Top

Резиновая революция

Седьмого августа 1931 года заведующий кафедрой химии Ленинградского университета Сергей Васильевич Лебедев был награжден орденом Ленина за «особо выдающиеся заслуги по разрешению проблемы получения синтетического каучука». Об этом событии написали не только советские газеты, но и западная пресса. Знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон тут же выступил с публичным комментарием: «Я лично пытался получить синтетический каучук, и убедился, что это невозможно, поэтому сообщения из Страны Советов – очередная ложь».

Из цикла «Жизнь замечательных идей»
Москва, 1926 год
Международный конкурс на лучший способ получения синтетического каучука Всесоюзный Совет Народного Хозяйства (ВСНХ) объявил 11 апреля 1926 года. Условия конкурса были достаточно жесткими. Синтетический каучук нужно было изготовить в СССР и из отечественного сырья. При этом его цена не должна была превышать среднюю мировую цену за последние пять лет, а по качеству он должен быть не хуже натурального каучука. Два килограмма готового образца необходимо было доставить в Москву не позже 24 часов 31 декабря 1927 года.
Острая потребность в собственном каучуке у молодого советского государства возникла в самом начале двадцатых годов, когда началась индустриализация промышленности.
До Первой мировой войны русские заводы вырабатывали из привозного каучука примерно двенадцать тысяч тонн резины в год. Этого количества хватало впритык. Но после революции потребности страны в каучуке возросли на порядок. На оснастку одного только корабля уходило 68 тонн резины. По восемьсот килограммов требовалось каждому танку и по шестьсот каждому самолету. С каждым годом приходилось закупать за границей все больше и больше натурального каучука. А стоил он, между прочим, немало – две тысячи четыреста золотых рублей за тонну. И заменить его было нечем. Уникальный материал — водонепроницаемый, гибкий, способный растягиваться в несколько раз.

Справка: Молекула каучука похожа на пружинящие спирали. Эти спирали в свою очередь свернуты в клубки. При растягивании молекулы распрямляются, и образец каучука или изделие из него растягивается. А при снятии нагрузки молекулы возвращаются в прежнее состояние.

Но проблема была не только в дороговизне каучука. Гораздо неприятней для молодого советского государства была зависимость от поставщиков. А основным поставщиком натурального каучука в то время была Британия – наш заклятый империалистический враг.

Именно поэтому разработку промышленного способа производства синтетического каучука руководство страны посчитало одной из первоочередных государственных задач и объявило международный конкурс. Премия была назначена огромная – сто тысяч рублей. Вот только работу участники должны были проделать за свой счет. И в нереальные сроки.

Каучуковые истории
С натуральным каучуком Европу познакомил Христофор Колумб. Испанский адмирал привез из Южной Америки несколько диковин, изготовленных индейцами из затвердевшего млечного сока гевеи. Индейцы называли этот материал «кау-учу». От слов «кау» — дерево и «учу» – плакать. В Европе того времени «слезы дерева» никого не заинтересовали, а потом про них и вовсе забыли. Каучук был заново открыт для Европы в 1738 году французской экспедицией Шарля де ля Кондамина. Но первое практическое применение «слезам дерева» нашлось только в 1770 году, когда англичанин Джозеф Пристли обнаружил, что кусочек каучука стирает линии, нанесенные графитовым карандашом.

Ленинград, 1926 год
Участников конкурса на лучший способ получения синтетического каучука было не очень много. Поскольку такую задачу и за такие короткие сроки мог решить только высококлассный специалист, имеющий в своем распоряжении хорошо оборудованную лабораторию. В нашей стране на тот момент было всего две такие специализированные лаборатории – лаборатория на кафедре химии Ленинградского университета, которой руководил профессор Лебедев, и лаборатория профессора Бызова, работавшая на опытной станции при заводе «Красный треугольник». Между ними – Лебедевым и Бызовым — фактически и развернулась основная борьба.

