Guma je organická zlúčenina, ktorej hlavnými zložkami sú uhlík a vodík. Získava sa zo špeciálnych drevín, ktoré sa často nazývajú kaučukovníky. Takíto predstavitelia flóry rastú v trópoch. Ich orgány (plody, listy, konáre, kmeň, korene) obsahujú latex. Táto mliečna tekutina nie je šťavou rastlín, botanici stále pochybujú o špecifikách jej významu pre život rastlinného organizmu. Práve z latexu sa v procese koagulácie získava súvislá elastická hmota, ktorou je prírodný prírodný kaučuk.
História objavenia prírodného kaučuku
Príspevok Krištofa Kolumba k rozvoju svetovej civilizácie sa neobmedzuje len na veľké geografické objavy. Bola to jeho loď, ktorá v roku 1493 pristála na ostrove Hispaniola a odviezla prvý gumený výrobok do Španielska. Bola to elastická skákacia lopta, ktorú miestni obyvatelia vyrábali zo šťavy hevea, rastliny, ktorá sa na nej nachádzabrehy Amazonky. Španieli boli vážne prekvapení, keď videli, ako Indiáni s nadšením vyhodili zvláštnu maličkosť, ktorá sa po dopade na zem odrazila ako živá, akoby skočila. Po tom, čo sa pokúsili držať túto skákajúcu loptu, prišli k záveru, že je dosť ťažká a všimli si aj jej lepkavosť a charakteristický zápach dymu.
Používanie gumy Indiánmi nebolo obmedzené len na toto. Miestne kmene tento ples nielen hrali, ale využívali ho pri rôznych náboženských obradoch. A šťava zo stromu, z ktorej bola získaná, bola považovaná za posvätnú a nazývala sa „cauchu“, čo v preklade znamená „slzy stromu“.
Medzi zaujímavosti, ktoré Columbus priniesol do Španielska, patrila aj táto nezvyčajná lopta. Odvtedy sa začala história používania gumy.
Prvé pokusy o aplikáciu
Európania však nevenovali patričnú pozornosť zvedavosti Indov. A až do XVIII storočia nikto nepremýšľal o tom, aké široké a rozmanité sú oblasti použitia gumy. Až keď členov francúzskej expedície, ktorí navštívili tropické pralesy Južnej Ameriky, opäť priviezli do Európy, venovali mu pozornosť. Ešte väčší záujem vzbudil, keď francúzsky vedec Ch. Condamine na zhromaždení Parížskej akadémie vied predviedol vzorky tejto látky, ukázal spôsoby možnej aplikácie a produkty z nej.
Rozšírené používanie prírodného kaučuku v Európe začalo okolo roku 1770, keď sa v školách objavil nový doplnok - gummilastic, ktorý sa používal na mazanie čiar ceruzou.
Začalo sa ďalejaktívne vyhľadávanie možných použití gumy. Práve v tom čase sa datuje vynález podväzkov a gumených nití. A škótsky vynálezca C. Mackintosh uhádol, že medzi dve vrstvy látky položí tenkú vrstvu gumy, čím získa nepremokavú látku. Tento materiál bol šialene populárny, pršiplášte z neho dostali svoje meno podľa mena vynálezcu. Nazývali sa Mac.
Kolaps gumárenského priemyslu
Počiatočné pokusy o založenie výroby nepremokavej obuvi boli neúspešné. Galoše, aj keď sa na krátky čas stali celkom módnymi, v praktickosti sa nelíšili. V chlade by mohli prasknúť a v teple sa takmer roztopili a vylučovali nepríjemný zápach.
Nadšenie vynálezcov netrvalo dlho. V jednom z tých rokov bolo v mnohých častiach Európy veľmi horúce leto. Pod vplyvom vysokých teplôt sa produkty gumárenského priemyslu zmenili na hrozne zapáchajúcu hmotu. Všetky podniky v tomto odvetví potom skrachovali.
Objavenie Charlesa Goodyear
A nikto by si nepomyslel na galoše a maškrty, nebyť vytrvalosti Američana Charlesa Goodyeara. Veľa rokov venoval hľadaniu spôsobov, ako vyrobiť dobrý materiál z gumy.
Goodyear urobil veľa experimentov a zmiešal gumu takmer so všetkým. Pridal do nej soľ, korenie, piesok a dokonca aj polievku. Keď vynálezca minul všetky svoje peniaze a silu, už strácal nádej. Jeho úsilie však bolo korunované úspechom. Pridaním síry do látky zistilže sa zlepšila pevnosť, elasticita a teplotná stabilita.
