Buna-Werke GmbH (abreviere de la Butadien-NatriumLeon Levițchi (coordonator), „Dicționar tehnic român-englez”, Editura Tehnică, București, 1967, p. 130Making Sense ..., Soentgen, 2017, p. 162) a fost o companie producătoare de cauciuc sintetic din Germania Nazistă aparținând de , prima de acest fel din țară, cu combinate în Leverkusen, Schkopau, Auschwitz, Hüls (Marl) și Ludwigshafen.
După al Doilea Război Mondial combinatele au continuat producția sub numele:
Bayer Leverkusen în cadrul Republicii Federale Germane (RFG); VEB Chemische Werke Buna (Schkopau) în cadrul Republicii Democrate Germane (RDG); Fabryka Paliw Syntetycznych Dwory (Auschwitz, redenumit Oświęcim), revenit Republicii Populare Polone; Bunawerke Hüls GmbH (Marl) în cadrul RFG; BASF Ludwigshafen în cadrul RFG.
După 1990 uzina est-germană a fost cumpărată de Dow Chemical (SUA) iar cea poloneză a rămas întreprindere de stat și redenumită Chemiczna Dwory, iar ulterior Synthos.
Unul dintre produsele companiei, Buna S, brevetat în 1933 și utilizabil în anvelope, a ajuns din punct de vedere economic cel mai important cauciuc sintetic din lume în urma exportului licenței și tehnologiei de producției către companiile americane precum Goodyear, , și cu puțin înainte de izbucnirea celui de-al Doilea Război Mondial.
Istoric
Context
În cadrul unei conferințe a conducerii companiei de vopseluri Bayer (fosta Friedrich Bayer & Company) din 18 octombrie 1906 s-a propus oferirea unei recompense de 20 000 de mărci chimistului care va găsi un proces de sinteză a cauciucului sintetic sau un înlocuitor, cu termenul limită înainte de noiembrie 1909. a câștigat premiul, după ce a reușit polimerizarea izoprenului obținut din hidrocarburi în laboratorul companiei Bayer din Elberfeld. Invenția a fost brevetată cu nr. 250690 de Oficiul de brevete al Imperiului German pentru „procesul de producere a cauciucului sintetic”, alături de patentarea utilizării sodiului drept catalizator în polimerizarea izoprenului, în 1910. Poliizoprenul rezultat, deși din punct de vedere chimic similar cu cauciucul natural, nu avea proprietăți mecanice satisfăcătoare. În plus, izoprenul era greu de sintetizat.A History ..., Aftalion, 2001, p. 147
Pe fondul lipsei acute de cauciuc natural în timpul Primului Război Mondial, la uzina din Leverkusen Fritz Hofmann a realizat în aceeași perioadă fabricarea metil-cauciucului prin polimerizarea diizopropenolului (2,3-dimetil-1,3-butadienă), prin intermediul chimiștilor din cadrul Bayer și în măsură semnificativă pe baza cercetărilor lui . Chimiștii au crezut că metilizoprenul sau dimetilbutadiena, care putea fi obținută cu ușurință din acetonă, putea rezulta într-un cauciuc potrivit. Cantitatea rezultată a fost de circa 2 500 tone. Împăratul Wilhelm al II-lea al Germaniei a susținut în mod demonstrativ cauciucul metilic, când în 1912 și-a echipat limuzina de stat cu anvelope din cauciuc de acest tip. Pe lângă prețul costisitor, calitatea acestuia a fost inferioară, compania de anvelope Continental din Hanovra refuzând să-l prelucreze în continuare. Materialul se putea prelucra satisfăcător numai în ebonită și s-a renunțat la acesta după război.O. B. Litvin, „Bazele tehnologiei sintezei cauciucului”, Editura Tehnică, București, 1962, p. 14
Germania (prin I. G. FarbenindustrieHarry Barron, „Modern Synthetic Rubbers”, Second Edition, Chapman & Hall Ltd., London, 1943, p. 28) și Rusia sovietică au devenit interesate din 1925 în noi tipuri de cauciuc sintetic, în timp ce Franța a rămas indiferentă față de problemă, crezând că se poate baza pe plantațiile proprii de Hevea din Indochina. Germania și Rusia sovietică au ajuns la concluzia că argumentele strategice depășesc costurile de producție pentru cauciuc. În anul 1926, un număr mare de cercetători din Germania au reluat studiile, punând accentul pe sinteza cauciucului din butadienă în loc de dimetil-butadienă ca monomer.A History ..., Aftalion, 2001, p. 148 Cercetările s-au intensificat în 1933, iar în 1934 s-a anunțat producția Buna (abreviere de la Butadien-NatriumErnst F. Göbel, „Berechnung und Gestaltung von Gummifedern”, Springer Berlin Heidelberg, 2013, p. 2) de la I. G. Farbenindustrie și S.K.A. și S.K.B. ale URSS. Cel mai probabil chimiștii ruși I. L. Kondakov și , care au creat cele două tipuri de cauciucuri, s-au inspirat în mare parte din brevetele I. G. Farbenindustrie, întrucât proprietatea industrială nu era protejată în URSS.