Сергей Васильевич Лебедев хорошо представлял себе все трудности, связанные с производством синтетического каучука, но, тем не менее, решил принять участие в конкурсе. Как раз в тот год Лебедев возглавил кафедру общей химии Ленинградского университета, и у него в распоряжении была собственная лаборатория. Помогать Сергею Васильевичу вызвалось несколько его учеников и студентов. Получилась рабочая группа из восьми человек.
Чтобы успеть к сроку, группе нужно было работать по очень жесткому графику. Все было расписано по минутам. Рабочий день начинался в девять утра, заканчивался в 11 часов вечера. Никаких выходных, отпусков, праздников. Никакого подсобного персонала. И все это без оплаты.
А время было очень трудное. Не хватало порой даже самых простых вещей. Лебедеву и его студентам пришлось много чего делать своими руками. Например, выдувать стеклянные колбы. Чинить обмотку электропечей. Добывать лед. Холодильников в то время не было, для охлаждения использовали смесь соли и льда. Соль, понятное дело, покупали в магазине. А лед рубили на Неве. В иные дни в лабораторию приходилось натаскивать по пятьдесят ведер колотого льда.
При этом Лебедев сразу предупредил свою группу, что результат этой напряженной работы может оказаться… нулевым.
В это, конечно же, никто не поверил. Выдающийся химик — и нулевой результат? Прославленный ученый с мировым именем – и не сможет решить проблему синтеза каучука? Тем более с что полимеризацией углеводородов Лебедев был хорошо знаком. Исследованием диолефиновых углеводородов Сергей Васильевич занимался с тех самых пор, как закончил физико-математическое отделение Петербургского университета, то есть четверть века. Этой теме была также посвящена его магистерская диссертация.

Борис Васильевич Бызов тоже без долгих раздумий принял решение участвовать в объявленном конкурсе на лучший способ получения синтетического каучука. Он, как и Лебедев, был одним из ведущих отечественных химиков, крупным специалистом по резине. Вся жизнь Бызова была связана с каучуком и с «Треугольником» — первым в России заводом резиновых изделий.
Бызов пришел работать на «Треугольник» сразу же после окончания Петербургского университета – в 1903 году. Там он руководил лабораторией, занимался научной работой.
Во время Первой мировой войны Бызов принимал участие в организации производства противогазов и даже выпустил «Краткий курс технологии каучука в связи с изготовлением противогазовых масок». А еще по его инициативе издавался журнал «Новости резиновой промышленности».
В 1918 году Борис Васильевич Бызов стал профессором химии второго Политехнического и Педагогических институтов Ленинграда. В 1923-ем году профессор Бызов получил новое назначение – ему предложили возглавить кафедру химии Ленинградского Технологического института. Но и с заводской лабораторией он не расстался. Правда, теперь это была уже не просто лаборатория, а филиал научно-исследовательского института. И завод «Треугольник», переименованный в «Красный треугольник», тоже был теперь не просто заводом, а научно-техническим центром резиновой промышленности.
В своей лаборатории по долгу службы Борис Васильевич Бызов занимался химией и технологией каучука и резины. Но основным направлением его научной деятельности был пиролиз, то есть, разложение нефти. Еще в 1915 году Бызов разработал способ получения дивинила пиролизом нефти и оформил на этот метод патент.

Справка: Дивинил или бутадиен, бесцветный газ, который получают путем разложения нефти или перегонкой этилового спирта. Дивинил относится к группе диолефиновых углеводородов.

В процессе этой работы Бызову удалось синтезировать несколько граммов дивинилового каучука. Но это был всего лишь побочный продукт его экспериментов.

Свои несколько граммов дивинилового каучука Сергей Васильевич Лебедев получил на шесть лет раньше Бызова, в 1909 году. Лебедев тогда работал простым лаборантом в Петербургском университете и в свободное время занимался исследовательской работой. Каучукоподобное вещество он получил в процессе полимеризации дивинила.

Справка: Полимеризация – это многократное присоединение друг к другу однородных молекул. В результате из отдельных молекул-мономеров образуются длинные и гибкие, линейные или разветвленные цепи – полимеры.