Podarilo sa mu teda vylepšiť gumu. Vlastnosti a aplikácia novej zlúčeniny sa opäť stali predmetom štúdia vedcov a priemyselníkov. Materiál získaný spoločnosťou Goodyear je to, čo teraz nazývame guma, a proces, ktorým sa získava, je vulkanizácia gumy.
Gumový výložník
Po senzačnom objave sa na šťastného vedca zosypalo množstvo ponúk na kúpu patentu na vynájdený materiál. Použitie gumy na výrobu gumy sa stalo obrovským. Za týmto účelom takmer všetky krajiny začali hľadať spôsoby, ako pestovať kaučukovníky na svojom území. V tomto smere mala najväčšie šťastie Brazília, pretože práve tento štát bol vlastníkom obrovských zásob takýchto rastlín. Brazílska vláda vynaložila veľké úsilie, aby zostala monopolom v tejto oblasti a kategoricky zakázala vývoz semien a mladých rastlín Hevea. Za tento zločin bol dokonca zavedený trest smrti.
Angličanovi Wickhamovi, ktorý má špionážnu prax, sa však podarilo preniknúť na pobrežie Amazonky, kde tajne získal a poslal do Británie 70 000 semien kaučukovníka. A hoci sa miestnym chovateľom hneď nepodarilo dopestovať túto tropickú rastlinu na území s inou klímou, vďaka ich úsiliu sa po čase objavil na trhu lacnejší a dostupnejší anglický kaučuk.
Medzitým sa používanie prírodného kaučuku tak rozšírilo, že počet výrobkov z kaučuku presiahol 100 000 kusov.množstvo nových produktov: dopravné pásy a elektrická izolácia, „gumičky“na bielizeň, gumené topánky, detské balóny atď. pneumatiky pre autá.
Používanie kaučuku a kaučuku u nás je dlhodobo založené na ich výrobe zo zahraničných surovín. Až keď boli v Kazachstane objavené púpavy, ktorých korene obsahujú kaučuk, objavili sa prvé gumené výrobky z domáceho materiálu. Bol to však veľmi namáhavý proces, keďže extrakcia kaučuku z koreňov púpavy trvala veľmi dlho kvôli jeho nízkej koncentrácii (16-28%).
Získanie syntetickej gumy
Prírodné zdroje prírodného kaučuku nespĺňajú vysoké nároky obyvateľstva na tovar vyrobený z tohto materiálu. Teraz je výroba syntetického kaučuku oveľa väčšia.
S. V. Lebedev v roku 1910 prvýkrát dostal syntetický kaučuk. Materiálom na výrobu bol butadién, ktorý sa izoloval z etylalkoholu. Neskôr, vykonaním polymerizačnej reakcie s použitím kovového sodíka, sa získal butadiénový syntetický kaučuk.
Priemyselná výroba syntetického kaučuku
V roku 1925 si SV Lebedev dal za úlohu nájsť priemyselnú metódu syntézy kaučuku. O dva roky neskôr sa to podarilo úspešne vyriešiť. Prvých pár kilogramov gumy bolo syntetizovaných v laboratóriu. Bol to Lebedev, kto sa ujalštúdium vlastností tejto gumy a vývoj receptúr na získanie produktov potrebných pre spotrebiteľa z nej.
A v nasledujúcich rokoch bolo používanie gumy najdôležitejšou úlohou práce S. V. Lebedeva. Práve podľa jeho metódy bola prvá várka tohto materiálu v priemyselnom meradle získaná v prvom závode na svete, ktorý tento materiál vyrábal.
V období rokov 1932 až 1990 bol Sovietsky zväz lídrom vo výrobe v tomto odvetví. Použitie syntetického kaučuku umožnilo rozšíriť sortiment gumeného tovaru, najmä: výrobky z mäkkej gumy, podrážky topánok, rôzne rúry a hadice, tmely a lepidlá, farby na báze latexu a iné.
Vlastnosti a aplikácie syntetického kaučuku
Sortiment syntetických kaučukov sa v porovnaní s polovicou 20. storočia výrazne rozrástol. Jeho rôzne typy sa môžu značne líšiť v chemickom zložení a spotrebiteľských vlastnostiach. Klasifikácia syntetického kaučuku je založená na rozdiele v monoméroch, ktoré sa používajú pri jeho výrobe. Takže existujú izoprén, butadién, chloroprén a ďalšie typy. Podľa inej klasifikácie sa kaučuky delia na typy v závislosti od charakteristickej skupiny atómov, ktoré tvoria ich zloženie. Známe sú napríklad typy polysulfidov, organokremičitých kaučukov atď.
