Cauciucul este, astazi, un material cu multiple utilizari, in industria automobilelor, a transporturilor, a electromecanicii, a constructiilor, a produselor sportive, chirurgicale si in alte domenii, gratie proprietatilor sale elastice, de etansietate si de absorbtie a vibratiilor.
Exista cauciuc natural, obtinut din latexul secretat de arborele de cauciuc (Hevea brasiliensis), si cauciuc sintetic. Cu peste trei mii de ani in urma, locuitorii din America Centrala stiau sa amestece latexul din “copacul plangator” (“ca-hu-chu”), care crestea in bazinul Amazonului, cu alte extracte de plante, rezultand o substanta solida, elastica si impermeabila, din care confectionau haine si vase. Latexul, colectat prin crestaturi facute in scoarta copacului, este diferit de seva plantei, acesta avand un rol protector (ca si rasina, in cazul altor arbori), atunci cand trunchiul copacului este ranit.
Istoria acestui elastomer (polimer elastic), in Europa, incepe cu Charles Macintosh, inca din anul 1818. Majoritatea cercetatorilor incercasera foarte multi solventi pentru obtinerea cauciucului, inca din momentul in care arborele de cauciuc devenise cunoscut in Europa, in secolul al XVII-lea, dupa ce europenii descoperisera “lumea noua”, de peste ocean, unde Hevea brasiliensis crestea in mod natural.
Charles Macintosh, un cercetator chimist din Glasgow, pe vremea aceea un centru industrial extrem de important, in colaborare cu studentul la medicina James Syme, dezvolta un solvent derivat din carbune, pe care il folosesc pentru disolutia latexului, obtinand o substanta careia ii da numele sau – “macintosh”. La numai doi ani distanta, in 1820, Thomas Hancock descopera ca acest material poate fi revalorificat. Industriasul il folosea pentru fabricarea unor curele elastice, din care se confectionau manusi, pantofi si sosete, de fiecare data irosind bucati destul de mari, ceea ce insemna un proces costisitor.
Hancock observa ca resturile proaspat taiate puteau fi “topite” usor, motiv pentru care inventeaza un dispozitiv de “mestecare” a resturilor, folosind o presiune si o temperatura potrivite pentru unirea ulterioara. Masinaria este folosita si de catre fabrica Macintosh, Hancock tinand secret intregul proces, pana cand este fortat sa il patenteze, in anul 1837.
Descoperirea procesului de vulcanizare
Urmatorul punct cheie in istoria cauciucului este reprezentat de descoperirea procesului de vulcanizare, de catre Charles Goodyear. In timp ce climatul economic favorabil, al Marii Britanii, facea ca industria cauciucului sa se dezvolte intr-un ritm fulminant, in prima jumatate a secolului al XIX-lea, in Statele Unite ale Americii, fabricile se inchideau in perioada respectiva, fara a-si putea conserva productia nevanduta. Temperaturile ridicate faceau ca produsele din cauciuc sa se transforme in unele extrem de lipicioase, in timp ce, la temperaturi reduse, acestea deveneau foarte rigide.
In acest context, Charles Goodyear, chimist american si proprietar al unui atelier de fierarie, care a dat faliment in criza din 1828-1829, incearca sa gaseasca o solutie pentru a-si achita datoriile si se orienteaza spre obtinerea unor produse din cauciuc, experimentand mai multe tehnologii. Incearca diferite procedee de modificare a cauciucului, printre care folosirea magneziului, fierberea in zeama de lamaie, pudra de bronz si acid nitric, toate fara rezultate deosebite. In septembrie 1858, Nathaniel Hayward este cel care ii prezinta lui Goodyear ideea de a folosi sulful, in prelucrarea cauciucului.
Din pricina dificultatilor financiare, Goodye amana sa puna in practica sugestia lui Hayward, asa ca abia in anul 1841 foloseste aceasta idee, supraincalzind accidental o mixtura de sulf, cauciuc si plumb alb, modalitate care a dus la descoperirea vulcanizarii si a unui material care nu se intarea la temperaturile scazute ale iernii si nici nu devenea lipicios vara. Goodye patenteaza metoda, in decembrie 1842. Cu toate acestea, opinia publica era destul de reticenta cu acest produs, de aceea Goodye ii incredinteaza ideea sa lui Stephen Moulton, care era pe punctul de a se intoarce in Anglia, la fabrica lui Macintosh, pentru a prezenta noua varianta, imbunatatita, a materialului.
Mostrele au ajuns la Thomas Hancock, prin intermediul lui William Brockendon (cel care a dat numele procesului de vulcanizare), acesta intelegand imediat efectul folosirii sulfului, modalitate pe care o patenteaza in noiembrie 1843, cu doar cateva saptamani inainte ca Goodye sa obtina patentul pentru descoperirea sa, in Anglia.
Din acel moment, industria cauciucului a inceput sa se extinda si sa fie alimentata de catre proviziile de material (latex) aduse din Orientul indepartat. Acest lucru a fost posibil, in special, datorita lui Henry Wickham, explorator englez, care, in acea perioada, a transportat 70.000 de seminte de arbore de cauciuc, din Brazilia in Europa. Dintre aceste seminte, 1900 au germinat, fiind transportate pentru cultivare in Ceylon, Singapore si in alte colonii britanice, a caror clima permitea cresterea arborelui de cauciuc.
Descoperirea anvelopei pneumatice sau, mai bine zis, reinventarea sa, de catre John Boyd Dunlop, in 1888, a dus industria cauciucului pe noi culmi, determinand cresterea consumului, pe masura ce masinile deveneau din ce in ce mai sofisticate. Primul cauciuc de avion a fost fabricat in anul 1910. Cu un an inainte, Fritz Hoffmann obtinuse, in Germania, brevetul pentru fabricarea cauciucului sintetic.
Cercetarile industriale din anii 1950, in legatura cu laminarea acestui material, au dus la folosirea lui inclusiv in procesul de construire a podurilor, cladirilor (ca izolatie impotriva vibratiilor), dar si a tunelurilor subterane, destinate metrourilor. Studiile au fost continuate in anii ’80-’90, materialul putand fi utilizat si la protejarea cladirilor de cutremure.
Peste 70% din cauciucul natural, in prezent, intra in alcatuirea anvelopelor, in special a celor folosite in cazul masinilor de mare tonaj si a avioanelor, datorita rezistentei crescute la viteze mici si constante (reducandu-se consumul de combustibil) si datorita generarii scazute de caldura. De asemenea, acest compus natural este cunoscut a avea o aderenta mult mai mare in cazul terenurilor acoperite de zapada sau gheata. Nici aterizarea rachetelor spatiale nu ar fi posibila si nici alte domenii ale industriei nu mai pot fi concepute, astazi, fara valorificarea acestui polimer. Asadar, istoria cauciucului continua si in secolul al XXI-lea, cu produse din ce in ce mai sofisticate.
