Ursprung und Entwicklung des Kautschuks

Kautschuk, oder im Volksmund auch Kautschuk genannt, begleitet die Menschheit seit unglaublichen fünf Jahrhunderten. Was waren die ersten Anfänge seiner Entstehung, wie haben sich seine Produktion und sein Verbrauch entwickelt, in welche Richtung geht seine Forschung und Nutzung in heutigen Zeiten? Wenn Sie sich auch für dieses unglaublich vitale und vielseitig einsetzbares Material interessieren, lade ich Sie zu einer kleinen Zeitreise ein!

Dokumentierte Anfänge der Gumminutzung

Im 16. Jahrhundert haben sich die Europäer in Amerika bei den Mayas und Azteken mit Latex bekannt gemacht. Es war eine milchig-weiße Flüssigkeit, die aus der Rinde eines Gummibaums herauslief. Die ursprünglichen Bewohner in Amerika verwendeten es, um Spielbälle herzustellen.

Wann haben die anderen Europäer über die Existenz des neuen Stoffes erfahren?
Die ersten Erwähnungen des Kautschuks in europäischen Schriftstücken stammen aus dem Jahr 1535. Die aus Südamerika zurückkehrenden Spanier beschreiben den Saft des „weinenden Holzes“. Sie erwähnen, dass die Indianer daraus elastische Bälle herstellen, die vom Boden in die Höhe zurückgeprallt werden.

Im Jahr 1745 erschien „Gummi“ in seiner materiellen Form in Europa, als ihn der Franzose Charles de la Condamine brachte und der Französischen Akademie der Wissenschaften präsentierte. 1751 schlug der Franzose Fresneau vor, Schläuche, wasserdichte Kleidung und andere Bedarfsgegenstände aus Gummi herzustellen.

Wissen Sie, warum der Gegenstand, mit dem Sie einen mit Bleistift geschriebenen Text ausradieren können, „Gummi“ genannt wird??
So benannte Kautschuk erstmals der Chemiker Joseph Priestley. Er stellte fest, dass man damit mit Bleistift geschriebene Linien ausradieren kann. Es dauerte nicht lange, bis man tatsächlich ein Gummi hergestellt wurde, der zum Gummieren (Ausradieren) von Texten bestimmt war. Seitdem trägt er die Bezeichnung „Rubber“, nach dem englischen Ausdruck „to rub“ – reiben.

1791 wurde Kautschuk erstmals in einem größeren Umfang verwendet. Für die Beförderung von Postsendungen wurden wasserdichte
Planen und Säcke, die allerdings wegen der Gummierung von Europa nach Amerika an die Orte, wo Kautschuk „gewonnen“ wurde, verschickt werden mussten.

Die Europäer kannten also Gummi bereits, aber sie ahnten noch nicht, wie er erst nach dem Transport im Zielland – in Europa – weiterverarbeitet werden könnte
Um 1800 gelang es den französischen Chemikern Macquer und Herissant, erstarrten Kautschuksaft in Terpentin und Äther aufzulösen. Fortan war es möglich, Kautschuk im festen Zustand aus Amerika zu importieren, dann in Europa in diesen beiden Flüssigkeiten aufzulösen, in eine Kautschuklösung umzuwandeln und weiter zu verarbeiten. Damals wurden damit am häufigsten Textilien beschichtet, die nach dem Trocknen wasserundurchlässig wurden.

Gummiprodukte für Damen und Herren
1803 kam eine Umwälzung in der Modewelt – die erste Gummiwarenfabrik wurde in Paris gegründet. Sie hat sich auf Hosenträger für die Herren
und Damenstrumpfbänder spezialisiert. Ihr Nachteil bestand jedoch darin, dass sie im Sommer sehr klebrig, unangenehm und im Winter steif und hart waren.

Sagt Ihnen etwas der Begriff „Macintosh-Mantel“?
1823 erfand der schottische Chemiker Charles Macintosh wasserdichte Mäntel, die durch das Aufschichten von Stoff und Gummi industriell hergestellt werden konnten. Aber wie haben sie sich bewährt? Diese Regenmäntel aus „wasserdichtem Material aus Brasilien“ waren im Winter knochenhart gefroren und im Sommer sogar zu Matsch geschmolzen! Was damit?

Wie macht man aus Kautschuk eine nicht klebrige und gleichzeitig elastische Substanz?
Erst 1839 erfanden der amerikanische Eisenwarenhändler Charles Goodyear und der Engländer Thomas Hancock in ihren unabhängigen Experimenten ein Verfahren, um zu verhindern, dass Kautschuk beim Erhitzen klebrig und beim Abkühlen zu hart wird. Hancock versuchte, Kautschuk mit Schwefel zu mischen, Goodyear vermischte Kautschuk nicht nur mit Schwefel, sondern auch mit Zinkoxid. Anschließend erhitzten sie die sich daraus ergebende Mischung und das Ergebnis war ein Produkt, das viel stabiler, stärker und zusammenhaltend war, aber immer noch die Rückprallelastizität des ursprünglichen Rohkautschuks beibehielt. Endlich war das Produkt nicht klebrig und elastisch. Goodyear ließ dieses Verfahren 1844 als „Vulkanisation“ patentieren. Fragen Sie sich, was aus dem berühmten Erfinder geworden ist?