Но теперь и Лебедеву, и Бызову нужно было предоставить экспертной комиссии не несколько граммов, а два килограмма синтетического каучука. Да плюс еще приложить описание технологии, аппаратуры, расчет стоимости продукции при массовой выработке. Однако это был бы уже второй этап работы. Сначала двум группам, участвующим в конкурсе, нужно было определиться с исходным продуктом. То есть, с тем самым химическим веществом, из которого можно было бы получать каучук в промышленных масштабах.

Каучуковые истории
Создателем первой водонепроницаемой одежды считается шотландский химик Чарльз Макинтош. В 1823 году он проложил между двумя кусками ткани тонкий слой каучука, запатентовал свое изобретение и простроил фабрику по производству водонепроницаемых плащей, которые стали называть «макинтошами» в честь их создателя.

На самом деле еще за тридцать лет до Макинтоша непромокаемую одежду из ткани, обработанной раствором каучука в скипидаре, придумал английский фабрикант Самуэль Пил.

В Америке был свой создатель плащей и галош – житель Бостона Чаффи. Но никто из этих изобретателей не смог справиться с одной проблемой. В плащах Пила и Макинтоша, в обуви и одежде Чаффи можно было ходить только весной и осенью. Зимой она трескалась от холода, а летом расплавлялась от жары, превращаясь в липкую вонючую массу.

Англия, 1860 год
Первые попытки синтезировать искусственный каучук начались еще в середине девятнадцатого века. Задолго до того, как в нем возникла острая необходимость, связанная с развитием автомобильной промышленности. Для химиков того времени проблема полимеризации каучука была, по сути, заковыристой задачей – сложной и оттого еще более интересной.

Для того чтобы синтезировать природный материал, нужно было сначала определить его химический состав. В 1860 году английский ученый Вильямс, путем сухой перегонки натурального каучука, выделил из него изопрен. Это была легкая бесцветная жидкость со специфическим запахом.
Постепенно выяснилось, что девять десятых состава натурального каучука приходится на полиизопрен — высокомолекулярный углеводород, длинные цепи которого состоят из отдельных молекул-мономеров изопрена.
Когда состав каучука был изучен, определился следующий круг задач. Чтобы производить синтетический каучук, нужно было научиться получать изопрен из каких-то других химических веществ и разработать способ полимеризации изопрена.
В 1879 году профессор парижской высшей школы фармации Густав Бушард взял изопрен, полученный из натурального каучука, нагрел его, а затем обработал соляной кислотой и в результате осуществил обратную химическую реакцию, то есть, получил каучукоподобное вещество.
Независимый источник изопрена был найден в 1884 году. Английский химик В.Тилден выделил изопрен из скипидара. Но этот способ был непригоден для промышленного производства из-за дороговизны исходного сырья и сложности технологических процессов. Натуральный бразильский каучук обходился гораздо дешевле.
И тогда ученые решили оправиться на поиски других путей. И выяснить: так ли уж для производства каучука необходим изопрен? Может быть, подойдут какие-то другие углеводороды: более дешевые и более доступные.
В 1899 году русский химик Иван Лаврентьевич Кондаков открыл, что в каучукоподобное вещество превращается также диметалбутадиен или дивинил. Причем для этого превращения не нужны были сложные технические процессы. Полимеризация дивинила шла сама по себе под воздействием света. Правда, шла очень долго – около года.

Из этого самого дивинила молодой лаборант Лебедев и получил в 1909 году свои первые два с половиной грамма дивинилового каучука. Но не совсем по методу Кондакова. Лебедеву удалось подобрать некоторые реагенты, которые ускорили реакцию полимеризации дивинила при рассеянном свете.

