KAUTSCHUK AUS DER INDUSTRI geld war durchaus betrachtlich:Schon fur 50 Mark bekam in geringen Mengen verfugbar.Augerdem musste Hofmanr sich eingestehen,dass sich sein Polyisopren mit dem na ag-und an der mangelnden Stere die Btes Problem:N. sation wurde scine ngen im Auch wusste man.dass die Ketter er gehorchen.dirfte in Hofm anns chen Mat n-Bau einen be rgeherrscht haber 2-Methylbu seit dem zw ber wie man dies sel zu tolg de rst kurz nach seinen versuchen mi der -polymerisi Mehr noch:De 123.Di hvl-I 3 Naturgummi-Bau adien)crsetzte indung schwe t wer amengen-La und wa hatten bei der Formulierung ihre ich.Das benotigte ollte ub solle ur pnm n Erfolg de wi iner form zu e in eine k tion die er det schen Landwir ren,die Ka k nicht unihnlic urchaus zutraute. r fand mar ren wurde am 12.Sep damit doch noch von der Kohle atheit gilt in de ren lieg sich in er bb.5 Methyl- warmten Blechdosen uber Wochen erste tec Vom Polyis opren zum Methylkautschuk Substanz polymeris en,die je nach Reaktionstemperatu sopren war letztli nn p-Kresol war nu Mengen eines gummiela zu experimer em.Unserer Zeit, 2009.43,392- 40 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH Co KGaA.Weinheim 395Chem. Unserer Zeit, 2009, 43, 392 – 406 www.chiuz.de © 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim | 395 KAUTSCHUK | AUS DER INDUSTRIE geld war durchaus beträchtlich: Schon für 50 Mark bekam man um 1900 einen Herrenanzug. Fritz Hofmann, leitender Chemiker in der Pharmaabteilung des Unternehmens, nahm die Herausforderung an. Dabei konnte er höchstens nebu￾löse Vorstellungen von der Aufgabe gehabt haben, die auf ihn wartete (Abbildung 3). Hofmanns größtes Problem: Na￾turkautschuk wurde seinerzeit zwar in vielen Laboratorien untersucht. Auch wusste man, dass die Ketten￾moleküle dieses elastischen Materi￾als aus zahllosen aneinandergereih￾ten Isopren-Bausteinen bestanden. Isopren selbst, also 2-Methylbuta- 1,3-dien, kannte man sogar schon seit dem zweiten Drittel des 19. Jahrhunderts. Aber wie man dieses Monomer in Anlehnung an das na￾türliche Vorbild im Labor aneinan￾derreihen, also „polymerisieren“ könnte, das war noch niemandem so recht klar. Mehr noch: Der geheimnisvolle „Naturgummi-Bau￾stein“ Isopren war in Reinform nur schwer zu bekommen. Mit einer Kleinmengen-Laborsynthese wäre Hofmann zudem nicht geholfen ge￾wesen, denn die Bayer-Direktoren hatten bei der Formulierung ihrer Herausforderung eine wichtige Ne￾benbedingung aufgestellt: Der Ein￾standspreis des Materials solle sich bei „höchstens zehn Mark für prima Ware pro Kilo“ einpendeln. Dennoch hatte Hofmann Erfolg: Ihm gelang es nicht nur, Isopren aus p-Kresol, einem Bestandteil des Kohlenteers, in reiner Form zu er￾halten und durch allmähliches Er￾hitzen in geschlossenen Behältern in eine klebrige Masse zu überfüh￾ren, die Kautschuk nicht unähnlich war. Das Patent Nr. 250 690 für die￾ses Verfahren wurde am 12. Sep￾tember 1909 erteilt – also vor hun￾dert Jahren (Abbildung 4). Hof￾manns Pionierarbeit gilt in der westlichen Welt als die Geburts￾stunde des Synthesekautschuks. Vom Polyisopren zum Methylkautschuk Bis Hofmanns Idee zu einem wirklich brauchbaren – und vor allem wirtschaftlich verwertbaren – Kautschuk führte, dauerte es allerdings noch ein wenig: Die Herstellung von Isopren war letztlich nicht profitabel, denn p-Kresol war nur in geringen Mengen verfügbar. Außerdem musste Hofmann sich eingestehen, dass sich sein Polyisopren mit dem na￾türlichen Vorbild nicht messen konnte. Es ist zu vermuten, dass dies an einer zu breiten Molekulargewichtsverteilung lag – und an der mangelnden Stereo￾selektivität der sehr wahrscheinlich thermisch/radikalisch induzierten Po￾lymerisation: Während die Doppel￾bindungen im natürlichen Vorbild ei￾nem strengen cis-Verknüpfungsmus￾ter gehorchen, dürfte in Hofmanns Polyisopren eine statistische Vertei￾lung aus cis-, trans- und vinyl-Ver￾knüpfungen vorgeherrscht haben – mit erheblichen Konsequenzen für die makroskopischen Eigenschaften des Polymers (s.u.). Den Schlüssel zum Erfolg des Syn￾thesekautschuks fand Hofmann daher erst kurz nach seinen Versuchen mit der patentierten Polyisoprensynthese, indem er Isopren als Monomer durch Methylisopren (2,3-Dimethyl-1,3-bu￾tadien) ersetzte. Diese Verbindung konnte zum Beispiel über die „Dime￾risierung“ von Aceton hergestellt wer￾den und war damit für die Chemiker zu dieser Zeit auch im großtechni￾schen Maßstab etwas leichter erhält￾lich. Das benötigte Aceton sollte üb￾rigens zunächst durch die katalytische Zersetzung von Essigsäure hergestellt werden, die letztlich auf mikrobiolo￾gischem Wege aus Gärungsalkohol ge￾wonnen werden sollte. Carl Duisberg, Leiter der wissenschaftlichen Versu￾che bei Bayer und Mentor Hofmanns, rechnete noch 1910 aus, dass zur De￾ckung des damaligen Weltbedarfs an Kautschuk etwa 1.200 Millionen Liter Spiritus erforderlich seien – eine Pro￾duktion, die er deutschen Landwirten durchaus zutraute. Später fand man jedoch einen anderen Weg, der über Acetylen (Ethin) aus Calciumcarbid und damit doch noch von der Kohle zum Aceton führte. Methylisopren ließ sich in er￾wärmten Blechdosen über Wochen und Monate bei Temperaturen zwi￾schen 30 und 70 °C zu einer klebrigen Substanz polymerisieren, die je nach Reaktionstemperatur mal weicher und mal härter war, aber immer elastisch: Me￾thylkautschuk. Damit hatten die Ingenieure zum ersten Mal in der Gummigeschichte die Möglichkeit, mit größeren Mengen eines gummielastischen Materials zu experimen￾Abb. 5 Methyl￾kautschuk war der erste technisch ge￾nutzte Synthese￾kautschuk. Abb. 4 Mit diesem Patent auf ein Ver￾fahren zur Herstel￾lung synthetischen Kautschuks be￾gann die Geschich￾te der modernen Gummiwerkstoffe. 15213781, 2009, 6, Downloaded from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ciuz.200600515 by Guangdong University Of Technology, Wiley Online Library on [14/03/2023]. See the Terms and Conditions (https://onlinelibrary.wiley.com/terms-and-conditions) on Wiley Online Library for rules of use; OA articles are governed by the applicable Creative Commons License