CC BY
504
УДК 678.4(091)
Д. А. Чалдаева
ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОИЗВОДСТВА НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА
Ключевые слова: каучуковые плантации, латекс, натуральный каучук, вулканизация, резиновая промышленность, резино-технические изделия, производители автомобильных шин, компания Michelin.
Сбор латекса и получение из него натурального каучука производились индейцами задолго до их завоевания Колумбом. Изучение свойств и способов применения натурального каучука, начавшееся в Европе 400 лет назад, а также открытие процесса вулканизации стали историческими предпосылками развития резиновой промышленности. Для удовлетворения ее потребностей возникла необходимость искусственного создания, а позднее и культивации плантаций каучуконосных деревьев, в том числе компанией Michelin - одним из ведущих производителей автомобильных шин. Суммарная площадь каучуковых плантаций в мире сегодня продолжает увеличиваться.
Keywords: rubber plantations, latex, natural rubber, vulcanize, rubber industry, rubber-technical products, producers of
the car buses, company Michelin.
Collecting latex, and obtaining from him the natural rubber produced by Indians long before Columbus conquest. Studying the properties and applications of natural rubber, which began in Europe 400 years ago, and the opening of the cured steel historical prerequisites of the rubber industry. To meet its needs became necessary artificial creation and, later, the cultivation of plantations of rubber trees, including company Michelin - one of the leading manufacturers of automobile tires. The total area of rubber plantations in the world today continues to grow.
Натуральный каучук является продуктом естественного происхождения. Он получается из сока некоторых тропических растений, содержащих каучук в млечном соке. Основным источником каучука является бразильская гевея (Hevea brasiliensis) - дерево, произрастающее в южноамериканских тропических дождевых лесах [1; 2].
Каучуки - натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты.
История каучука началась со времен Великих географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привез из Нового Света множество необычных предметов. Одним из них был эластичный мяч из «древесной смолы», который отличался удивительной прыгучестью. Индейцы делали такие мячи из белого сока растения гевея, растущего на берегах реки Амазонки. Этот сок темнел и затвердевал на воздухе.
Сок гевеи индейцы называли «каучу» - слезы млечного дерева («кау» - дерево, «учу» -течь, плакать). От этого слова образовалось современное название материала - каучук. Кроме эластичных мячей индейцы делали из каучука непромокаемые ткани, обувь, сосуды для воды, ярко раскрашенные шарики - детские игрушки.
Мячи считались священными и использовались в религиозных обрядах. У племен майя и ацтеков существовала командная игра с использованием мячей, напоминающая баскетбол. Впоследствии испанцы полюбили играть вывезенными из Южной Америки мячами. Модифицированная ими индейская игра послужила прообразом современного футбола.
Первое упоминание о каучуке встречается у Антонио Герреры, который, описывая второе путешествие Колумба, говорит, что индейцы употребляют смолистый сок некоторых деревьев для выделки мячей или шаров, которые были лучше кастильских шаров. Хуан де Торквемада в 1615 г. в своей книге «Monarquia Indiana» также упоминает об этом факте и описывает, как туземцы добывают сок из деревьев (что производилось почти тем же способом, как и в настоящее время). Он говорит также, что испанцы покрывают им свои
холщовые плащи, чтобы сделать их непромокаемыми; что действительно это вещество не пропускает воду, но оно размягчается под действием солнечных лучей.
В Европе об этом скоро забыли. Однако в XVIII веке члены французской экспедиции в Южной Америке обнаружили дерево, выделяющее удивительную, затвердевающую на воздухе смолу, которой дали название «резина» (по латыни resina - смола). В 1736 г. французский исследователь Шарль-Мария де ла Кондамин представил во Французскую Академию Наук образцы каучука, собранные им на склонах Анд в Эквадоре. В 1745 г. он сделал доклад о каучуке Французской Академии Наук. Это было проявление первого научного и коммерческого интереса к каучуку в Европе.