В том же году Сергей Васильевич Лебедев отправил статью с описанием своей работы в немецкий химический журнал «Liebig’s Annallen der Chemie». Но рукопись вернули обратно, сославшись на плохой перевод. А через год в другом немецком химическом журнале «Chemiker Zeitung» появилась статья немецкого ученого Гарриеса на ту же тему. Возмущению коллег Лебедева не было предела – мало того, что Гарриес позаимствовал основные положения из статьи Лебедева, так он еще и претендовал на патент.
К счастью, выяснилось, что Карл Дитрих Гарриес не собирался красть идеи молодого русского химика. Он запатентовал способ полимеризации изопрена, а не дивинила. К тому же в его методе была еще одна существенная деталь, отличная от метода Лебедева. Полимеризацию изопрена он осуществлял под воздействием металлического натрия.

Через несколько лет – в 1914 году – английские химики Мэтьюс и Стрэндж, объединив методы Лебедева и Гарриеса, получили из дивинила в присутствии металлического натрия синтетический каучук очень высокого качества. Но их работа так и осталась лабораторным опытом. На это были свои причины. Во-первых, на тот момент в Европе еще не был разработан способ производства дивинила в промышленных объемах. А во-вторых, Мэтьюсу и Стрэнджу не удалось создать установку для полимеризации дивинила в заводских условиях.
А вот в России одна из этих проблем была к тому времени уже решена. Еще в 1911 году химик-органик Иван Иванович Остромысленский разработал метод получения дивинила из спирта. Спирт был дешевым и легкодоступным сырьем, производство его в России было давно и хорошо налажено.

После открытий Кондакова и Остромысленского многие считали, что разработка промышленного способа создания синтетического каучука – вопрос самого ближайшего времени. Но дальше научных исследований и получений крохотных лабораторных образцов дело не шло.

«Количество опубликованных исследований, однако, значительно меньше числа взятых патентов».
Сергей Васильевич Лебедев, из публикации в журнале «Русское химическое общество» за 1913 год.

Одним из химиков, запатентовавших метод получения искусственного каучука, был немецкий ученый Фриц Гофман. Он осуществил синтез каучука из диметилбутадиена в середине августа 1909 года. И уже через четыре недели – 12 сентября – Имперское патентное ведомство выдало ему соответствующий документ за номером 250 690.
Гофман не претендовал на открытие. В описании своего метода он упомянул, что за основу были взяты разработки русского химика Кондакова. Тем не менее, этот патент сыграл свою роль в истории. Он, конечно же, не давал основание немецкому химику считаться изобретателем синтетического каучука, но зато теперь Германия могла с полным правом претендовать на приоритет в данной области.

Каучуковые истории
«Если вы увидите человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с резиновым кошельком, а в кошельке ни единого цента, то можете не сомневаться – это Гудиер». Так шутили современники Гудиера, одержимого фанатика… резины. Пытаясь преодолеть проблему липкости каучука, Гудиер смешивал его со всем, что попадалось под руку: солью, перцем, песком, маслом, супом, сажей, чернилами. Он потратил на эти опыты несколько лет жизни и все состояние семьи, вплоть до постельного белья и школьных учебников своих детей. В конце концов, жена Гуидера Кларисса потребовала от мужа прекратить нелепые эксперименты. Гудиер, конечно же, пообещал, но удержаться не смог. Однажды Кларисса вернулась домой в самый разгар эксперимента по смешиванию каучука с серой. Опасаясь скандала, Гудиер бросил кусок каучука в печь. К его величайшему удивлению каучук не сгорел, а обуглился, как кожа, и перестал липнуть. Сегодня тот самый материал, изобретенный Гудиером в 1839 году, принято называть резиной. А открытый им процесс – вулканизацией каучука.

Ленинград, 1927 год
Борис Васильевич Бызов в качестве основного сырья для получения синтетического каучука решил использовать дивинил, полученный пиролизом нефти. Этот метод, запатентованный Бызовым еще в 1915 году, был не самым удачным из-за дороговизны исходного сырья и сложности протекания химических процессов. К тому же в то время еще не была отработана промышленная технология извлечения дивинила из нефти. Но зато Бызов играл здесь, скажем так, на своем поле. И был уверен в результате. Медленно, но верно, синтезируя по несколько граммов каучука в неделю, лаборатория Бызова шла к финалу конкурса. И осенью 1927 года у них уже было накоплено почти полтора килограмма дивинилового каучука.

