной и до 2 см шириной. Соцветие метельчатое, цветки на коротких цветоножках. Чашечка с белопленчатыми по краю лопастями, около 2 мм длиной. Венчик 6-8 мм длиной, ширококолокольчатый, с обеих сторон железистоопушенный, с тупыми лопастями. Листовки 12-20 см длиной и 0,4 см шириной, голые. Семена крупноячеистые, продолговатые, мелкие, с пучками длинных волосков. С лечебной целью используют корни растения. В народной медицине настой корней применяют как сердечное средство при сердечно-сосудистой недостаточности. Стебли дают длинное прочное волокно, пригодное для изготовления парусины, веревок, по прочности приближающихся к конопляным но с повышенной стойкостью в воде.. Семена (летучки) употребляются для набивки спасательных поясов. Цветет летом, плодоносит в августе - сентябре. Растение содержит карденолиды.
Гваюла (лат. Parthenium argentatum) - невысокий сильно ветвистый кустарник семейства Астровые, произрастающий в Северной Мексике и на юго-западе США. Это растение иногда культивируется как каучуконосное. Однако получаемый из него каучук невысокого качества, так как латекс содержит большое количество смолистых веществ. Подробней про современное положение дел смотри статью: https://news.mail.ru/economics/9694359/
Раньше писали "гвайюла". Гваюла накапливает каучук не в млечном соке, а в клетках паренхимы коры и сердцевинах лучей. При этом в первом вегетационном периоде не происходит накопления каучука в сколько нибудь ценном количестве. Каучук содержится только в 5-8 летних диких растениях, в культурных растениях американцами получен результат на 4-ом году. Одна из трудностей которую преодолевали американцы это плохая всхожесть семян (причём у наших такой проблемы не возникло). Общая проблема это не вызреваемость семян за один год.
Так же СССР получил способ производства синтетического каучука первым в мире в промышленном масштабе. Как только было выяснено строение молекулы каучука, возник вопрос об его синтезе в лаборатории этот синтез был осуществлён легко изопрен из жидкости превращался в вязкую упругую массу , очень напоминающую по своим свойством природный каучук. Но сам изопрен (в те времена) получать сложно и дорого по этому промышленного распространения метод не получил. Толчком к усиленному поиску синтеза каучука послужила всё возрастающая с каждым годом его потребность. Способ нашли немецкие химики спасая, оставшиеся в первую мировую без доступа к природному каучуку Германию. Способ заключается в выделение из угля, воды и известняка диметилбутадиена который при полимеризации образует каучукообразную массу, но после войны производство это было прекращено из за падений цены на природный каучук. В 1927 году ВСНХ объявил конкурс на разработку практического метода получения синтетического каучука. Через несколько лет в Ленинграде был построен опытный завод синтетического каучука получен положительный опыт и построены заводы в Ярославле, Воронеже, Ефремове и Казане. Так же в Ленинграде в 1930 (ориентировочно) был пущен ещё один опытный завод по другому методу 'совпрена'. Правда синтетический каучук не обладал всеми качествами природного и не мог полностью его заменить. Академик Лебедев с сотрудниками изобрёл способ (дешевый способ) получения каучука из бутадиена. Сам способ состоял из разложения паров спирта в особой печи на бутадиен и другие вещества, очистки бутадиена охлаждением и растворением в керосине с последующим выделением бутадиена из керосина нагреванием.
Вот что писали в технической энциклопедии от 1927 года про каучук (приведу вкратце статью).
Каучук основной исходный материал для получения резиновых изделий. До середины 19 века резиновая промышленность находилась в младенческом состоянии и только изобретение вулканизации открыло применение каучуку в немыслимых до той поры горизонтах.
Мировой обзор добычи каучука: Первая цифра год, вторая мировая добыча каучука, третья в Английских владениях, четвёртая в Голанских владениях.
