Al sinds mensenheugenis groeien rubberbomen, waaronder de Braziliaanse rubberboom, Hevea brasiliensis, en de Indische rubberboom, Ficus elastica, in tropische streken. Van alle beschavingen die in diezelfde streken opbloeiden hebben alleen stammen in het Amazonegebied het rubber daadwerkelijk gebruikt en zijn daarmee de ontdekkers van dit materiaal. Christoffel Columbus bracht dan wel een rubberbal meer terug naar Spanje, maar het duurde nog drie eeuwen vooraleer het rubber meer doelgericht werd toegepast.

‘Alleen Frederik II van Pruisen kon zich rubberen laarzen veroorloven’ 

De Fransman Charles Marie de la Condamine, die door de Andes en Amazone trok, stelt het nieuwe materiaal in 1745 voor bij Académie des Sciences te Parijs. In 1763 vonden twee Franse chemici, Herissant en Macquer, dat het goedje oploste in terpentijn, maar broos werd bij lage, winterse temperaturen. Niets voor een goed leger dus… Dan maar in ether oplossen, maar dat was veel te duur. Alleen koning Frederik II van Pruisen, ofwel Frederik de Grote, kon zich rubberen laarzen veroorloven. Pas in 1852 kwamen de Welly boots, genoemd naar generaal Wellington, op de markt.  

Thomas Hancock kwam in 1823 met verschillende machines en procede’s om de rubbermassa te persen, kneden, snijden en toevoegsels in te mengen, in 1833 kwamen daar mengmolens en coatingmachines van Edwin Chaffee bij. Op zoek naar manieren om de massa te verstevigen kwam  Charles Goodyear op het idee om magnesium, kalk of salpeterzuur toe te voegen. In 1837 ontdekte hij samen met Nathaniel Hayward dat zwavel en zonlicht het slijmerige goedje vormvast maken. Dit proces noemde hij (of was het Hancock?) vulkanisatie naar de Romeinse god van het vuur Vulcanus.

George Oenslager wist aan het begin van de 20e eeuw dit proces te versnellen met behulp van thiocarbanilide. En Arthur Marks stelde rond die tijd vast dat toevoeging van gerecupereerde rubber de wereldeconomie minder afhankelijk maakte van de grondstof. Niet onbelangrijk, want inmiddels was tussen de koloniale mogendheden een meedogenloze strijd losgebarsten om het bezit van de latex, waarbij niets of niemand werd ontzien. Iedereen wilde de beste kwaliteit van de fijne ’Para’-rubber uit Brazilië evenaren. Vooral Congo en Indonesië werden de leveranciers van rubber. Duitsland ging als eerste op zoek naar synthetische varianten van rubber, want de opkomende auto- en fietsindustrie hadden veel rubber nodig voor hun banden, terwijl de toevoer van de grondstof problematisch en bovendien de zuurstofstabiliteit te wensen overliet.  

Schaarste stimuleert onderzoek (I) 

Natuurlijk rubber is het cis-polymeer van 2-methyl-,1,3-butadieen, ook bekend als isopreen, dat reeds door Greville Williams in 1860 werd ontdekt door herhaalde destillatie van rubber. William Tilden haalde het uit terpentijn en vond, net als Apollinaire Bouchardat in Frankrijk in 1879, dat het gemakkelijk polymeriseerde tot een rubberachtige gom (1882). De structuur van de veel hardere en taaiere guttapercha, ontdekt door William Montgommery in 1843, is het trans-polymeer en werd pas achterhaald in 1925. Bij het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog beschikte Duitsland over een surrogaat van inferieure kwaliteit door aceton om te zetten in pinacol en dan in 2,3-dimethyl-,1,3-butadieen: het ‘methylrubber’, dat na de oorlog zo goed als vergeten werd. 