Er war ein hervorragender Techniker, aber ein unfähiger Geschäftsmann. Er starb am 1. Juni 1860 in absoluter Armut und hinterließ ein Erbe, das aus Patenten und hohen Schulden bestand.

Haut zu Markte tragen
1824 begann Thomas Hancock, künstliches Leder aus Kautschuk herzustellen (heute wird der Begriff „Kunstleder“ oder „veganes Leder“ verwendet) . 1852 stellte Charles Goodyear erstmals Hartgummi (Ebonite) aus Kautschuk her, den er mit Hilfe von Schwefel vulkanisierte.

Gummi ist Mangelware, wie kann man das Problem lösen
Ab 1860 wurden bereits zahlreiche Gummifabriken gegründet. Brasilien hatte ein Kautschukmonopol, der Kautschuksaft wurde aus wild wachsenden Bäumen gewonnen. Aber was Europa? Der Transport von Kautschuk über solche Entfernung war immer noch sehr riskant und teuer. Sieger ist, wer den Mut hat, großes Risiko einzugehen: So schmuggelte ein gewisser Engländer Wickham im Jahre 1876 70 000 Gummibaumsamen in einem hohlen Stock nach England. Er hatte aber Pech!
Unter ungünstigen klimatischen Bedingungen keimen nur 4 % der Samen auf! Und so wird nach einer Ersatzlösung gesucht: Nur durch die Übertragung dieser Samen nach Indonesien und Malaysia und die Aussaat auf den hiesigen Plantagen kann die erfolgreiche großflächige Produktion von Kautschuk beginnen.

Wie hängen Gummi und Autoreifen zusammen
Bereits 1888 erfand der Ire Dunlop den mit Luft gefüllten Autoreifen. Doch bereits 1890 perfektionierten die Michelin-Brüder in Frankreich die Gummireifen, damit sie besser demontiert werden können. Sie begannen, sie industriell herzustellen.

Aufgrund der Zunahme des Fahrzeugverkehrs steigt die Nachfrage nach Gummi stark an
Nach 1905 wurde aus Kautschuk knappe und teure Ware, 1 kg Kautschuk kostete damals 28 Mark in Gold!

Und wieder werden andere Wege gesucht … diesmal zur Herstellung von künstlichem (synthetischem) Kautschuk
1909 kam der erste synthetische Kautschuk – Polyisopren – auf den Markt. Es geschah in Deutschland und im Jahre 1910 wurde aufgrund
von weiteren chemischen Versuchen Polybutadien in Russland hergestellt. Dieser erste synthetische Kautschuk wurde zur Herstellung von Ebonit-Gehäusen
für U-Boot-Akkus verwendet.

Wie waren die USA an der Entwicklung von Kautschuk beteiligt?
In der Zeit zwischen den beiden Weltkriegen im 20. Jahrhundert war die Weiterentwicklung von synthetischen Kautschuk in den USA sehr intensiv. Im Zeitraum 1924-1930 begann die Firma Dunlop mit der Produktion von Riesenreifen, zunächst für Busse und Nutzfahrzeuge, dann folgten die Spezialtypen für landwirtschaftliche Traktoren.

Auch die deutschen Wissenschaftler waren nicht untätig – bereits 1935 erfanden Chemiker in Deutschland den Butadien-Styrol-Kautschuk. Ende der 1930er Jahre des 20. Jahrhunderts wurden pneumatische Federn mit Balgelementen entwickelt. Ab 1942 wächst sehr stark die Produktion des synthetischen Kautschuks in den USA.

Nachkriegsentwicklung der Gummiindustrie
Seit 1957 haben alle großen Unternehmen der Gummiindustrie (Continental, Dunlop, Phoenix, Rubena, Taurus) nach und nach begonnen, pneumatische Federungskomponenten zu liefern, hauptsächlich für Busse, Lastkraftwagen und Sattelauflieger, später auch für Fahrgestelle von Schienenfahrzeugen. Seit 1961 werden Luftbalgfedern aus Gummi auch in der tschechoslowakischen Automobilindustrie eingesetzt – als Antivibrationselement im System der flexiblen Lagerung, Abfederung von Fahrgestellen und Sitzen für Fahrer, LKW-Kabinen, aber auch als flexible Lagerung von Maschinen mit dynamischen Effekten sowie Stoßeffekten (Pressen, Maschinenhammer).

Wie sieht die aktuelle Situation in der Gummiindustrie aus?
Ohne Kautschuk könnte es keine Automobilindustrie geben – wir können uns ohne dieses Material nicht nur die Reifen, sondern auch Schlauchleitungen zum Motor, verschiedene Dichtungen, die das Klappern von Rahmen und das Auslaufen von Wasser in den Windschutzscheiben verhindern, nicht mehr vorstellen können. 1900 brachte ein Kraftfahrzeug lediglich 15–20 Gummiteile, nun sind es mehr als 600!