1827 - 3т
1840 - 370т
1866 - 1000т
1870 - 3600т
1880 - 10000т
1890 - 13000т
1900 - 53890т
1903 - 56000т
1908 - 65000т
1915 - 156000т
1921 - 286000т
1923 - 338 тыс т из них 214 тыс т в англ владениях 131 тыс т в Голанских владениях
1924 - 420 тыс т из них 218 тыс т англ вл и 162 тыс т г. вл.
1925 - 516 тыс т - 240 тыс т- 191 тыс т
1926 - 618 тыс т - 345 тыс т - 220 тыс т
1927 - 614 тыс т - 297 тыс т - 229 тыс т
1928 - 620 тыс т - 334 тыс т - 225 тыс т
Потребление каучука по странам на 1928 год
США - 405 тыс т
Англия - 50 тыс т
Германия - 45 тыс т
Франция - 35 тыс т
Канада - 30 тыс т
Япония - 21 тыс т
Италия - 15 тыс т
Австралия 12 тыс т
СССР - 11 тыс т
Бельгия - 8 тыс т
Центральная Европа - 3 тыс т
Скандинавия - 3 тыс т
Голландия - 2 тыс т
Испания, Португалия - 2 тыс т
Прочие страны -3 тыс т.
(ка видим цифры потребления и мировой добычи не сходятся на 25 тыс т я могу объяснить только тем, что в статистику подсчёта вошли не все мировые поставки)
По плантациям:
Азиатские плантации
1910 - 11,4%
1911 - 18,5%
1912 - 29%
1913 - 44,5%
1914 - 60,5%
1915 - 68%
1916 - 75,3%
1917 - 79,5%
1918 - 82,5%
1919 - 87%
1920 - 89%
1921 - 92%
1928 - 94%
Южная Америка соответственно годам в процентах: 48; 46; 43,7; 37; 32,5; 25,5; 18,5; 15,8; 13; 10,5; 8,5; 6,7; 5.
Соревнование между Англией и Голландией было причиной введения плана Стивенсона, который устанавливал искусственное ограничение добычи каучука с целью прекращения падения цен он действовал до 1928 года и не был продлён так как для Англии оказалось не выгодным ограничивать продукцию своих плантаций, тем более что влияние этой меры на цену было не велико.
Сорта дикого каучука:
Пара-каучук - добывается на Амазонке и её притоках, самый лучший сорт получается из сока дерева Hevea brasiliensis при надрезании коры. Сок собирается в ёмкость в которую макают деревянную лопатку которую потом коптят над костром. При копчении образуется тонкий слой каучука на лопатке. Процесс повторяют многократно, затем отдирают наслоения от лопатки. Процесс очень небыстрый.
Абба-каучук
Арумиви-каучук оба метода не промышленные их применяют везде, где растут каучуконосные деревья все эти кустарные методы не поддаются учёту и по качестве проигрывают пара-каучуку и плантационному каучуку.
Плантационный каучук. Идея выращивать каучуконос на плантации примерно развилась в метод к началу 19 века, однако широкое распространение получила только к концу 19 века. Этот метод стал результатом упорного труда по селекции и культуре всевозможных растений и комбинаций их. Самым лучшим растением оказалась всё та же бразильская гевея но если дикая даёт около 15 кг сока в сутки, то плантационная 75 кг сока в сутки.
Площадь плантаций гевеи в азии:
1902 - 2 тыс акров
1904 - 36 тыс акров
1908 - 611 тыс акров
1913 - 2071 тыс акров
1918 - 3521 тыс акров
1920 - 4058 тыс акров
1922 - 4200 тыс акров
1927 - 6163 тыс акров из них 3484 Английские владения, 2499 Голанские владения и 180 остальные.
На один акр приходится около 80-100 деревьев они дают около 400 кг в год. Подсечка коры делается таким образом что в работе находится четверть коры дерева потому, что
в следующий раз можно будет использовать этот участок через четыре года.