С тех пор начались поиски возможных способов применения этого вещества.
В 1770 г. химик Джозеф Пристли (Joseph Priestley) обнаружил способность каучука можно стирать написанное карандашом. Долгое время это было единственным полезным применением каучука. Тогда такие куски каучука называли гуммиластиком («смолой эластичной»).
В 1790 г. было обнаружено, что консервирование латекса с щелочью позволяет перевозить его в Европу для производственный целей.
В 1791 г. Самуэль Пиль получил патент на процесс изготовления водонепроницаемых материалов (кожи, льна, хлопка, шерсти) при помощи растворов каучука в скипидаре.
В 1820 г. Ханкок изобрел мастикатор - новую машину, которая давала возможность из каучука разной формы и размера получать совершенно однородную массу. Сначала это была машина с ручным приводом, а с 1821 г. - с механическим.
А после 1823, когда шотландец Чарльз Макинтош придумал прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани, начался настоящий «резиновый бум». Получив официальный патент, он начал производить эту ткань на собственной фабрике в Кроссбеккете около Глазго.
Непромокаемые плащи из этой ткани, которые стали называть в честь их создателя «макинтошами», получили широкое распространение. Но эти плащи зимой становились твёрдыми от холода, а летом расползались от жары. Примерно в то же время в Америке стало модно в дождливую погоду поверх башмаков носить неуклюжую индейскую резиновую обувь - галоши. Галоши хорошо служили в дождь, но стоило выглянуть и припечь солнцу, как они растягивались, начинали прилипать. В мороз же такая обувь становилась хрупкой как стекло.
В 1828 году в городе Роксбери штата Массачусетс Эдвин М. Чеффи (Edwin M. Chaffee) открыл первую в США резиновую фабрику, для которой он разработал технологию изготовления водонепроницаемой кожи и ткани.
В США вещи из каучука стали популярными в 1830-х годах. В больших количествах импортировались резиновые бутылки и обувь, сделанные южноамериканскими индейцами. Другие резиновые изделия завозились из Англии. Но производимые вещи, как и импортируемые, становились хрупкими зимой, и мягкими и липкими летом.
В 1832 году американский химик Натаниель Хейворд (Nathaniel Hayword) открыл действие серы на растворы каучука. А немецкий химик Фридрих Зюдерсдорф (Friedrich Sudersdorf) обнаружил, что под действием серы при нагревании улучшаются свойства каучука и снижается его клейкость.
Американский изобретатель Чарльз Гудьир (Charles Goodyear) в 1839 г., используя открытия этих двух химиков, обнаружил, что нагревание каучука с серой устраняет его неблагоприятные свойства. Он положил на печь кусок покрытой каучуком ткани, на которую был нанесён слой серы. Через некоторое время он обнаружил кожеподобный материал -резину. Этот процесс был назван вулканизацией.
Первые сто лет с момента открытия процесса вулканизации называют эрой натурального каучука. ХХ век начался под знаком углубленного изучения свойств каучука и ингредиентов, добавляемых в резиновые смеси, а также армирующих материалов и проблем их сочетания с резиной [1].
Открытие резины привело к широкому её применению и к 1919 году было предложено уже более 40 000 различных наименований изделий из резины.
Резинотехническая промышленность стала локомотивом технической революции на стыке XIX и XX веков.
Важнейшей исторической вехой на пути развития резиновой промышленности был автомобиль, в деле совершенствования которого большую роль сыграли пневматические шины. С 1900-х годов промышленность пневматических шин стала крупнейшей областью потребления натурального каучука.
Развивающаяся резиновая промышленность нуждалась в каучуке, которого требовалось в несколько раз больше, чем могли дать леса Бразилии. Для насыщения потребностей в сырье, каучук начали добывать в Африке и Азии, но его все равно было недостаточно. Возникла идея искусственного насаждения каучуконосных деревьев в более культурных и цивилизованных условиях стран, климат которых благоприятен для произрастания этих деревьев.