Butadiena era obținută din cocs și calcar în etape: cocs și calcar – carbură de calciu – acetilenă – acetaldehidă – aldol – butilenglicol – butadienă. Mai putea fi obținută și din acetilenă prin conversie în vinilacetilenă și hidrogenare în butadienă.W. C. Holliman, „Synthetic rubber its production from petroleum, coal, and other materials”, în „Information Circular, 7240-7249”, U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines, Washington, D.C., 1943, p. 7
Denumirea Buna a fost folosită pentru produs, procesul de producție și companie (VEB Chemische Werke Buna), tehnologia fiind dezvoltată de I. G. Farbenindustrie din Leverkusen la sfârșitul anilor 1920. Procedeul constă în polimerizarea butadienei în prezența catalizatorului de sodiu metalic. Denumirile copolimerilor erau: Buna S pentru cauciucul butadien-stirenic și Buna N pentru cel butadien-acrilonitrilic, produsul fiind prezentat prima dată publicului la Salonul Auto de la Berlin din 1936.
Producție Printre primele tipuri de cauciuc germane au fost „Zahlenbuna” (numere) Buna 85 și Buna 115, fiind polimeri ai butadienei cu potasiu și sodiu produse între 1925 și 1930.ASTM Committee D-11 on Rubber and Rubber-Like Materials, „GLOSSARY OF TERMS relating to Rubber and Rubber-Like Materials”, American Society for Testing Materials, Philadelphia, 1959, p. 15 Numerele reprezentau vâscozitățile și masele moleculare ale acestora (85 000 și 115 000), unde primul era produs în flux continuu cu catalizator de potasiu. 85 era caracterizat de duritate, rezistență chimică și stabilitate termică mai mare, cel mai bine utilizat ca izolator electric.
Buna 32 a fost un polimer foarte moale și folosit pentru înmuierea tipurilor Buna 115 sau Buna S. 32 a fost obținut prin adăugarea în butadienă a clorurii de vinil în proporție de 0,8 % și 1,5 % nisip de sodiu uscat, fiind pus în autoclavă și polimerizat la 80° C. Produsul era stabilizat prin adăugarea de fenil-β-naftilamină sau aldol-α-naftilamină și rezulta într-un polimer vâscos, asemănător cu mierea, cu o greutate moleculară de 30 000 și utilizabil doar pentru înmuierea altor cauciucuri Buna sau producția lacurilor Perivinane. La Buna S provoca aderența. Buna 115 era caracterizat de rezistență termică mai mare, alături de Buna 85.
Până în ultima parte a anului 1936 uzina pilot Bayer a I. G. Farbenindustrie din Leverkusen avea o capacitate de 80 de tone pe lună. Continental Gummifabrike a produs 200 de anvelope pe zi și 25 % din confecțiile totale ale fabricii pe baza producției uzinei Bayer.