Hlavnou metódou výroby syntetických kaučukov je polymerizácia diénov a alkénov. Najbežnejšie monoméry v tomto prípade možno nazvať butadién, izoprén, etylén, akrylonitril atď.
Niektoré typy polysulfidových, polyuretánových kaučukov sa získavajú počas polykondenzačnej reakcie.
Gumy na všeobecné a špeciálne účely
Podľa použitia možno gumy rozdeliť na materiály na všeobecné a špeciálne účely. Zástupcovia prvej skupiny majú súbor vlastností, ktoré umožňujú ich použitie na výrobu rôznych tovarov, ktorých elastické vlastnosti by sa mali prejaviť pri bežných teplotách. Použitie syntetického kaučuku na špeciálne účely však znamená zachovanie vlastností v extrémnych situáciách, napríklad pod vplyvom mrazu a ohňa, ozónu a kyslíka atď.
Aplikácia izoprénovej gumy
Zloženie izoprénového kaučuku je veľmi podobné prírodnému kaučuku. V dôsledku toho je rozsah vlastností týchto látok do značnej miery rovnaký.
Jeho nevýhodou je slabá odolnosť voči vysokým teplotám, ozónu a priamemu slnečnému žiareniu. Nízka kohézna sila gumy na ich báze je vlastnosť, ktorá robí izoprénovú gumu menej populárnou. Jeho použitie je náročné pre zvýšenú lepivosť, nedostatočnú kostru a tekutosť. Ale v monolitických výrobkoch, ktoré nevyžadujú spájanie veľkého počtu dielov, sa široko používajú izoprénové kaučuky.
Gumové nášivky
Používanie gumy v medicíne tiež prebieha. Najbežnejším produktom lekárskeho priemyslu, ktorý sa získava použitím gumy, je náplasť. Ide o zmes kaučuku, liečivého apríbuzné látky. Výhody týchto náplastí:
- dlhá lepivosť;
- kompatibilita s mnohými liekmi;
- neškodnosť;
- jednoduché použitie.
Výrobný proces spočíva v rozpustení 1 dielu gumy v 12 dieloch benzínu. A potom sa do roztoku zavádzajú ďalšie sprievodné zložky: terpentín (zvyšuje lepivosť), lanolín (chráni pred vysychaním), oxid zinočnatý (znižuje podráždenie), liečivá (vytvárajú terapeutický účinok).
Gumové implantáty
Naozaj životne dôležité gumové výrobky sú implantáty ľudských orgánov. Používanie gumy pri ich výrobe sa začalo relatívne nedávno a znamenalo začiatok novej éry vo vývoji medicíny.
Tracheálne implantáty sú materiály vyrobené z polyaktylátov, polysiloxánov, polyamidov. Umelé srdce a jeho časti sú vyrobené z polyuretánov a polyoxylánov. Polyetylén a polypropylén sú materiálom na výrobu implantátov častí pažeráka a polyvinylchlorid je hlavnou zložkou implantátov iných častí tráviaceho systému. Umelé krvné cievy sú vyrobené z polyetyléntereftalátu, polytetrafluóretylénu a polypropylénu. Polyakryláty, polyamidy, polyuretány pomáhajú ľuďom s postihnutím nájsť nové kosti a kĺby.
Používanie gumy v priemyselných výrobkoch
Význam gumy v národnom hospodárstve je obrovský. Ale použitie prírodného kaučuku v jeho čistej forme je veľkévzácnosť. Najčastejšie sa používa vo forme gumy. Výrobky vyrobené z tohto materiálu sa nachádzajú v každodennom živote na každom kroku. To zahŕňa izoláciu drôtov, výrobu obuvi a odevov, pneumatík pre autá a mnoho ďalšieho.
V obuvníckom priemysle sa spravidla používajú tieto druhy gumy: pórovitá (podrážka), koži podobná (spodná časť topánky), priehľadná (podpätky).
Používanie prírodného kaučuku a jeho syntetických analógov sa nerozšírilo náhodou. Spĺňajú väčšinu ľudských potrieb a sú jedným z najuniverzálnejších materiálov.
