Die Erfindung des Synthesekautschuks

„Gummi: klar. Reifen, Dichtungen, Schuhsohlen, Gartenschlauch...“ Sehr gut! Noch mehr? Tja: Die allermeisten werden hier wohl etwas ins Nachdenken kommen. Kein Wunder: Bei der Frage nach der Rolle des Werkstoffs Gummi in unserer Welt heben selbst Profis schnell die Arme. Denn: Die genaue Anzahl der Dinge, die diesem extrem vielseitigen Material ihre Existenz verdanken, kennt niemand. Garantiert. Bungee-Seil und Motorlager, Dichtungsring und Luftballon, Fallschutzmatte und Druckwalze – wer bewusst mit einem Block durch seinen Alltag geht, um Gummiprodukte zu sammeln, der dürfte den Bleistift schnell wieder zur Seite legen: Fast ist es leichter, Dinge aufzuschreiben, die ohne Gummi auskommen als umgekehrt. Denn fast überall, wo Kräfte übertragen oder gedämpft und Flüssigkeiten transportiert oder Behälter abgedichtet werden müssen, verlässt sich die Technik heute auf diesen elastischen Werkstoff.

Selbstverständlich ist das nicht. Und überhaupt: Den einen elastischen Werkstoff Gummi gibt es schon mal gar nicht. Gerade, wenn Gummi unter Extrembedingungen seine Arbeit verrichten muss, setzen Ingenieure heute auf Hochleistungskautschuke: Spezialwerkstoffe, die mit dem klebrigen Naturstoff, aus dem schon Maya und Azteken Bälle und Behälter formten, so wenig zu tun haben wie ein Sportwagen mit einem Handkarren. Und die wir nur deshalb kennen, weil vor 100 Jahren jemand eine richtig gute Idee hatte.

Die Leute, die das quasi von Haus aus besser wissen als viele andere, trifft man heute beim Spezialchemie-Konzern LANXESS. Denn dieses Unternehmen setzt in Sachen Hochleistungskautschuk die Linie fort, die mit einer Art „Preisausschreiben“ in den Elberfelder Farbenfabriken Friedr. Bayer & Co. 1906 ihren Anfang nahm, später von der Bayer AG aufgenommen wurde und seit 2004 eben von LANXESS in die Zukunft geführt wird. Denn bei den Elberfelder Farbenfabriken arbeitete vor 100 Jahren Fritz Hofmann – damals leitender Chemiker der Pharmaabteilung der Firma. Heute allerdings eher bekannt als der Mann, der den ersten synthetischen Kautschuk hergestellt hat.

Klar: Natürlich kannte Hofmann schon Gummi. Schließlich hatten bereits Christoph Kolumbus und seine Nachfolger einige 100 Jahre vor Hofmanns Entdeckung südamerikanische Ureinwohner mit Kautschuk hantieren sehen und der alten Welt von diesem seltsamen Material berichtet. 1839 wurde in Europa dann die Vulkanisation erfunden, die den klebrigen Naturkautschuk erst zu festem, aber elastischen Gummi macht; lange Zeit galt (Hart-)-Gummi dann als eine Art Hightech-Kunststoff, aus dem nicht nur Mäntel und Stiefel, sondern auch Füllfederhalter, Pfeifenmundstücke und sogar Gebisse hergestellt wurden – und ja, natürlich auch Reifen.

Aber das Material, aus dem diese Artikel hergestellt wurden, hatte eine Menge Schwächen. So zerfiel der Naturkautschuk an Luft und in heißer Umgebung recht schnell – das ist heute immer noch so – und musste auf Plantagen angebaut werden. Dadurch war der Stoff natürlich hohen Qualitäts- und Preisschwankungen unterworfen. Vor allem aber ließ er sich chemisch kaum weiter modifizieren. Und damit nicht an die steigenden Bedürfnisse der Technik anpassen.
So ist es kein Wunder, dass die Suche nach einem Ersatz aus den Reaktoren der Chemiker eine Menge heller Köpfe auf den Plan rief. So auch bei Hofmanns Arbeitgeber: 1906 schrieb das Bayer-Direktorium einen Preis von immerhin 20.000 Mark aus für denjenigen, der bis zum 1. November 1909 „ein Verfahren zur Herstellung von Kautschuk oder eines vollwertigen Ersatzes findet“ – wer mag, kann diesen Aufruf durchaus mit dem zu einer Art „chemischen Mondlandung“ vergleichen. Und 20.000 Mark waren eine Menge Geld: Um 1900 bekam man für 50 Mark schon einen schicken Herrenanzug; ein Arbeiter in der Metallindustrie konnte 1909 rund 1.300 Mark nach Hause tragen. Wollte Hofmann sich den Preis verdienen, musste er sich also beeilen. Dabei hatte er höchstens nebulöse Vorstellungen von der Aufgabe, die auf ihn wartete.

Hofmanns größtes Problem: Naturkautschuk wurde zwar damals in vielen Laboratorien unter die Lupe genommen – aber dass die Kettenmoleküle dieses elastischen Materials aus zahllosen aneinander gereihten Bausteinen bestanden, die Chemiker als „Isopren“ bezeichneten, hatte man erst kurz zuvor – 1905 – herausgefunden. Dabei kannte man diesen Grundstoff schon seit 1860! Und wie man diesen in Anlehnung an Mutter Natur im Labor aneinanderreihen, also „polymerisieren“ könnte – das wusste noch niemand so recht. Mehr noch: Der geheimnisvolle „Naturgummi-Baustein“ Isopren war in Reinform nur schwer zu bekommen – obwohl er in Form von Latexmilch praktisch in den Bäumen wuchs.

Hofmann machte sich trotzdem an sein Synthesekautschuk-Projekt. Und hatte Erfolg. Das Patent Nr. 250 690 für den ersten synthetischen Kautschuk der Welt wurde am 12. September 1909 erteilt – also vor hundert Jahren.

Bis Hofmanns Idee zu einem wirklich brauchbaren – und vor allem wirtschaftlich verwertbaren – Kautschuk führte, dauerte es allerdings noch ein wenig: Der Gummi-Urbaustein Isopren war trotz der Expertise, die Hofmanns Team sich erarbeitet hatte, immer noch zu schwer herzustellen. Zunächst einmal musste Hofmann also lernen, die kostbaren Isopren-Fläschchen im Regal stehen zu lassen und stattdessen zu einem engen chemischen Verwandten dieser Substanz zu greifen – dem so genannten Methylisopren, das für die Chemiker damals etwas leichter zugänglich war.

Diesen Stoff gab er in Blechbüchsen, erwärmte sie – und wappnete sich mit Geduld. Wochen, Monate. Was er nach der Öffnung der ersten dieser Behälter gerufen haben mag, ist nicht bekannt; fest steht aber, dass er darin eine seltsame Substanz fand, die je nach Polymerisations-Temperatur mal weicher, mal härter war, aber immer elastisch: Methylkautschuk. Synthetischer Kautschuk. Das war die Geburtsstunde des modernen Gummis.