В 1861 году лесное управление Голландии заложило на западной части острова Ява первую в мире плантацию каучука. Были посеяны саженцы одной из разновидностей фикуса, способного давать каучуковый латекс. Но это растение намного уступало бразильской гевее, и проблема не была решена. Вскоре мировой каучуковый рынок начинает лихорадить. Южноамериканские компании мобилизуют все средства, сборщики каучука уходят всё дальше в джунгли, но положение не меняется, появляется опасность истребления бразильской гевеи.
Бразилия оказалась владетельницей громадных богатств. Чтобы сохранить их, правительство Бразилии издало закон, запрещающий под страхом смерти вывоз семян и молодых деревьев гевеи. Англичанин Генри Викгем (Henry Wickham) поехал в 1876 году на берега Амазонки, где собрал 70 000 семян гевеи и контрабандно вывез их из Бразилии. Тайком доставил их в Королевский ботанический сад в Лондоне. Семена были высеяны, но взошло только 4%. Однако через несколько дней сеянцы достигли полуметровой высоты и были использованы для высадки на плантациях сначала в Шри-Ланке, а потом в других тропических районах Восточного полушария. Затем такие же плантации были устроены в полосе 1100-1300 км по обе стороны от экватора. Гевеи Коломбо и Сингапура очень скоро стали давать каучука в четыре раза больше, чем их дикие предки в Амазонии, а стоил он в три раза дешевле. Около 99% плантационного каучука приходило из Юго-Восточной Азии. С 1880-х гг. в Юго-Восточной Азии появились обширные плантации каучуконосов, и уже в 1914 г. азиатские деревья давали больше каучукового сырья, чем вся Южная Америка. Бразилия потеряла монополию на природный каучук.
Попытки высадить каучуконосные деревья в тропических областях Западного полушария закончились неудачей из-за болезней растений в тех местностях [1;3].
Каучук стал очередной латиноамериканской монокультурой. Экспорт каучукового сырья привёл к притоку в латиноамериканские страны Амазонского бассейна иностранной валюты. Эти страны охватила каучуковая «лихорадка», первая фаза которой пришлась на 1879-1912 г. г.
Наибольшую известность в мире получила каучуковая лихорадка в Бразилии. Внимание капиталистов всех стран обратилось на добычу каучука. Самым пышным и богатым местом западного полушария в 1850-1920 годах считался городок Манаус - каучуковая столица Бразилии.
Тысячи авантюристов устремились в Манаус в Бразилии в страстном желании быстро разбогатеть. Бывшие хозяева сельвы - индейцы, купившись на дешевые безделушки, немного тканей, виски, очень быстро попали в зависимость от белых пришельцев без надежды когда-нибудь выбраться из долгов. Но рабочих рук не хватало, т.к. смертность среди цветных рабов была очень высокой. Тогда вербовщики обратились к белым нищим на сухие земли и в голодные порты северо-востока. Деньги, спирт и сказочные обещания сделали свое дело - в Манаус начали прибывать сотни и тысячи серингейрос - сборщиков каучука. Многие из них
умерли в сельве от истощения, болезни бери-бери, вызываемой недостатком витамина В1 или погибли от руки индейца.
Цены на каучук росли, для бразильских плантаторов это была золотая пора. Доходность промысла была очень высокой: при полном отсутствии вложений в бизнес и примитивной технологии сбора латекса, с одной гевеи удавалось получать около семи килограммов каучука в год. Однако до 90% выручки тратилось бразильцами не на укрепление собственных производств, а на потребление импортных товаров (в особенности предметов роскоши). На вырученные от продажи каучука деньги были возведены театр Амазонас в Манаусе (Бразилия), а также Железный дом в городе Икитос (Перу).
Первая фаза латиноамериканского бума, закончилась также внезапно, как и началась. Ее итогами стали усиление конкуренции со стороны Великобритании, стремившейся начать производство каучука в своих экваториальных колониях, а также плохая организация латиноамериканских производителей, антисанитарные условия труда, появление новых вирусов, поразивших каучуконосные деревья.
