Каучук

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Збір натурального (природного) латексу (підсочка)

Ка́учук (матеріал з якого виготовляють гуму) — еластичний матеріал, який отримують при коагуляції латексу каучуконосних рослин, головним чином бразильської гевеї, що росте в тропічних країнах. Основний компонент — поліізопрен — вуглеводневе полімерне хімічне з'єднання, що має загальну формулу (C5H8)n, де n становить від 1000 до 3000.

Дерево культивується в Південно-Східній Азії, Малайзії, Індонезії, Шрі-Ланці, Камбоджі, Таїланді, Сараваці і Брунеї. На території України кліматичні зони, придатні для виростання каучуконосних рослин, відсутні. Натуральний каучук та латекс натурального каучуку Україна купує за кордоном.[1] Як саме в дереві синтезується вуглеводень (поліізопрен) каучуку, невідомо.[2] З вулканізованих каучуків одержують міцну й еластичну гуму. Застосовується для електроізоляції, виробництва шин, амортизаторів, виробів санітарії і гігієни та ін.

Видобуток природного каучуку і виробництво[ред.ред. код]

Дерево можна використовувати через 7 років. На ньому роблять зарубки і сік збирають в спеціальні посудини.

Щоб видобути каучук із каучуконосних дерев, робітник робить на корі дерева вузький спіралеподібний надріз. Білий сік (латекс) повільно стікає в склянку, закріплену під надрізом. За кілька годин після надрізання збирається приблизно 150 грам соку (надрізи можна робити через кожні 2 дні). Сік густіє й застигає, перетворюючись на грудочки, а потім висихає. Це і є сирий натуральний каучук, який буває двох видів:

  1. дикий каучук, добутий з дерев, кущів і лози, які ростуть в натуральних природних умовах;
  2. плантаційний каучук.

Натуральний (природний) каучук був відомий ще індійцям доколумбівської Америки, який вони добували з соку південноамериканського дерева гевеї. Від цього способу добування і походить назва каучук (caa-o-chu), що на стародавній мові майя означає «сльози дерева». В Європу каучук був завезений на початку XIX ст. Зібраний молочний сік в спеціальні чашки, потім сушили та коптили. З отриманого матеріалу — пружного і непромокаючого — вони виготовляли м'ячі, судини для води, одяг, взуття, дитячі іграшки та культові фігурки.

У культурі[ред.ред. код]

Протягом XIX століття вся маса сирого каучуку промислового значення являла собою дикий каучук бразильської гевеї, що добувався в лісах Латинської Америки, з дерев і лози в екваторіальній Африці, на Малаккськім півострові, і Зондських островах.[3]

Колумб привіз до Іспанії з Нового Світу кілька таких каучукових чудасій, але в Європі цим невідомим матеріалом в той час ніхто не зацікавився, а незабаром про нього і зовсім забули на цілих триста років.

Натуральний каучук був відкритий для Європи заново французької наукової експедицією, що досліджувала джунглі Амазонки. Французи дали йому назву «гума», що в перекладі з латині означало «смола». У 1738 році французький дослідник Шарль де ля Кондамин, учасник цієї експедиції, представив в Паризьку Академію наук зразки матеріалу, отриманого з молочного соку гевеї. Кондамин придумав еластичному матеріалу свою назву: «латекс». Від французького слова «кава з молоком» — «latte».

Ще одну назву каучуку дали англійці. У 1770 році англійський дослідник Джозеф Прістлі назвав новий матеріал Раббер (гума). Від словосполучення «rub out»  — витирати. Оскільки шматочком каучуку можна було витирати лінії, нанесені графітовим олівцем. І це, до речі, довгий час було єдиним практичним застосуванням каучуку-гуми-латексу-Раббер.

Тільки через двадцять років — в 1791-му році — англійський фабрикант Самуель Пив придумав непромокальний одяг, обробивши тканину розчином каучуку в скипидарі. А ще через тридцять років — у 1820-му — французи винайшли гумові підтяжки і підв'язки, з'єднавши каучукові нитки з бавовняними.

Технологія і промисловість[ред.ред. код]

Він твердіє на холоді й розм'якшується на сонці. При нагріванні вище 180 °C у відсутності повітря — розкладається і виділяє ізопрен (2-метил-1,3-бутадієн).[3] Натуральний каучук бразильської гевеї має структуру, яка складається на 97,8 % із 1,4-цис-поліізопрену.[3]

Промисловість[ред.ред. код]

Загальне виробництво натурального каучуку становить близько 9 млн т і досягає 40 % у загальному виробництві й споживанні разом синтетичного і природного каучуків.[4]

Хімія і полімеризація каучуку[ред.ред. код]

Полімеризацію ізопрену можна схематично зобразити таким рівнянням:

Polymerization of isoprene.jpg

Молекули природного каучуку теж мають лінійну структуру і також звивисті. Молекулярна маса природного каучуку досягає 170 000 в. о., а число елементарних ланок в молекулі — до 3000.

Продукт вулканізації композицій на основі каучуку називається гумою.

Вулканізація каучуку[ред.ред. код]

Докладніше: Вулканізація

Сірий каучук має низьку міцність і дуже липкий, особливо при нагріванні, а на морозі стає твердим і ламким. Тому для виготовлення різних виробів у сирому вигляді каучук непридатний. Свої цінні властивості каучук набуває при вулканізації, тобто при нагріванні з сіркою. Вулканізований каучук називають гумою.

При процесі вулканізації з каучуку, сірки і наповнювача (переважно сажі) виготовляють суміш, якою наповнюють відповідні форми і під тиском нагрівають. При 130—160°С каучук взаємодіє з сіркою і його молекули зв'язуються між собою атомами сірки. Частково вони зв'язуються між собою і безпосередньо. Зв'язок між ними здійснюється за рахунок вільних валентностей, які виникають при розриві подвійних зв'язків.

Вміст сірки у вулканізованому каучуку становить 1—3 %. Вулканізований каучук значно більш еластичний і міцний, ніж сирий. Сирий каучук розчиняється в органічних розчинниках, зокрема в бензині (каучуковий клей), а вулканізований не розчиняється, а лише набухає.

Каучуконосні рослини[ред.ред. код]

Докладніше: Каучуконоси

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Международная конференция по каучуку и резине: Возниковский А. П., Дмитриева И. П., Клюбин В. П. и др.; М. — 1994.
  2. Натуральный каучук: пер. с англ. под ред. А.Робертса. М.:Мир, 1990.Т.1.-82 с.
  3. а б в Л. Д. Масленникова, С. В. Иванов, Н. В. Столярова, Ф. Г. Фабуляк Микроскопическая структура и определение статистических клубков макромолекул полиизопрена в натуральном латексе C. 124—127 / Вопросы химии и химической технологии Научно-технический журнал. — 2004, № 1. ISSN 0321-4095
  4. В. П. Кухар Біоресурси — потенційна сировина для промислового органічного синтезу / Катализ и нефтехимия Сборник научных трудов. — 2007, № 15.

Джерела[ред.ред. код]

  • Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968