Revolucija u industriji guma: Kako je Continental uveo siliku u smjese gazećeg sloja

+2

Svojstva silicij dioksida kao punila su donijela neviđeni napredak na polju sigurnosti vožnje i energetske efikasnosti guma: Otpor kotrljanja je značajno smanjen, a put kočenja tokom 30 godina skraćen za skoro 50 posto.

Prošlo je 30 godina od kako je Continental prvi put u smjesama gazećeg sloja za gume putničkih automobila koristio silicij dioksid, u industriji poznatiji po imenu silika. Svojstva ovog punila su donijela revoluciju na polju sigurnosti vožnje i energetske efikasnosti guma. Otpor kotrljanja je značajno smanjen, a put kočenja do danas skraćen za skoro 50 posto! To je omogućeno posebnim svojstvima površine silicij dioksida, koja može formirati hemijske veze sa polimerom gume. 

Tokom vulkanizacije - procesa kojim guma poprima svoj oblik - silika je, između ostalog, odgovorna za formiranje posebno jake mreže između molekula gume. Ovo stvara elastičnu gumu s vrlo dobrim sigurnosnim svojstvima. Danas silicij dioksid u gazećem sloju u velikoj mjeri zamjenjuje industrijsku čađu i neizostavan je dio mnogih smjesa guma za automobile, kombije i motocikle. Proizvodnja postaje sve održivija: Continental već koristi siliku, koja se ekstrahuje iz pepela pirinčanih ljuski.

Silika se koristi u mnogim industrijama, recimo, građevinskoj kao punilo za beton i cigle. Tamo se silika uglavnom vadi iz kvarcnog pijeska. Međutim, ova kristalna silika nije pogodna za upotrebu u proizvodnji guma, pa se umjesto nje koristi tehnički obrađen "amorfni" silicij dioksid. Sredinom 1990-ih je Continental bio jedan od prvih proizvođača guma koji je prepoznao potencijal silicij dioksida kao punila u gumarskoj industriji. Početkom te decenije je kompanija iz Hannovera izvela prve obećavajuće eksperimente. 

"Silika u gumenim smjesama je revolucionirala tehnologiju guma. To nam je omogućilo da skoro prepolovimo put kočenja na mokrim cestama. Smjese silicijevog dioksida također su korisne za okolinu jer smanjuju otpor kotrljanja gume. To donosi manju potrošnju goriva vozila s motorima s unutrašnjim sagorijevanjem i povećan domet električnih automobila", objašnjava prof. dr. Burkhard Wies, koji je sredinom 1990-ih bio razvojni programer prvih guma sa silikom u gumenim smjesama u Continentalu, a danas radi kao šef Odjeljenja za primijenjena istraživanja i inovacije. 

Silika reaguje s vezivnim sredstvom silanom. U sljedećem koraku, tokom vulkanizacije, gumena smjesa se zatim podvrgava ciljanom pritisku na temperaturama od 120 do 160 stepeni Celzijusa. Posebni oblici guma daju pneumatiku karakterističan izgled. Istovremeno, sumpor iz smjese gume i silicij dioksid se koriste za stvaranje fleksibilne i elastične gume. Tokom vulkanizacije, sumpor stvara mostove između dugolančanih molekularnih niti gume. Silicij - podržan silanom - stvara dodatne veze između pojedinačnih polimera gume. Na taj način se stvara posebno jaka mreža između molekula gume. 

Nova tehnologija gumi daje specifična fizička svojstva kao što su odlično prianjanje na mokrom, dobra otpornost na habanje, nizak otpor kotrljanja i mogućnost izdržavanja velikih opterećenja. Već su prvi testovi vožnje s novim punilom u smjesama guma 1994. godine pokazali ogromna poboljšanja. Silika se pokazala znatno boljim od čađe, posebno pri kočenju na mokrim cestama i u pogledu otpora kotrljanja. Godinu dana kasnije (1995), Continental je prvi put koristio siliku u proizvodu spremnom za serijsku proizvodnju - ljetnoj gumi ContiEcoContact CP. 

Godine 1996. je predstavljen Continental ContiWinterContact TS 770, prvi zimski pneumatik sa silikom u mješavini gume. Prema riječima dr. Burkharda Wiesa, upotreba silike u gumama, zajedno s uvođenjem sigurnosnih elemenata kao što su sigurnosni pojasevi ili ABS kočnice, pomogla je da se značajno smanji broj smrtnih slučajeva u saobraćaju. Inženjeri Continentala neprestano rade na tome da gume budu efikasnije, sigurnije i održivije - u pogledu svojstava guma i materijala koji se koriste. 

Kompanija istražuje upotrebu alternativnog, održivijeg silicij dioksida s uporedivim svojstvima i sigurnosnim prednostima. Kao buduća sirovina za održivu proizvodnju silicij dioksida nametnule su se pirinčane ljuske, nusprodukt proizvodnje riže, koji se ne može koristiti kao hrana za ljude i životinje.

Proizvodnja silicij dioksida iz pepela od pirinčane ljuske energetski je efikasnija nego od konvencionalnih materijala kao što je kvarcni pijesak. U Continentalovom najodrživijem modelu guma - UltraContact NXT - silika iz pepela od pirinčane ljuske već se koristi kao standard.