Многие сказочно богатые плантаторы разорились, а рабочие были брошены в сельве на произвол судьбы. Тем не менее, каучуковая лихорадка дала начало современному освоению региона: тогда были заложены новые города, построены железные дороги, созданы зачатки инфраструктуры.
Вторая фаза латиноамериканской лихорадки подняла последнюю волну спроса на бразильский каучук. Она пришлась на время Второй мировой войны, когда в 1942-1945 г.г. большая часть европейских колоний в Юго-Восточной Азии оказалась под властью Японии. Промышленность США и Великобритании остро нуждалась в каучуке в годы войны. Поэтому спрос возник даже на низкокачественное бразильское сырьё. В эти годы на выручку от продажи каучука бразильцы возвели Беленский Гранд-Отель.
Нефтяные кризисы 1970-х г.г. создавали благоприятные возможности для натурального каучука, его плантационного производства.
В 1984 году у американской фирмы Firestone (теперь это подразделение Bridgestone), терпевшей огромные убытки, французской компанией Michelin - одной из самых крупных шинных компаний в мире - была куплена в бразильском штате Байя тропическая плантация гевеи общей площадью 9000 га. Компания Michelin разработала программу воспроизводства каучуковых деревьев, придумала, как сохранить в тропических джунглях остатки уникального дождевого леса. Однако вдруг выяснилось, что многие деревья на плантации поражены грибком-паразитом микроциклусом. К тому же цены на натуральную резину на международном рынке резко упали .
Микроциклус (лат. microcyclus ulei) - грибок-паразит. Попадая в тропический лес, микроциклус поражает листья каучуковых деревьев и, распространяясь по плантациям, медленно убивает деревья-каучуконосы - гевеи. А деревья, тратя все свои силы на восстановление листьев, больше не способны производить латекс. Химические способы борьбы дороги и малоэффективны: над плантацией должны были постоянно кружить самолеты с химикатами, и все равно таким образом грибок нельзя уничтожить [3;4].
Микроциклус выявлен пока только в Латинской Америке. Но если его споры попадут в континентальный Китай, Малайзию, Таиланд, Индию и другие страны Юго-Восточной Азии, поставляющие на мировой рынок львиную долю натурального каучука, то через несколько лет мировая резинотехническая промышленность окажется без природного сырья. Вот поэтому все люди, имеющие отношение к бразильской фитопатологии, на некоторое время становятся невыездными. При отъезде рекомендуется пройти карантин и временно воздержаться от поездок в страны Юго-Восточной Азии. Ведь микроциклус может прожить на человеке около недели, ожидая привычной пищи, и стоит ему попасть на плантации непривыкшей к нему азиатской гевеи, как те могут полностью погибнуть в течение нескольких лет. Ведь большую часть природного сырья фирма Michelin (впрочем, как и другие компании) закупает у
азиатских и африканских поставщиков, которых пока еще не коснулась проблема грибка микроциклуса.
В штате Байя был запущен масштабный экологический проект Ouro Verde («Зеленое золото») французской компании Michelin и бразильского правительства. Его цель - развитие плантаций генетически модифицированной гевеи и повышение экономической активности региона [5].
Компания Michelin, владелец больших плантаций гевеи в Бразилии, содержит большой научный центр (второй такой имеется только в Париже), где с помощью селекции и биоинженерии борются с микроциклусом. Исследовательский центр фирмы Michelin, расположен в лесистой местности бразильского штата Байя.
Из примерно 10 тысяч гектаров, отведенных под Ouro Verde, около трети занимает сам биосферный заповедник, официально учрежденный в 2004 году (остальное - «рабочие» плантации гевеи, «детские сады» и «ясли» той же гевеи, опытные посадки работающих тут же микробиологов Michelin, борющихся со страшным врагом гевеи - грибком Microcyclus uley).
