Каучукът е органично съединение, чиито основни компоненти са въглерод и водород. Получава се от специални дървесни растения, които често се наричат каучукови растения. Такива представители на флората растат в тропиците. Техните органи (плодове, листа, клони, ствол, корени) съдържат латекс. Тази млечна течност не е сок от растения, ботаниците все още се съмняват в спецификата на нейното значение за живота на растителния организъм. Именно от латекс в процеса на коагулация се получава непрекъсната еластична маса, която е естествен естествен каучук.
История на откриването на естествения каучук
Приносът на Христофор Колумб за развитието на световната цивилизация не се ограничава до Великите географски открития. Именно неговият кораб кацна на остров Испаньола през 1493 г. и отнесе първия каучуков продукт в Испания. Това беше еластична подскачаща топка, която местните жители направиха от сока на хевеята, растение, открито набреговете на Амазонка. Виждайки как индианците ентусиазирано повръщат странно малко нещо, което, стигайки до земята, също отскочи като живо, сякаш правеше скок, испанците бяха сериозно изненадани. След като се опитаха да задържат тази подскачаща топка, те стигнаха до заключението, че тя е доста тежка и също забелязаха нейната лепкавост и характерната миризма на дим.
Използването на каучук от индианците не се ограничава до това. Местните племена не само играеха на тази топка, но я използваха в различни религиозни церемонии. А сокът на дървото, от който е получен, се е смятал за свещен и е наричан "каучу", което означава "сълзите на дървото" в превод.
Сред любопитството, донесено от Колумб в Испания, беше тази необичайна топка. От това време започва историята на използването на каучук.
Първи опити за кандидатстване
Но европейците не обърнаха нужното внимание на любопитството на индианците. И до XVIII век никой не се замисля колко широки и разнообразни са областите на приложение на каучук. Едва когато членовете на френската експедиция, които посетиха тропическите гори на Южна Америка, той отново беше доведен в Европа, те му обърнаха внимание. Още по-голям интерес възниква, когато френският учен Ch. Condamine, изказвайки се на събранието на Парижката академия на науките, демонстрира образци от това вещество, показва начини за възможно приложение и продукти от него.
Широко разпространеното използване на естествения каучук в Европа започва около 1770 г., когато в училищата се появява нов аксесоар - gummilastic, който се използва за изтриване на линии с молив.
Следващото започнаактивно търсене на възможни приложения за каучук. По това време датира изобретяването на тиранти и гумени конци. А шотландският изобретател С. Макинтош предположил да положи тънък слой гума между два слоя плат, като по този начин се получи водоустойчива тъкан. Този материал беше лудо популярен, дъждобраните от него получиха името си от името на изобретателя. Наричаха се Macs.
Колапсът на каучуковата индустрия
Първоначалните опити за установяване на производството на водоустойчиви обувки бяха неуспешни. Галошите, въпреки че станаха доста модерни за кратък период от време, не се различаваха по практичност. На студа можеха да се напукат, а в жегата почти се стопиха и излъчваха неприятна миризма.
Ентусиазмът на изобретателите не продължи дълго. В една от тези години имаше много горещо лято в много части на Европа. Под въздействието на високи температури продуктите на каучуковата промишленост се превърнаха в ужасно миришеща маса. Тогава всички предприятия в тази индустрия фалираха.
Откриване на Чарлз Гудиър
И никой не би си помислил за галоши и макинтоси, ако не беше упоритостта на американеца Чарлз Гудиър. Той посвети много години на намиране на начини да направи добър материал от гума.
Goodyear направи много експерименти, смесвайки каучук с почти всичко. Той добави сол, черен пипер, пясък и дори супа. След като похарчи всичките си пари и сили, изобретателят вече губеше надежда. Но усилията му все пак се увенчаха с успех. Добавяйки сяра към веществото, той откриваче здравината, еластичността и температурната стабилност са се подобрили.
По този начин той успя да подобри гумата. Свойствата и приложението на новото съединение отново станаха обект на изследване от учени и индустриалци. Материалът, получен от Goodyear, е това, което сега наричаме каучук, а процесът, чрез който се получава, е вулканизация на каучук.
Гумена стрела
След сензационното откритие, многобройни предложения за закупуване на патент за изобретения материал заваляха върху щастливия учен. Използването на каучук за производството на каучук стана огромно. За да направят това, почти всички страни започнаха да търсят начини за отглеждане на каучукови дървета на тяхна територия. В това отношение Бразилия беше най-щастливата, защото именно тази държава беше собственик на огромните запаси от такива растения. Бразилското правителство положи много усилия да остане монопол в тази област, като категорично забрани износа на семена и млади растения от хевея. За това престъпление дори беше въведено смъртно наказание.
Но англичанинът Уикъм, който има шпионска практика, успява да проникне до бреговете на Амазонка, където тайно получи и изпрати 70 000 семена от каучукови дървета във Великобритания. И въпреки че местните животновъди не успяха веднага да отглеждат това тропическо растение на територия с различен климат, благодарение на техните усилия, след известно време на пазара се появи по-евтин и по-достъпен английски каучук.
Междувременно използването на естествен каучук стана толкова широко разпространено, че броят на изделията от каучук надхвърли 100 000.броя на новите продукти: конвейерни ленти и електрическа изолация, "гумени ленти" за бельо, гумени обувки, детски балони и др. Но основното използване на естествения каучук е свързано с автомобилната индустрия, когато първо са изобретени гумите за превозни средства, а след това автомобилни гуми.