А вот группе Лебедева за три месяца до окончания конкурса еще не удалось получить ни грамма заветного «диолефина» — так был обозначен их продукт в документах экспертной комиссии.
По условиям конкурса искусственный каучук нужно было получить из отечественного сырья. Это могла быть нефть, но выход дивинила из нефти не превышал пяти весовых процентов, плюс хлопотная технология, плюс сложная химическая процедура разделения нефти на фракции. Еще можно было получить каучук из скипидара. Раздобыть скипидар в количестве, нужном для получения двух килограммов образца каучука, было не так уж и сложно. А дальше? Всего производимого в стране скипидара не хватило бы для того, чтобы обеспечить сырьем хотя бы один каучуковый завод. Оставался спирт.
Спирт в то время изготавливали из картошки. Лебедев подсчитал, что с одного гектара картофельного поля можно было бы получить столько же каучука, сколько его дает один гектар тропической гевеи.
Из-за экономии времени группа Лебедева решила не заниматься перегонкой спирта из картошки, а использовать готовый – со склада Военно-медицинской Академии, где профессор Лебедев еще до недавнего времени руководил кафедрой, и где его по-прежнему помнили и любили.
И тут возникли проблемы. Сначала никак не могли подобрать катализатор для химической реакции. Потом несколько месяцев сражались с лабораторными электропечами, которые то не хотели выдерживать нужный температурный режим, то перегорали. В конце концов, в сентябре 1927 года группе Лебедева удалось получить первые двести граммов жидкого дивинила. Но радость была недолгой – дивинил оказался очень летучим веществом и за ночь «сбежал» из колбы. Пришлось все начинать сначала. Только теперь дивинил разливали не в колбы, а в бутылки из-под лимонада, с завинчивающейся пробкой. Можно было приступать ко второму этапу – полимеризации.
На отработку новых технологий времени уже не оставалось, поэтому профессор Лебедев решил использовать метод, описанный английскими химиками Мэтьюсом и Стрэнджем.

«В бутылку налили дивинил, вогнали в нее натриевую проволоку. Горлышко закупорили пропитанной парафином корковой пробкой, сверху положили трехкопеечную монету, прикрутили ее снаружи толстой проволокой, как в бутылках шампанского. Внутри… постепенно обозначилось что-то вроде красноватого ореола. Дивное фиолетовое существо росло у нас на глазах, похожее на моллюска или на какой-то фантастический морской овощ… Надо было как-то назвать этот процесс, и мы окрестили его «капустизацией».
Из воспоминаний Якова Слободина, участника группы Лебедева

Через неделю «капустизация» закончилась, Лебедев извлек из бутылки с помощью штопора кусок упругого полупрозрачного вещества, похожего на вареный хрящ. С этого момент работа пошла. Запас синтетического каучука накапливался. Группа вздохнула с облегчением: успеваем.

Каучуковые истории
Массовое производство резиновых изделий в мире развернулось с середины 19 века. А настоящий резиновый бум начался в конце восьмидесятых годов, когда появились первые моторные коляски и первые пневматические шины. Резиновые шины поначалу встретили без энтузиазма, их считали опасными, потому что они не предупреждали прохожих о своем приближении. Московские власти даже ввели для владельцев тихих экипажей специальные номерные знаки особого цвета, «Дабы обиженные шинниками обыватели могли заметить своих обидчиков, чтобы привлечь их к законной ответственности».

