Kuma je organická sloučenina, jejíž hlavními složkami jsou uhlík a vodík. Získává se ze speciálních dřevin, které se často nazývají kaučukovníky. Takoví zástupci flóry rostou v tropech. Jejich orgány (plody, listy, větve, kmen, kořeny) obsahují latex. Tato mléčná tekutina není šťávou rostlin, botanici stále pochybují o specifikách jejího významu pro život rostlinného organismu. Právě z latexu se v procesu koagulace získává souvislá elastická hmota, kterou je přírodní přírodní kaučuk.
Historie objevu přírodního kaučuku
Příspěvek Kryštofa Kolumba k rozvoji světové civilizace se neomezuje pouze na velké geografické objevy. Byla to jeho loď, která v roce 1493 přistála na ostrově Hispaniola a odvezla první pryžový výrobek do Španělska. Byl to elastický skákací míč, který místní vyráběli ze šťávy hevea, rostliny, která se na něm vyskytujebřehy Amazonky. Španělé byli vážně překvapeni, když viděli, jak Indiáni nadšeně zvraceli podivnou maličkost, která, když dosáhla na zem, také odskočila jako živá, jako by udělala skok. Poté, co se pokusili udržet tento skákací míč, došli k závěru, že je docela těžký, a také si všimli jeho lepivosti a charakteristického zápachu kouře.
Použití kaučuku u Indů nebylo omezeno na toto. Místní kmeny tento míč nejen hrály, ale využívaly ho při různých náboženských obřadech. A míza ze stromu, ze kterého byla získána, byla považována za posvátnou a nazývala se „cauchu“, což v překladu znamená „slzy stromu“.
Mezi kuriozity, které Kolumbus do Španělska přinesl, patřil tento neobvyklý míč. Od té doby začala historie používání gumy.
První pokusy o aplikaci
Evropané ale zvědavosti Indů nevěnovali náležitou pozornost. A až do XVIII století nikdo nepřemýšlel o tom, jak široké a rozmanité jsou oblasti použití pryže. Teprve když ho členové francouzské expedice, kteří navštívili tropické pralesy Jižní Ameriky, znovu přivezli do Evropy, věnovali mu pozornost. Ještě větší zájem vzbudil, když francouzský vědec Ch. Condamine na shromáždění pařížské akademie věd předvedl vzorky této látky, ukázal způsoby možné aplikace a produkty z ní.
Široce rozšířené používání přírodního kaučuku v Evropě začalo kolem roku 1770, kdy se ve školách objevil nový doplněk - gummilastic, který se používal k vymazávání tužkových linek.
Další začaloaktivní vyhledávání možných využití gumy. Právě v té době se datuje vynález podvazků a gumových nití. A skotský vynálezce C. Mackintosh uhodl položit tenkou vrstvu gumy mezi dvě vrstvy látky, čímž získá voděodolnou látku. Tento materiál byl šíleně oblíbený, pláštěnky z něj dostaly svůj název podle jména vynálezce. Říkalo se jim Mac.
Kolaps gumárenského průmyslu
Počáteční pokusy o zavedení výroby nepromokavých bot byly neúspěšné. Galoše, i když se staly na krátkou dobu docela módní, v praktičnosti se nelišily. V chladu mohly prasknout a v horku téměř roztály a vydávaly nepříjemný zápach.
Nadšení vynálezců netrvalo dlouho. V jednom z těch let bylo v mnoha částech Evropy velmi horké léto. Pod vlivem vysokých teplot se produkty gumárenského průmyslu proměnily v příšerně páchnoucí hmotu. Všechny podniky v tomto odvětví poté zkrachovaly.
Objev Charlese Goodyear
A nikdo by nepřemýšlel o galoších a mackintosses, nebýt vytrvalosti Američana Charlese Goodyeara. Mnoho let věnoval hledání způsobů, jak vyrobit dobrý materiál z gumy.
Goodyear dělal spoustu experimentů a míchal gumu téměř se vším. Přidal do něj sůl, pepř, písek a dokonce i polévku. Když vynálezce utratil všechny své peníze a sílu, ztrácel naději. Ale jeho úsilí bylo přesto korunováno úspěchem. Přidáním síry do látky zjistilže se zlepšila pevnost, elasticita a teplotní stabilita.
Podařilo se mu tedy gumu vylepšit. Vlastnosti a aplikace nové sloučeniny se opět staly předmětem studia vědců a průmyslníků. Materiál získaný společností Goodyear je to, co nyní nazýváme pryž, a proces, kterým se získává, je vulkanizace pryže.
Gumový boom
Po senzačním objevu se na šťastného vědce sesypalo mnoho nabídek na koupi patentu na vynalezený materiál. Využití kaučuku pro výrobu kaučuku se stalo obrovským. K tomu téměř všechny země začaly hledat způsoby, jak na svém území pěstovat kaučukovníky. V tomto ohledu měla největší štěstí Brazílie, protože právě tento stát byl vlastníkem obrovských zásob takových rostlin. Brazilská vláda vynaložila velké úsilí, aby zůstala monopolem v této oblasti a kategoricky zakázala vývoz semen a mladých rostlin Hevea. Za tento zločin byl dokonce zaveden trest smrti.
Ale Angličanovi Wickhamovi, který má špionážní praxi, se podařilo proniknout na břehy Amazonky, kde tajně získal a poslal do Británie 70 000 semen kaučukovníku. A přestože se místním chovatelům hned nepovedlo vypěstovat tuto tropickou rostlinu na území s jiným klimatem, díky jejich snaze se po nějaké době na trhu objevil levnější a dostupnější anglický kaučuk.
