Ось чому шини чорні

129

Чому автомобільна гума чорна?

Технології шин пройшли довгий шлях з тих пір, як Ford Model T вперше викотився з заводу в 1908 році. Сучасні шини не лише відрізняються за розміром, складності та загальній структурі, але також мають зовсім інший колір на відміну від старої гуми, застосовуваної в автопромисловості. Нагадаємо, що перші шини були білими, і лише після Першої світової війни вони стали чорними. І ось чому.

Ви коли-небудь бачили старий автомобіль, випущений на початку 20 століття? Наприклад, зверніть увагу на перші моделі Ford T. Ви напевно помічали, що в деяких перших машин були білі шини. Але у деяких старих машин колеса оснащувалися чорною гумою, приблизно такого ж кольору, як ми звикли бачити сьогодні.

Ось чому шини чорні

Але от питання: чому багато старих автомобілів мали білу гуму? Ми зв’язалися з представником компанії Michelin, щоб розгадати цю таємницю.

Ось що нам розповів представник компанії:



– На початку розвитку автопромисловості більшість автомобільних шин мали більш світлий відтінок з-за природного кольору гуми, яка використовується у виробництві. Така світла гума випускалася по всьому світу до 1917 року, коли виробники почали додавати до складу гуми вуглецеву сажу (тонкозернистая сажа). Ця сажа дозволила домогтися десятикратного збільшення зносостійкості автомобільних покришок.

А все це стало можливим завдяки відкриттю інженера-хіміка Джека Кеніга, який науковим шляхом довів, що без додавання в склад гуми сажі шин вистачить максимум на 8000 км. Для порівняння: завдяки сажі та сучасним матеріалам ресурс сьогоднішніх автомобільних шин становить від 12 000 до 30 000 км. Також за рахунок сажі збільшився термін служби шин. Наприклад, навіть найдешевша гума сьогодні може без особливих проблем служити три, чотири, п’ять і більше років. Ви уявляєте, як швидко зношувалися гума, що випускається автопромышленностью на початку 21 століття, порівняно з сьогоднішніми покришками?

Ось чому шини чорні

В тому числі представник компанії Michelin заявив, що вуглецева сажа зараз становить до 30 відсотків від загального складу гуми. Крім того крім збільшення зносостійкості сажа надає шинам чорний колір. Це захищає гуму від ультрафіолетових променів, які можуть викликати розтріскування шин. У тому числі сажа дає пластичність шинам, що покращує зчеплення з дорогою.

Дивіться також: найкорисніші технології в сучасних автомобілях

До речі, про переваги додавання сажі до складу покришок розповідає і компанія Whitewall, відзначаючи, що сажа робить шини міцніше. У своєму блозі про унікальному властивості сажі, яка додається при виробництві шин, пише і компанія Goodyear, підкреслюючи, що сажа покращує стійкість покришок до озону, а також дає їм краще зчеплення з дорожньою поверхнею. У тому числі Goodyear говорить про те, що сажа допомагає протектору гуми переносити тепло, яке утворюється від зчеплення з дорогою, що збільшує термін служби покришок.

Так, а тепер настав час запитати:

Що таке вуглецева сажа?

Ось чому шини чорні

Вуглецева сажа є продуктом вуглеводню, що пройшов неповне згоряння і чий «дим» містить дрібні чорні частинки, що складаються повністю з елементарного вуглецю.

Протягом багатьох років вуглецева сажа виготовлялася різними способами. Наприклад, раніше її отримували за допомогою масляної лампи, полум’я якої потрапляло на холодну поверхню, де і утворювалася порошкоподібна сажа (летюча сажа), яку потрібно було зчищати. Протягом багатьох століть ця сажа використовувалася в якості чорнил.

Але в 1970-х роках стався прорив, який назвали канальним процесом. По суті, у світі з’явилася нова технологія видобутку вуглецевої сажі шляхом спалювання природного газу із застосуванням водяного охолодження за допомогою металевих каналів. В результаті цього процесу утворюються вуглецеві відкладення.

Причому ця технологія дозволила видобувати сажу у великих промислових масштабах, що в підсумку вплинуло і на виробництво гуми. Причому цей проривний інноваційний спосіб отримання сажі дозволяв добувати більш дрібну фракцію вуглецю, яку було зручно додавати в автомобільну гуму.

У підсумку завдяки новій технології видобутку вуглецевої сажі в автосвіті з’явилася більш довговічна гума, здатна проїхати більше 20 000 км і служити кілька років. Це реально був світовий прорив.