‘Stom van verbazing hoorde Bolton de onbekende frêle pater vertellen over zijn onderzoek’ 

Door intens internationaal onderzoek zagen vele synthetische polymeren met rubberachtige eigenschappen het levenslicht. Eén van die onderzoekers was de Belgische pater Julius Nieuwland (1878-1937), geboren in Hansbeke en reeds vroeg met zijn ouders uitgeweken naar Noord-Amerika. Hoewel een fervent plantkundige, werd hij in 1918 professor organische chemie aan de universiteit Notre Dame in Indiana. Hij zette er zijn onderzoek uit zijn studententijd, Some reactions of acetylene (1904), voort. Hij deelde zijn resultaten mee in een lezing tijdens een studiedag in december 1925, waar ook Elmer K. Bolton van de firma DuPont de Nemours aanwezig was. DuPont was rond die tijd op zoek naar nieuwe onderzoeksthema’s, want de kleurstoffen hadden hun beste tijd gehad. Slechts schoorvoetend had het directiecomité ingestemd met het voorstel om alle aandacht te richten op kunstrubber uit acetyleen.

Stom van verbazing hoorde Bolton de onbekende frêle pater vertellen over zijn onderzoek naar acetyleen in CuCl₂ en NH₄Cl-oplossingen dat hem divinylacetyleen opleverde en waarvan hij vermoedde dat restjes aanwezige monovinylacetyleen de stevigheid van het rubber verbeterden. Tijdens de lunch vroeg Bolton honderduit en Nieuwland was bereid een medewerker van DuPont in zijn lab in te wijden. Het werd William S. Calcott waarmee Nieuwland een levenslange vriendschap sloot. Calcott bevestigde het vermoeden van Nieuwland waarop deze alle rechten aan DuPont verkocht, in ruil voor sponsoring van zijn religieuze orde. 

Wallace Carothers van DuPont, tevens ontdekker van de ‘nylon’-vezels, nam het onderzoek over en bereidde monovinylacetyleen uit aceton, liet het verder reageren met HCl tot chloropreen, dat vlot polymeriseert tot het goede synthetische rubber neopreen (eerst nog dupreen genoemd). In volle economische crisis bouwde DuPont een nieuwe fabriek in 1932, net toen de rubberprijs kelderde. Maar dankzij een goede en gelijkmatige standaardkwaliteit, een stabiele bevoorrading en een steeds gunstiger prijs voor neopreen kon de fabriek uitbreiden nog voor de eerste productie er tot stand kwam. 

[lees verder onder de foto]

Schaarste stimuleert onderzoek (II) 

Ondertussen was nazi-Duitsland koortsachtig op zoek naar goedkope en ruim beschikbare grondstoffen, ook voor rubber. Cokes met ongebluste kalk leverde de Duitsers acetyleen op, waarvan IG Farben reeds rond de voorgaande eeuwwende via butadieen en natrium een vrij goede rubber kon produceren. In september 1935 kondigde Stalin het sovpreen aan, gebaseerd op werk van Sergei Lebedev (1910) en Ivan Ostromislensky (1915). In datzelfde jaar kon Hitler trots melden dat Duitsland ook zijn synthetische rubber had: buna. Maar hij wilde een nog steviger product. De speurtocht leverde het copolymeer op met styreen uit benzeen (buna S) en met acrylonitrile (buna N) uit calciumcyaanamide, een reactie die sinds 1909 bekend was. 

‘In september 1935 kondigde Stalin het sovpreen aan’ 

Aan de vooravond van de Tweede Wereldoorlog ontstond dus een nieuwe wedloop tussen Duitsland en Amerika, waarbij drie grote petro-industriën hun rubber op de markt brachten: Standard Oil Co met een nieuwe butylrubber uit petroleum (1940), Philips en Goodrich met Ameripol (1941) en Goodyear met Chemigum (1941).  

In de loop der jaren zijn zeker meer dan 40 synthetische rubbers ontwikkeld waarvan slechts een vijftiental een commerciële betekenis heeft gekregen. Zo ontwikkelde J.C. Patrick in 1920 Thiokol, een polysulfiderubber door dichloorverbindingen te koken met polysulfiden en een weinig zuur. Shell kwam met diverse rubbers, waaronder isopreenrubber via conventionele polymerisatie van isopreen en thermoplastische rubbers, die een combinatie zijn van styreen en butadieen. Nobelprijswinnaar Giulio Natta ontwikkelde eth(yl)een-prop(yl)eenrubbers, gevulkaniseerd met peroxiden. Er kwamen uiteenlopende mengsels met toepassingen in coatings, smeeroliën, lijmen, verven en vooral autobanden. En de speurtocht naar nieuwe (recycleerbare) elastomeren gaat onverminderd verder.