У красного спорткара, белого фургона и ярко-жёлтого такси есть общая деталь: чёрные шины. К этому цвету мы настолько привыкли, что он кажется естественным свойством резины. Но белая резина тоже существует, в том числе в автомобильных покрышках. Чтобы разобраться с цветом, придётся заглянуть в состав шинной смеси.
Что скрывается за словом «резина»
Шина выглядит как довольно простое резиновое кольцо. В действительности это сложная конструкция. В её производстве используются натуральный и синтетический каучук, наполнители, металлические усилители, текстиль и другие материалы. У каждого своя задача: одним нужно обеспечивать эластичность, другим помогать конструкции выдерживать нагрузки. Michelin описывает состав и устройство современной шины как сочетание множества компонентов с разными функциями.
Рецептура здесь имеет принципиальное значение. Каучук служит основой резиновой смеси, но свойства готового материала зависят и от того, что к нему добавили. Среди таких добавок есть технический углерод, известный также как техническая сажа. Именно он придаёт привычным автомобильным шинам чёрный цвет.
Что делает технический углерод
Название «сажа» легко вызывает неправильную картинку: будто в резину подмешивают случайную копоть. Технический углерод получают в контролируемом промышленном процессе. Его частицы соединены в небольшие образования, которые называют агрегатами. Производитель Cabot отдельно подчёркивает, что этот материал отличается от сажи, возникающей как нежелательный побочный продукт горения.
Для шин особенно важна его способность усиливать резину и повышать долговечность протектора. Причём технический углерод бывает разным: структура его частиц и свойства поверхности позволяют получать материалы с различными характеристиками. Поэтому для инженера это целое семейство добавок, из которого выбирают подходящие варианты. Эти функции описаны в техническом обзоре Cabot.
Количество добавки тоже впечатляет. По данным Continental за 2024 год, содержание технического углерода в легковой шине компании составляло от 15 до 20 процентов в зависимости от модели. Это заметная доля материала, а не символическая щепотка красителя.
Когда шины почернели
Чёрный цвет сопровождал распространение усиливающих наполнителей. Например, Continental относит первое применение технического углерода в собственных шинах к 1926 году. Компания связывает этот шаг с улучшением прочности, долговечности и сопротивления истиранию. В её исторической хронологии переход даже обозначен как момент, когда шины стали чёрными.
Важная оговорка: 1926 год относится именно к истории Continental. Это не общая дата, когда все производители мира одновременно сменили рецептуру.
Можно ли сделать шину другого цвета?
Белая резина действительно применяется в шинах. Continental, например, описывает изготовление белых боковин и белых надписей с использованием соответствующей резиновой смеси. Значит, сам материал не обречён быть чёрным.
Однако для дорожной шины важен не только желаемый оттенок. Технический углерод включают в смесь ещё при производстве. Его работа не ограничивается внешним видом, поэтому подбор другого состава требует учитывать и поведение шины на дороге.
При этом у инженеров есть и другие наполнители. Один из важнейших, диоксид кремния, часто фигурирует под названием «силика». Он помогает настраивать свойства смеси; в частности, Michelin указывает на его роль в снижении сопротивления качению. Современная рецептура гораздо сложнее, чем «каучук плюс чёрный порошок».
У чёрного цвета может быть новая история
Меняется и происхождение самого наполнителя. Восстановленный технический углерод можно получать при переработке отслуживших шин с помощью пиролиза. В июле 2024 года Continental сообщала об использовании такого восстановленного материала во всех вновь выпускаемых шинах для вилочных погрузчиков на заводе в Корбахе.
Так что знакомый цвет скрывает гораздо больше, чем кажется. За ним стоят подбор наполнителей, требования к износу и работа над повторным использованием сырья. Чёрная шина стала привычной благодаря свойствам её состава, а цвет оказался самым заметным следствием этого выбора.
Источники
- Michelin: состав и устройство шин
- Cabot: свойства технического углерода
- Cabot: усиливающие материалы
- Continental: технический углерод и переработка шин, 2024
- Continental: история конструкции и материалов шин
- Continental: производство радиальной шины