При участии фирмы Michelin в Бразилии выведено 14 сортов генетически модифицированных каучуковых деревьев, устойчивых к грибковым заболеваниям. К саженцам гевеи прививают генетически модифицированные побеги и подращивают в специальных инкубаторах.
Несколько десятков лет Michelin выращивает гевею на плантациях Бразилии и Нигерии общей площадью около 21000 га, что соответствует 12% мировых потребностей Michelin в натуральном каучуке. Для долгосрочной защиты бразильских плантаций гевеи от вредителей Michelin вложил деньги в программу устойчивого сельскохозяйственного развития для достижения стратегических целей в социальной, экологической и экономической областях. Местные фермеры также поддерживают свои плантации, высаживая какао и бананы между рядами с гевеей. В течение нескольких лет Michelin снабжает местных фермеров из соседних хозяйств устойчивыми к грибку молодыми деревьями. В 200б году было передано в дар 200000 саженцев [3].
Сегодня на защищенных плантациях гевеи в Бразилии под флагом фирмы Michelin работают около 300 человек. Большая часть из них - резчики, добывающие латекс. За рабочий день каждый из них должен обработать 900 деревьев: вытряхнуть из пластиковой емкости затвердевший латекс, сделать свежий надрез на коре, поднять с земли корзину с добычей и переместиться на следующую позицию. На манипуляции с одним стволом уходит около минуты, а для выполнения дневного плана требуется примерно 15 часов. Но работа на каучуковых плантациях Michelin является для местного населения чуть ли не единственным источником легального дохода и социальной стабильности, тем более что Michelin здесь активно строит жилье, школы, больницы. У особо старательных служащих, проработавших с десяток лет, есть шанс стать настоящими фазендейро, получив от местного банка восьмилетний кредит на покупку 400 гектаров каучукового леса - по такой схеме в штате Байя уже распродано около 5000 га земли.
Авторитет частных сельских предпринимателей в тропических районах Бразилии настолько высок, что разгуливающим по улицам фазендейро уступают дорогу даже водители автомобилей
От рыночных колебаний новые бразильские фазендейро страхуют себя диверсификацией производства, высаживая в промежутках между гевеями деревья какао. Гарантированный сбыт их плодов компенсирует возможные убытки от основной культуры Чем меньше надрезов делается на дереве, тем дольше оно живет. По современной технологии сбор латекса производится раз в пять дней.
Натуральный каучук получают из латекса - млечного сока гевеи. Чтобы заставить его вытекать, на коре дерева делают V-образные надрезы. Со здорового дерева латекс можно собирать в течение 30 лет. За последние десятилетия благодаря научным исследованиям производительность некоторых плантаций возросла примерно втрое.
В Нигерии работа на четырех плантациях МюЬеНп также основана на принципах защиты окружающей среды. 500 га тропических дождевых лесов в районе реки Оссе на границе с Национальным парком Окуму (основанном в 1999 году) являются на сегодняшний день последним заповедником тропических дождевых лесов в западной части страны. Благодаря этим лесам в 2002 году МюЬеНп получила награду от Фонда охраны природы Нигерии (КСБ) за выдающуюся природоохранную деятельность в этой стране.
В Бразилии сегодня производится менее 1% латекса в мире. Бразилия импортирует свыше 100000 т натурального каучука в год, потому что ее собственное производство не покрывает и половины от потребности страны в этом материале.
Суммарная площадь каучуковых плантаций в мире продолжает расти [6;7].
Сегодня практически 95% натурального каучука производится в Юго-Восточной Азии. Таиланд, Малайзия, Индия, Китай, Шри-Ланка, Филиппины, Камбоджа, Индонезия и Вьетнам образовали Ассоциацию стран-производителей натурального каучука (АЫКРС). Страны АКЯРС планируют за 2011 год произвести более 10 миллионов метрических тонн натурального каучука. Дожди в январе и позднее начало зимы 2011 г. позволили Вьетнаму собирать латексный сок на плантациях до конца февраля, а в Индонезии ее географическое расположение позволяет не прерываться в добыче сырья до лета.
