O.S.E.L. - Samo se zacelující pneumatiky?
 Samo se zacelující pneumatiky?
Kolektiv němekých výzkumníků z Leibniz-Institut für Polymerforschung ve spolupráci s Finy z Tampere University of Technology, předvedli gumu, která se po přestřižení sama dokáže slepit. Měla by se stát součástí pneumatik se kterými by se nemuselo tak často jezdit do servisu.

Na našich okreskách to ještě tak zlé není, ale když se vydáme autem do ciziny, zvláště do zemí asijských, nejspíš prorazíme pneumatiku jak tam je zvykem, každých deset tisíc kilometrů. A i když se událost obejde bez něčeho horšího, zdržet se a přijet celý špinavý, není zrovna to, po čem většina z nás touží. Ještě horší je, když píchneme v krátké době dvakrát za sebou a nebo když se nám zarezlé šrouby nepodaří povolit. Některá auta už rezervu ani nemají a místo toho jen bombičku s pěnou na dojetí. Ať tak, či tak, s ušlou gumou musíme do pneuservisu v doprovodu kreditky schopné ustát novou pneumatiku + práci + vyvážení + ekologický poplatek za likvidaci staré (pneumatiky) a hlavně nám to většinou naruší plánovaný harmonogram. Není divu, že se výrobci aut už delší dobu snaží zákazníky lákat na kola, kterým proražení nehrozí. Avizovali je už vícekrát, ale žádná z inovací se zatím moc do praxe nedostala a většina z nás vlastně jezdí na „klasice“ z roku 1839. Tehdy jakýsi Charles Goodyear přišel na chemickou reakci zvanou vulkanizace, při níž dochází k zesíťování molekul syntetických, nebo přírodních kaučuků. V praxi se provádí tak, že se za tepla pryž hněte a ke kaučuku se přimíchávají saze, olej a síra. Dnes se již pravý kaučuk (cis-1,4-polyisopren) nahrazuje stále více těmi umělými. Většinou polybutadienovými, butadien-styrenovými, ethylen-propylenovými a isoprenovými kaučuky. 

Schema proužku z bromobutyl pryže. Zleva: původní, přestřižená a samozacelená s obnovenými iontovými vazbami. (Kredit: Amit Das et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015)
Schema proužku z bromobutyl pryže. Zleva: původní, přestřižená a samozacelená s obnovenými iontovými vazbami. (Kredit: Amit Das et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015)

Typů pryží je na moderních pneumatikách už povícero a stejně tak plnících látek, kterých je někdy až třicet. Ty hlavní tři, zde vyjmenované, by k získání kvalitní pneumatiky ale bohatě stačily. Zjednodušeně lze říci, že se pneumatika rodí ve dvou proti sobě se točících válcích, mezi něž se vpraví kaučuk. Ten se na jeden z válců namotá a zamíchaná směs jde na páskovací válec. Odtud do lisů, kde guma teplem vulkanizuje a dostává finální tvar. V místech, kde v uhlíkových řetězcích polymeru zůstaly dvojné vazby, vznikají při vulkanizaci polysulfidové můstky a jejich přičiněním materiál získá na pružnosti a odolnosti. Problém je, že u vukanizované struktury se už případný defekt neopravuje snadno a od opraveného místa nelze chtít, aby si uchovalo původní pevnost i pružnost. Je-li rozříznutí sklem, nebo ostrou hranou kamenu větší, případně jde o o bočnici, která se nevhodně potkala s obrubníkem, zalepit se to nedá vůbec. A právě na řešení takových nepříjemností technikou samo-zacelování, nyní výzkumníci možná přišli. 


Navrhují využít na pneumatiky, nebo některé z jejich vrstev, poněkud jinou pryž, než jaká se nyní používá. Říkají ji bromobutylová. Chemikům není tato látka neznámá, používají pro ní zkratku „BIIR“ a řadu let jí mají v oblibě zdravotníci. Vyznačuje se vysokým stupněm elasticity a tak se používá na zátky. Dokonale utěsňuje uzávěry imunizačních dávek, antibiotik určených k injekčnímu použití,... Dalším důvodem, proč se zdravotníkům zamlouvá, je, že BIIR nepropouští kyslík, což normální guma přece jen v omezené míře dělá. Na rozdíl od „klasiky“ se při vulkanizaci bromobutylové gumy nepoužívá síra. Zesíťování se dociluje transformací bromu a proto je v používané označení BIIR, to začáteční písmeno „B“. Vypovídá o transformaci bromu do iontových imidazolium-bromidových skupin a právě ony dovolují vytváření obnovených iontových vazeb. Fyzikové pak mluví o zesíťování a  my laici o samozahojení. Léčivý proces proříznuté gumy proběhne bez jakéhokoliv lepení. Samovolně a i za běžné teploty, nicméně teplo této léčbě prospívá a urychluje ji. Pneumatika by se mohla „zatáhnout“, tak aby se na ní dalo dojet, než si vypijeme kafe. Po osmi dnech stání auta v garáži už jí můžeme plně zatěžovat a snese hustění na 11 Mpa (115 kg/cm2). Pokud bychom na „totální zahojení“ bolístky zvláště chvátali, vroucí voda zvládne za deset minut to, co by v garáži trvalo týden. Vědci jsou přesvědčeni, že jejich produkt pro použití v pneumatikách se ujme, a že ho půjde ještě vylepšovat přidáváním různých činidel, například oxidu křemičitého.

 


 

Jen jestli výzkumníci z Drážďan neobjevili již objevené. Firma Michelin předvedla technologii „selfseal“ pro osobní auta a menší dodávky již koncem loňského roku v Číně. Ale i tak patří výzkumníkům za zveřejnění principu, náš dík. Od firmy Michelin bychom se to nedověděli.  

 

 

Řešení pro terenní vozy a stavební stroje do zvláště extrémních podmínek:

 

Netradiční bezdušové řešení od Theo Jansena:


Literatura
Amit Das, Aladdin Sallat, Frank Böhme, Marcus Suckow, Debdipta Basu, Sven Wießner,Klaus Werner Stöckelhuber, Brigitte Voit, and Gert Heinrich, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Tampere University of Technology, FinlandTechnische Universität Dresden.: ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (37), pp 20623–20630DOI: 10.1021/acsami.5b05041, American Chemical Society


Autor: Josef Pazdera
Datum:29.09.2015