Използването на каучук и каучук у нас отдавна се основава на производството им от чужди суровини. Едва когато в Казахстан бяха открити глухарчета, чиито корени съдържат каучук, се появиха първите каучукови изделия от домашен материал. Но това беше много трудоемък процес, тъй като извличането на каучук от корените на глухарче отне много време поради ниската му концентрация (16-28%).
Получаване на синтетичен каучук
Природните ресурси от естествен каучук не отговарят на високите нужди на населението от стоки, произведени от този материал. Сега производството на синтетичен каучук е много по-голямо.
S. В. Лебедев през 1910 г. за първи път получава синтетичен каучук. Материалът за производство е бутадиен, който е изолиран от етилов алкохол. По-късно, чрез провеждане на реакция на полимеризация с използване на натриев метал, се получава бутадиенов синтетичен каучук.
Промишлено производство на синтетичен каучук
През 1925 г. С. В. Лебедев си поставя задачата да намери индустриален метод за синтез на каучук. Две години по-късно той беше успешно решен. Първите няколко килограма каучук са синтезирани в лабораторията. Лебедев се заеизучаване на свойствата на този каучук и разработване на рецепти за получаване на необходимите за потребителя продукти от него.
И през следващите години използването на каучук беше най-важната задача в работата на С. В. Лебедев. По неговия метод първата партида от този материал в промишлен мащаб е получена в първия завод в света, произвеждащ този материал.
В периода от 1932 до 1990 г. Съветският съюз е лидер по производство в тази индустрия. Използването на синтетичен каучук направи възможно разширяването на гамата от каучукови изделия, по-специално: меки гумени изделия, подметки за обувки, различни тръби и маркучи, уплътнители и лепила, бои на латексова основа и други.
Свойства и приложения на синтетичен каучук
Сега гамата от синтетични каучуци нарасна значително в сравнение със средата на 20-ти век. Различните му видове могат да се различават значително по химичен състав и потребителски свойства. Класификацията на синтетичния каучук се основава на разликата в мономерите, които се използват при производството му. И така, има изопрен, бутадиен, хлоропрен и други видове. Според друга класификация каучуците са разделени на типове в зависимост от характерната група от атоми, които съставляват техния състав. Известни са например видове полисулфиди, силициеви органични каучуци и др.
Основният метод за производство на синтетичен каучук е полимеризацията на диени и алкени. Най-често срещаните мономери в този случай могат да бъдат наречени бутадиен, изопрен, етилен, акрилонитрил и др.
Някои видове полисулфидни, полиуретанови гуми се получават по време на реакцията на поликондензация.
Гуми за общи и специални цели
Според приложенията гумите могат да се разделят на материали с общо и специално предназначение. Представителите на първата група имат набор от свойства, които позволяват да се използват за производството на различни стоки, чиито еластични свойства трябва да се проявяват при обикновени температури. Но използването на синтетичен каучук за специални цели предполага запазване на свойствата в екстремни ситуации, например под въздействието на замръзване и огън, озон и кислород и др.
Апликация с изопренов каучук
Съставът на изопреновата гума е много подобен на естествения каучук. Следователно обхватът на свойствата на тези вещества е до голяма степен същият.
Недостатъците му включват лоша устойчивост на високи температури, озон и пряка слънчева светлина. Ниската кохезионна якост на каучука на тяхна основа е свойство, което прави изопреновия каучук по-малко популярна. Използването му е трудно поради повишена лепкавост, недостатъчен скелет и течливост. Но в монолитни продукти, които не изискват съединяване на голям брой части, изопреновите каучуци са широко използвани.
Гумени лепенки
Използването на каучук в медицината също има място. Най-разпространеният продукт на медицинската индустрия, получен от използването на каучук, е пластир. Представлява смес от каучук, лечебни исвързани вещества. Предимства на тези пачове:
- дълга лепкавост;
- съвместимост с много лекарства;
- безвредност;
- лесна употреба.
Производственият процес е да се разтвори 1 част гума в 12 части бензин. След това в разтвора се въвеждат други съпътстващи компоненти: терпентин (увеличава лепкавостта), ланолин (предпазва от изсушаване), цинков оксид (намалява дразненето), лекарства (създават терапевтичен ефект).
Гумени импланти
Наистина жизненоважни гумени продукти са имплантите на човешки органи. Използването на каучук в тяхното производство започва сравнително наскоро и бележи началото на нова ера в развитието на медицината.
Трахеалните импланти са материали, изработени от полиактилати, полисилоксани, полиамиди. Изкуственото сърце и неговите части са изработени от полиуретани и полиоксилани. Полиетиленът и полипропиленът са материалът за производството на импланти на части от хранопровода, а поливинилхлоридът е основният компонент на имплантите на други части на храносмилателната система. Изкуствените кръвоносни съдове са направени от полиетилен терефталат, политетрафлуоретилен и полипропилен. Полиакрилати, полиамиди, полиуретани помагат на хората с увреждания да намират нови кости и стави.
Използване на каучук в промишлени продукти
Значението на каучука в националната икономика е огромно. Но използването на естествен каучук в чист вид е голяморядкост. Най-често се използва под формата на каучук. Продуктите, изработени от този материал, се срещат в ежедневието на всяка стъпка. Това включва изолация на проводници, производство на обувки и дрехи, автомобилни гуми и много други.
В обувната индустрия по правило се използват следните видове гума: пореста (подметка), подобна на кожа (долната част на обувката), прозрачна (токчета).
Използването на естествен каучук и неговите синтетични аналози не е станало широко разпространено случайно. Те отговарят на повечето човешки нужди, тъй като са един от най-универсалните материали.