Общий объем посадок каучуконосов в странах-членах Ассоциации в 2011 году должен вырасти до 494.000 акров, когда молодые деревья достигнут зрелости. Однако урожаи с них будут низкими, поскольку большинство каучуконосов достигают своей максимальной выработки латексного сока на десятом году после посадки.
Цены на натуральный каучук на рынках Азии в начале апреля 2011 г. существенно выросли из-за последствий наводнений в регионах на юге Таиланда, где находятся основные каучуковые плантации. Согласно оценкам департамента Таиланда по предотвращению и ликвидации последствий стихийных бедствий, наводнения и оползни в регионе привели к гибели людей и уничтожили до 8000 гектаров каучуковых плантаций.
Фонд помощи по пересадке плантаций Таиланда (ОЯКАБ) планирует посадить около 800 000 раи (единица измерения площади в Таиланде, равная 1600 кв. м) каучуковых деревьев. Ранее было получено разрешение на осуществление этого проекта. Сейчас идет обсуждение стоимости саженцев для первых 200 000 раи, которые будут посажены в 2011 году.
Всего в рамках трехлетнего проекта планируется существенно увеличить площадь каучуковых плантаций в стране: около 500 000 раи будет отдано под каучуконосы на северо-востоке Таиланда, 150 000 - на севере и 150 000 - на центральных равнинах, на восточном побережье и в южных регионах. На долю этой страны сегодня приходится треть всего мирового производства каучука.
Малайзия также планирует увеличивать площадь плантаций на 30 000 гектаров в год в течение следующих пяти лет. На данный момент площадь малазийских плантаций каучука равняется 1 миллиону гектаров, но каучук производится только на 650 000 га. Остальные площади либо невостребованны, либо там растут уже слишком старые деревья.
В то же время Малайзия может удвоить свои объемы производства каучука (до 2 миллионов тонн) к 2020 году. К этому времени старые деревья будут заменены на более урожайные, а кроме того будут использоваться более совершенные технологии, специально для чего был разработан правительственный план по увеличению производства каучука в стране.
Объемы производства натурального каучука в Малайзии, по мнению Малазийского совета каучуковой отрасли (МЯВ), могут увеличиться на 6,5%, так как выросшие цены стимулируют местное сельское хозяйство.
С каждым годом мировая потребность в резине увеличивается примерно на 3%. Примерно 40% всей производимой резины - из натурального каучука, так что каучуковых деревьев в мире становится все больше. Параллельно строятся новые заводы по производству искусственной резины.
Литература
1. Агаянц, И.М. Пять столетий каучука и резины / И.М. Агаянц.- М: Модерн-А, 2002.- 432 с.
2. Натуральный каучук: В 2 ч. Ч.1 / Под ред. А.Робертса; пер. с англ. З.З. Высоцкого.- М: Мир, 1990.656 с.
3. Мишлен. Плантации каучукового дерева кормят более 30 миллионов человек в год (www.michelin.ru/tyres/learn-share/tyre-basics/rubber-tree-cultivation)
4. Своими глазами: Бразилия, каучук и грибок микроциклус // Авторевю.- 2007.- № 22 (392).- С. 27-35
5. Зеленое золото Байи // Вокруг света.- 2008.-№ 4 (2811).- С. 54-57
6. www.rcc.ru/Rus/Plastics
7. Ершова, Г.Н. Развитие химии и технологий полимерных и композиционных материалов в Республике Татарстан по документам Национального архива Республики Татарстан / Г.Н.Ершова, Ю Н.Ершова // Вестник Казан. технл. ун-та. - 2010. - № 9. - С. 843-846.
© Д. А. Чалдаева - канд. пед. наук, доц. каф. социальной работы, педагогики и психологии КГТУ, [email protected].