Wissenswertes über Gummi

Was ist der Unterschied zwischen Rohkautschuk und Vulkanisat (Gummi))?
Rohkautschuk ist im heißen Zustand klebrig, im kalten Zustand steif und nicht elastisch. Gummi ist in einem breiten Temperaturbereich elastisch.

Woher kommt die Bezeichnung Kautschuk und wie wird Kautschuk gewonnen??
Die Eingeborenen nannten ursprünglich den Baum (gemeint ist der brasilianische Gummibaum), aus dem der Saft floss, der sich in eine erstarrende Masse verwandelte, „cau-uchu“ (weinendes Holz). Die Kautschukbäume produzieren Kautschuk in der Regel ab dem 6. Lebensjahr, und zwar 20-30 Jahre lang. Die Kautschukernte erfolgt frühmorgens gegen fünf Uhr. Bei der eigentlichen Pflanzenmilchgewinnung wird die Baumrinde bogenförmig angeschnitten. Das Messer darf nicht zu tief in die Rinde eindringen, um den Baum nicht zu beschädigen. Die zwei oder drei Stunden lang austretende Pflanzenmilch wird auch Latex genannt. Weitere Schnitte werden immer unter dem erstem geführt. Nachdem die „Vorräte“ aufgebraucht sind, wird die angeschnittene Rinde mit einem Messer entfernt, der Baum heilt mit der Zeit und der ganze Vorgang wiederholt sich von vorne. Der gesammelten Flüssigkeit werden Ameisensäure und Wasser zugesetzt, um den Latex auszuflocken. In der nächsten Verarbeitungsphase wird das Wasser vom Latex getrennt, der Latex getrocknet und für den Transport vorbereitet.

Warum wird Kautschuk als „Elastomer“ bezeichnet?
Es ist ein Material natürlichen oder synthetischen Ursprungs, das sich durch große Elastizität auszeichnet. Es kann sich durch äußere Krafteinwirkung sehr markant verformen, nimmt dann aber wieder seine ursprüngliche Form an (im Gegensatz zu Plastomeren, die diese Fähigkeit nicht haben).

Wozu wird Kautschuk hauptsächlich verwendet?
Es ist der grundlegende Rohstoff für die Herstellung vom vulkanisierten Kautschuk (wird auch als Gummi bezeichnet). Gummi entsteht durch Kautschukvulkanisation.

Was ist das „Vulkanisation“?
Es ist die Reaktion eines Vulkanisationsmittels (z. B. Schwefel), die durch Wärme und/oder Katalysatoren (Beschleuniger) unterstützt wird. Durch die Vulkanisation verbessert man in der Regel grundlegend die Kautschuk-Eigenschaften wie Zugfestigkeit, elastische Umkehrbarkeit der Verformung, Strukturfestigkeit, Abriebfestigkeit usw.

Wer hat den Begriff „Vulkanisation“ erfunden?
So nannte diesen Prozess der Umwandlung des Kautschuks in Gummi zum ersten Mal William Brockendon, und zwar nach dem Gott Vulcan aus der römischen Mythologie, der auch als Beschützer vor Feuer und Schwefel galt.

Kann man die Quelle des Naturkautschuks ersetzen? Wie sieht die Zukunft aus?
Es gibt Abenteurer, die folgendes vorhaben: Mehr Naturkautschuk durch den Einsatz von Wachstumsstimulanzmittel der Gummibäume zu gewinnen.

In Europa kommen keine Kautschukplantagen in Frage, also haben die Forscher eine andere Richtung eingeschlagen. Ohne Anspruch auf aufwendige Logistik, ohne lange Transportwege des ursprünglichen Rohstoffs – all das versprechen die Wissenschaftler der Firma Continental, die für die Entwicklung eines Verfahrens, wie man Kautschuk aus der Wurzel eines weit verbreiteten Unkrauts – Löwenzahn – gewinnen kann, Sorge tragen. Der Milchsaft aus dieser Wurzel besitze vergleichbare Eigenschaften wie Latex vom Gummibaum.

Gummiprodukte, die Sie im Sortiment von GUMEX finden

In unserem Sortiment gibt es viele Produkte aus natürlichem und synthetischem Kautschuk, jedoch meistens aus Kautschukgemischen – Schläuche, Dichtungsgummi in Platten und Rollen (kompakt und mikroporös), Platten aus Recycling-Gummi, Gummiprofile, Bodenbeläge, Anti-Ermüdungsmatten und Matten für Reinigungszonen, Förderbänder, Tempohemmschwellen, Schneepflug-Klingen, Hardyscheiben, Dichtungsmaterialien (Ausschnitte), Unterlagen für Wagenheber, Gummizüge, elektrisch isolierende selbstvulkanisierende Bänder aus Isobutylkautschuk.

Quellen: Wikipedia; Ottos Enzyklopädie; www.chronomag.cz/clanek/2008-05-15/reminky-remeny-a-tahy-ii-kaucuk-guma.html, Autor: Martin Šafránekwww.tyma.cz/technicke-informace/materialy/historie-kaucuk; www.techmagazin.cz;
Lukáš Baše, Problematik der Oberflächenoptik von gepressten pneumatischen Federn, Diplomarbeit, ČVUT in Prag, 2017.