Москва, февраль 1928 года
Итоги конкурса подводились в феврале. Всего в жюри под председательством профессора Чичибабина было представлено пять образцов синтетического каучука. Четыре исследования были выполнены советскими учеными и одно итальянским изобретателем-самоучкой. Итальянец прислал крохотный кусочек каучукоподобного материала, полученного из изопрена. Этот образец и два отечественных, извлеченных из растительного сырья, не удовлетворяли условиям конкурса. Таким образом, до финиша дошли только лаборатории Лебедева и Бызова. Но и эти две группы не выполнили все условия конкурса, предоставив только образцы каучука, без технологических разработок. Тем не менее, комиссия приняла решение присудить победу лаборатории Лебедева. Поскольку метод, предложенный профессором Бызовым, в то время не имел никаких промышленных перспектив из-за отсутствия разработанной технологии получения дивинила из нефти.
Вот только премию группе Лебедева выплатили не полностью, дали всего лишь двадцать пять тысяч. Но зато предложили продолжить исследования. Правда, теперь не за собственный счет, а за государственный.
Вскоре при Ленинградском университете была создана специальная лаборатория синтетического каучука. Она стала одной из лучших химических лабораторий того времени, и была, по сути, настоящим научным центром синтетического каучука. В свое распоряжение профессор Лебедев получил самых лучших специалистов. И к концу 1929 года его коллектив разработал всю технологию заводского процесса.
В феврале 1930 года в Ленинграде началось строительство опытного завода по производству синтетического каучука по методу Лебедева. И ровно через год – в феврале 1931-го – на этом заводе были получены двести пятьдесят килограммов дивинилового каучука. Это был первый в мире дешевый синтетический каучук, полученный заводским путем.
В том же году были заложены три каучуковых завода-гиганта – в Ярославле, Воронеже и Ефремове. Их объявили ударными комсомольскими стройками и построили в рекордное время.

Весной 1934 года на Ефремовском заводе возникли небольшие производственные проблемы. Сергей Васильевич Лебедев поехал туда в командировку. Во время этой поездки он заразился сыпным тифом и умер вскоре после возвращения в Ленинград.
По странному стечению обстоятельств в том же году и от того же сыпного тифа умер и Борис Васильевич Бызов.

Каучуковые истории
В начале тридцатых годов в СССР решение каучуковой проблемы шло по двум направлениями: производство синтетического каучука и поиск природных каучуконосов. В 1931 году в горах Тянь-Шаня был найден отечественный каучуконос — кок-сагыз. Одуванчик. В его корнях содержалось не очень много каучука, но зато по качеству он ничуть не уступал каучуку из гевеи. По указанию партии кок-сагыз был признан стратегической культурой и его начали культивировать повсеместно. От Мурманска до Туркестана. Во времена голодомора на Украине под каучуконосный одуванчик было отведено семь тысяч(!) гектаров плодородной земли. Одуванчик в нашей стране выращивали вплоть до пятьдесят четвертого года. Потом сменилась власть, сменились приоритеты, тянь-шаньский кок-сагыз вытеснила с полей кукуруза. В эти годы среди председателей колхозов ходила невеселая шутка: «Кок-сагыз пережили, осталось пережить царицу полей, и можно будет заниматься сельским хозяйством».

P.S. В 2009 году во всем мире широко отмечалось столетие изобретения синтетического каучука. Юбилейные статьи, торжественные конференции. И, конечно же, все вспоминали немецкого химика Фрица Гофмана, впервые осуществившего синтез каучука. Вот только был ли Гофман на самом деле первым?

«Вопрос о синтезе каучука, как о практической задаче, впервые был поставлен в 1909 году. В этом году и в ближайшие годы производилось обследование явлений полимеризации и связанного с этим вопросом получения синтетического каучука независимо и одновременно Лебедевым в России, Гарриесом и Гофманом в Германии, Мэтьюсом и Стрэнджем в Англии. Впоследствии вопросами синтеза каучука в России занимались Остромысленский и Бызов».
Из «Технической энциклопедии», 1935 год

А кстати, в промышленных масштабах бутадиенстирольный каучук по технологии Гофмана начали производить в Германии только в 1938 году. На семь лет позже, чем в СССР. И если бы не патент на синтез каучука, так дальновидно оформленный Гофманом в 1909 году, приоритет принадлежал бы нашей стране.

Режиссер Татьяна Малова, «Цивилизация», 2011 год

Ссылка на фильм: