Dine bilhjul er av syntetisk gummi – en myk og solid plast. Det samme er også matter, pakninger, O-ringer, drivbelter – og listene som tetter rundt dører, panser, koffertlokk og soltak. Så hva er syntetisk gummi?
Bildet øverst: Uten dopet syntetisk gummi – alt det svarte på denne bilen – ville ikke en Focus, og andre moderne biler ha tålt varme, ozon, vann, snø, kulde, vaskemidler, UV-lys, gnissing og aldring. Og en veteranbil full av naturgummi hadde vært lekk over alt. (Foto: Ford)
Av Stein Bekkevold
Utfordringen for bilens gummideler er elting og mekanisk slitasje – de tynne, slangeformede dørlistene klemmes flere ganger daglig, bilen vrir seg – de må tåle hyppige endringer i påkjenninger og temperatur – kokende hete uten å klistre, og isnende kulde uten å bli sprø. Og en av de verste fiendene: Solas intense UV-lys.
Og alle foringene da, som får juling i ett sett, ikke minst de på toppen av MacPherson-opphenget – og inne i støtdemperne. For ikke å snakke om belgene som beskytter drivknutene mot søle, salt, vann, grus, frost og is. Og slangene som frakter kokende trykkvann med etsende kjemikalier. Eller bremseslanger som stadig må tåle enorme trykkforandringer. Gjerne i høy varme, eller stiv kulde.
Slik er det: Over alt har du kolossalt utsatte deler – av kunstgummi. I bilens barndom ble hjul, slanger, tetningslister og pakninger stort sett laget av naturgummi, eller av lær og impregnert duk og lerret av ymse slag.
Naturgummi (NR, Natural Rubber) kalles kautsjuk, og ble laget – og lages fortsatt – av plantesaften lateks. Denne kommer i hovedsak fra gummitrær kalt Hervea Brasiliensis.
Problemet med naturgummi – en naturlig polyisopren som også kan lages kunstig, er at den ikke er særlig holdbar. Derfor kom kunstig gummi (SR, Synthetic Rubber) på banen, for over to hundre år siden.
Alle bilfabrikker monterer nå spesielt tilpasset syntetisk gummi av ymse slag i bilen, gummien har erstattet naturgummi nesten over alt. (Foto: Volvo)
Enorm industri
SR er en elastomer, elastisk polymer – det vil si plast, som er syntetisert fra olje eller gass. Minst 32 millioner tonn av all slags gummi produseres årlig i USA alene, av dette er 75 prosent SR. Globalt salg av syntetisk gummi økte i verdi til 60 milliarder dollar i 2021.
SR brukes nå over alt i bilen, særlig i hjul, dør- og vinduslister, tetninger som O-ringer og pakninger, foringer, slanger, belter, bagasjerom- og gulvmatter.
SR har et annet sett fysiske og kjemiske egenskaper, og er på alle områder bedre enn naturgummi (NR). Ikke minst øker påliteligheten. Overlegenheten merkes særlig på to viktige områder: termisk stabilitet, og motstandskraft mot oljer/hydrokarboner – som kan løse opp NR. SR er også mer motstandsdyktig mot UV-lys, og mot oksygen; alt dette reduserer levetiden til NR.
Fra 1909
Den økte bruken av sykler, og særlig de med luft-fylte dekk (Mr Dunlop), skapte fra 1890-årene økt salg av naturgummi – og snart ble bedre varianter etterspurt. I 1909 klarte Hoffmann (og Harries) hos Bayer å lage plasten isopren (formel C5H8, samme som naturlig lateks!), den første syntetiske isoprengummien, IR.
Senere kom butadien, utviklet av russeren S. V. Lebedev. Poly-butadien (PBR) ble starten på den første store industriproduksjonen i tsar-tiden, og skjøt fart under første verdenskrig da det var mangel på naturgummi.
Denne tidlige SR ble avløst av naturgummi etter krigen, mens forskningen på SR fortsatte. I USA førte svingninger i naturgummi-prisen til at de vedtok The Stevenson Act i 1921. Loven ga opphav til et kartell for å styre prisen, men dårlig tilbud på rågummi gjorde at alle snart ønsket seg SR.
I 1925 var prisen på naturgummi så høy at det virkelig lønte seg å satse på økt SR-produksjon. I USA fokuserte de på andre materialer enn i Europa, og bygget på funnene til F. J. Nieuwland, han hadde foreslått neopren-syntese.
Først var neopren
Videre forskning ga i 1931 den første virkelig vellykkede SR, neopren, ferdigutviklet hos DuPont. Denne gummien tåler varme og kjemikalier a la olje og bensin, og brukes nå for eksempel i drivstoffslanger. I 1935 syntetiserte tyske kjemikere den første av en serie SR kjent som Buna-gummi. Andre merker inkluderer Koroseal, som ble utviklet i 1935, og Sovprene, som russiske forskere laget fra 1940.
Tidlig på 1980-tallet var «kunstgummi» fullt akseptert, og fantes over alt; som klorinert polyetylen, kloroprengummi, epiklorin-gummi, og etylenpropylen-gummi. Det kom sære saker som fluorkarbongummi og noen med fluor og silikon, gamle gode nitril-butadien hang fortsatt med – og til og med modifisert polyakrylat så vi her og der. Noen brukte denne i dørlistene, mens andre stolte mer på silikongummi – og styrenbutadien SBR forekom nå andre steder enn bare i hjulene.
Dette var i vestlige land, mens de bak jernteppet brukte snålere varianter – noen av oss husker lukten i russiske biler som Moskvitsj, mens også polske Pobeda og østtyske Trabant og Wartburg avga en klar duft av sære løsemidler …
15 typer SR
Den mest utbredte SR i dag. er den allsidige SBR-gummien laget av styren og 1,3-butadien. Andre typer er poly-isopren, en polymerisering av syntetisk isopren; og kloropren; dessuten nitrilgummi laget av cyano-butadien, og gode gamle butadien.
Ulike variasjoner av disse kan fremstilles ved innblanding av annen plast og diverse katalysatorer, dette gir godt styrt stereokjemi. Av alle ting.
Mange syntetiske gummier er altså mindre følsomme også for ozon, enn NR er. Naturgummi er UV-følsom på grunn av dobbeltbindinger i molekylene, noe SR ikke har. En nyere type SR er termoplastiske polymere som er lettere å forme og støpe; de er strukturstabilisert med noe som heter krysskoblede krystallitter i PUR polyuretan, eller med egne såkalte amorfe molekylområder av SBR. Disse tåler mye og brukes mer og mer i særlig utsatte gummilister, pakninger og slanger. Verden går stadig fremover, i hvert fall på dette området …
UV
Det rare med den livgivende Solen er at den ustanselig sender stråling som prøver å ta livet av oss. Ultrafiolett lys er elektromagnetisk stråling med høy kortbølge-energi. Om den ikke bremses, løser den opp bindinger mellom atomer – og kan gå rett inn i hud og gener og ødelegger det meste rundt seg. Takk og pris stanses mye i vår tykke atmosfære, for uten den hadde kloden vært øde.
I tillegg bremses UV av absorbenter, molekyler som er satt inn (dopet) i organiske materialer som plast og gummi, maling, etc. for å absorbere UV – for å dempe nedbrytningen. Stoffene er ulike de uorganiske sakene som brukes i SR, som finkornet sot (carbon black), titandioksid og sinkoksid. Det er disse som styrker dine dekk – og resten av all din SR.