I. G. Farbenindustrie a oprit producția cauciucului sintetic Buna în anii 1931–1932 din cauza cauciucului natural al cărui prețuri au scăzut foarte mult pe piața mondială. Pe de altă parte, producătorii de anvelope nu au fost mulțumiți de performanțele celui sintetic. Ministrul economiei, Hjalmar Schacht, s-a pronunțat în favoarea importurilor de cauciuc natural în condițiile avantajului de preț față de cel sintetic, împotrivindu-se retragerii Germaniei din comerțul exterior. În schimb, Adolf Hitler a considerat că autosuficiența națională ar trebui să domine considerentele economice, iar acest punct de vedere a prevalat în guvern.A History ..., Aftalion, 2001, p. 185 miniatura|Mostră de cauciuc Perbunan În anii 1930 s-au dezvoltat copolimerii butadienei cu stiren (cu denumirea Buna S dată de chimiștii Eduard Tschunkur și Walter Bock, care l-au brevetat în 1933 sau GR-S (în timpul războiului în SUA și ulterior, produs asemănător cu cel german)), care avea o rezistență mai mare la uzură, și cu acrilonitril (Buna N, GR-A (produs în SUA în timpul războiului) sau Perbunan), mai rezistent la uleiuri, solvenți, grăsimi, căldură și intemperii. Buna S, polimerizat în emulsie la aproximativ 50° C, avea 75 de părți de butadienă și 25 de părți de stiren. Materia primă consta în calcar și cărbune și era prelucrată în mai multe etape,Ernst Preger, Rudolf Reindl; „Klingelnberg Technisches Hilfsbuch”, SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 1944, p. 255 până la obținerea unui material alb și sfărâmicios. Prin modificarea procedeului de producție se puteau obține alte varietăți de cauciuc, iar pe lângă se puteau adăuga coloranți precum negru de fum sau alb de zinc și sulf pentru vulcanizarea la cald. Pentru un cauciuc moale se adăuga un conținut scăzut de sulf iar unul dur un conținut mai mare. Buna S era caracterizat prin elasticitate crescută, mai rezistent la căldură și îmbătrânire decât cauciucul natural, rezistență mai mare la abraziune și un bun izolator electric. Era utilizat în anvelope, garnituri și furtunuri pentru abur și apă caldă până la aproximativ 110° C, benzi transportoare, în special în minerit și mantale izolante și de protecție pentru cabluri.
În 1937 au fost anunțate planurile pentru prima unitate de producție cu adevărat la scară largă la Schkopau, care urma să producă 25.000 de tone pe an. Finanțarea a fost asigurată prin impunerea unei taxe de import drastice asupra cauciucului brut, calculată să aducă echivalentul a 25 de milioane de lire sterline pentru finanțarea oricărui plan privind producția de cauciuc sintetic.
În anii 1940 Buna S a fost cauciucul sintetic cel mai utilizat în Germania pentru anvelope, în benzile de rulare, fiind mai puțin costisitor de produs. Carcasele de anvelope erau realizate din cauciucul rezistent la umflare Perbunan, putând fi lipite direct, operațiune imposibilă între Perbunan și cauciucul natural. Cu posibila excepție a Neoprenului, lipsa adezivității a cauciucurilor sintetice a fost una dintre cele mai mari dezavantaje în ceea ce privește industria anvelopelor și altele similare. Buna S avea adezivitate mai bună decât Perbunan, dar nu mai bună ca cea a cauciucului natural.Harry Barron, „Modern Synthetic Rubbers”, Second Edition, Chapman & Hall Ltd., London, 1943, p. 8 Perbunan, pe lângă rezistența la umflare, avea și caracteristicile de rezistență la căldură de până la aproximativ 130° C, la ulei, grăsimi și benzină, o elasticitate crescută și permeabilitate la gaz cu o pătrime și o șesime față de cauciucului natural. În schimb era un semiconductor. Era utilizabil în garnituri, simeringuri, suspensii, antifonare (în special autovehicule și aeronave), cuplaje elastice, membrane, curele trapezoidale rezistente la ulei, furtunuri rezistente la ulei și benzină, mantale pentru cabluri electrice, role de presiune și costume de protecție.
Buna N, polimerizat în emulsie, avea 75 de părți de butadienă și 25 de părți de acrilonitril (sau raportul de 74 pe 26), cu 0,2 % acid gras din parafină, 0,33 % diproxid și conversie la 75 %. Creșterea proporției de acrilonitril ducea la creșterea viscozității. Era caracterizat ca fiind rezistent la uleiuri și potrivit pentru întrebuințări uzuale. miniatura|Reclamă din 1936: „Cărbune + calcar = Buna; cauciucul artificial este aici!” Alte tipuri de cauciucuri produse au fost:I.G. Farbenindustrie ..., Schatzel, 1945, p. 7
Buna S-1 butadien-stirenic cu raportul de amestec 70 pe 30 cu 2 % acid linoleic și conversie la aproximativ 60 %. Buna S-2