На жаль, цей процес видобутку сажі не був ефективним і екологічно чистим. Ось фото знімок, який демонструє, як дим від таких виробництв поширювався на багато кілометрів від місця видобутку сажі.

Ось чому шини чорні

Сьогодні основний спосіб видобутку сажі називається «пічним процесом». Нафта або газ закачується в піч, де згорає разом з попередньо нагрітим киснем (див. малюнок нижче).

Високі температури цієї реакції змушують вихідна сировина перетворюватися в дим, який охолоджується водою і фільтрується у вигляді крихітних шматочків сажі та газу. Далі виходить тонкоподрібнений порошок, який з допомогою води і зв’язують хімічних речовин приймає необхідну форму.

Ось чому шини чорні

Порошок вуглецевої сажі надзвичайно тонкий. Для того щоб побачити справжню форму матеріалу, необхідно використовувати електронний мікроскоп, через який можна виявити крихітні частинки розміром від 10 до 500 нм.

Ось чому шини чорні

Подивившись у такий мікроскоп на сажу, ви побачите, як структура цієї речовини зливається в ланцюги різної форми.

За словами представника компанії Birla Carbon, яка є найбільшим в світі виробником сажі, розмір частинок, а також складових агрегатів» дозволяє при змішуванні з гумою давати їй опір коченню, міцність, чорний колір, провідність і погодостійкість.

До речі, у світі існує безліч різних марок сажі, які класифікуються в залежності від їх площі поверхні, а також швидкості затвердіння гуми.

Справа в тому, що сажа додається не тільки в шини, але і практично в будь-які гумові вироби: гумові стрічки конвеєрні, подушки двигуна, приводні ремені і, звичайно, в високопродуктивні шини.

Як світова війна, можливо, стала причиною появи чорних шин

Ось чому шини чорні

Історія того, як шини отримали свій чорний колір, складна і захоплююча, але також і каламутна. В автосвіті існують різні версії, коли саме і з-за чого вперше виробники шин вирішили використовувати вуглець.

Цілком можливо, що чорними шини стали в результаті нестачі боєприпасів під час Першої світової війни.

Так, є версія, що на початку 1900-х років виробники шин з’ясували, що вони можуть додавати до каучуку оксид магнію для збільшення міцності покришок. Але оксид магнію був необхідний у промисловості для виробництва боєприпасів під час Першої світової війни.

Справа в тому, що в ті роки для виготовлення боєприпасів використовували латунь і мідь, якої катастрофічно не вистачало. У підсумку виробникам шин заборонили при виготовленні продукції використовувати не тільки латунь, але і оксид міді. Так що виробники були змушені шукати якісь інші хімічні речовини для збільшення міцності і довговічності автомобільних покришок. І це речовина було знайдено. Ним стала сажа.

До речі, представник компанії Michelin також розповів нам, що перші чорні шини їх компанія випустила в 1917 році, вони називалися «Універсальний Tread Covers» і рекламувалися як шини, побудовані для «всіх доріг і будь-яких погодних умов».

Ось чому шини чорні

Але компанія Michelin була не першою, хто почав додавати до шини сажу. Як ми вже сказали, багато виробників покришок це почали робити ще під час Першої світової війни. У результаті вже до початку масового виробництва автомобілів, багато з них вже поставлялися з чорною гумою завдяки сажі, яка зробила шини міцніше і довговічніше. Але шини могли бути ще краще, якби у виробників під час Першої світової війни був доступ до альтернативних хімічних речовин, які, також як і сажа, покращують властивості гуми.

Ось чому шини чорні

Загалом, факт залишається фактом: саме під час Першої світової війни сажа взяла верх над іншими хімічними речовинами, раніше популярними серед виробників автомобільних покришок. Зокрема, повторимо, що виробники шин перестали додавати в них оксид цинку, магнію і т. д. Але світ не пошкодував про це, а також покупці автомобілів. Шини з-за сажі не тільки стали виглядати більш стильно, але і стали за якістю навіть краще, ніж при додаванні інших хімічних речовин. А найголовніше – шини з сажею максимально довго зберігають свій колір і захищають покришки від руйнівного впливу ультрафіолету.

Дивіться також: Кращі поПоради щодо купівлі шин в Мережі

Ну і, нарешті, що найбільше дивує, це те, що впродовж стількох років сажа використовується і в сучасних шинах. Як не дивно, за довгі роки автопромисловість так і не винайшла більш ефективну альтернативу сажі для використання її в автомобільній гумі.

Так що скажіть спасибі тим, хто вирішив застосовувати на початку 20 століття в шинах сажу. Інакше, цілком можливо, автомобільні колеса сьогодні мали б дивний, некрасивий колір.