Mezitím se používání přírodního kaučuku tak rozšířilo, že počet pryžových výrobků přesáhl 100 000 kusů.množství nových produktů: dopravní pásy a elektroizolace, „gumičky“na prádlo, gumová obuv, dětské balónky atd. Ale hlavní využití přírodního kaučuku bylo spojeno s automobilovým průmyslem, kdy byly vynalezeny nejprve pneumatiky pro kočáry, a pak pneumatiky na auto.
Použití kaučuku a kaučuku u nás je dlouhodobě založeno na jejich výrobě ze zahraničních surovin. Teprve když byly v Kazachstánu objeveny pampelišky, jejichž kořeny obsahují kaučuk, objevily se první pryžové výrobky z domácího materiálu. Byl to ale velmi pracný proces, protože extrakce kaučuku z kořenů pampelišky trvala velmi dlouho kvůli jeho nízké koncentraci (16-28 %).
Získání syntetického kaučuku
Přírodní zdroje přírodního kaučuku nesplňují vysoké potřeby populace ve zboží vyrobeném z tohoto materiálu. Nyní je výroba syntetického kaučuku mnohem větší.
S. V. Lebeděv v roce 1910 poprvé obdržel syntetický kaučuk. Materiálem pro výrobu byl butadien, který byl izolován z ethylalkoholu. Později, provedením polymerační reakce za použití kovového sodíku, byl získán butadienový syntetický kaučuk.
Průmyslová výroba syntetického kaučuku
V roce 1925 si SV Lebedev dal za úkol najít průmyslovou metodu syntézy kaučuku. O dva roky později se to podařilo vyřešit. Prvních pár kilogramů kaučuku bylo syntetizováno v laboratoři. Byl to Lebeděv, kdo se ujalstudium vlastností tohoto kaučuku a vývoj receptur, jak z něj získat produkty nezbytné pro spotřebitele.
A v následujících letech bylo používání gumy nejdůležitějším úkolem práce S. V. Lebedeva. Právě podle jeho metody byla první várka tohoto materiálu v průmyslovém měřítku získána v prvním závodě na světě vyrábějícím tento materiál.
V období od roku 1932 do roku 1990 byl Sovětský svaz lídrem ve výrobě v tomto odvětví. Použití syntetického kaučuku umožnilo rozšířit sortiment pryžového zboží, zejména: výrobky z měkké pryže, podrážky bot, různé trubky a hadice, tmely a lepidla, barvy na bázi latexu a další.
Vlastnosti a aplikace syntetického kaučuku
Sortiment syntetických kaučuků nyní výrazně vzrostl ve srovnání s polovinou 20. století. Jeho různé typy se mohou značně lišit v chemickém složení a spotřebitelských vlastnostech. Klasifikace syntetického kaučuku je založena na rozdílu v monomerech, které se používají při jeho výrobě. Takže existují isopren, butadien, chloropren a další typy. Podle jiné klasifikace se kaučuky dělí na typy v závislosti na charakteristické skupině atomů, které tvoří jejich složení. Známé jsou například typy polysulfidů, organokřemičitých kaučuků atd.
Hlavní metodou výroby syntetických kaučuků je polymerace dienů a alkenů. Nejběžnější monomery v tomto případě mohou být nazývány butadien, isopren, ethylen, akrylonitril atd.
Některé typy polysulfidových, polyuretanových kaučuků se získávají během polykondenzační reakce.
Guy pro všeobecné a speciální účely
Podle použití lze pryže rozdělit na univerzální a speciální materiály. Zástupci první skupiny mají soubor vlastností, které umožňují jejich použití pro výrobu různého zboží, jehož elastické vlastnosti by se měly projevit při běžných teplotách. Použití syntetického kaučuku pro speciální účely však předpokládá zachování vlastností v extrémních situacích, například pod vlivem mrazu a ohně, ozónu a kyslíku atd.
Aplikace isoprenové pryže
Složení isoprenového kaučuku je velmi podobné přírodnímu kaučuku. V důsledku toho je rozsah vlastností těchto látek do značné míry stejný.
Mezi jeho nevýhody patří špatná odolnost vůči vysokým teplotám, ozónu a přímému slunečnímu záření. Nízká kohezní pevnost pryže na jejich bázi je vlastnost, která činí izoprenový kaučuk méně populární. Jeho použití je obtížné pro zvýšenou lepivost, nedostatečnou kostru a tekutost. Ale v monolitických výrobcích, které nevyžadují spojování velkého počtu dílů, se široce používají izoprenové pryže.
Gumové nášivky
Použití kaučuku v lékařství také probíhá. Nejběžnějším produktem lékařského průmyslu, který se získává z použití kaučuku, je náplast. Jde o směs kaučuku, léčivého apříbuzné látky. Výhody těchto záplat:
- dlouhá lepivost;
- kompatibilita s mnoha léky;
- neškodnost;
- snadné použití.
Proces výroby spočívá v rozpuštění 1 dílu gumy ve 12 dílech benzínu. A pak se do roztoku zavádějí další doprovodné složky: terpentýn (zvyšuje lepivost), lanolin (chrání před vysycháním), oxid zinečnatý (snižuje podráždění), léky (vytvářejí terapeutický účinek).
Gumové implantáty
Opravdu životně důležité pryžové produkty jsou implantáty lidských orgánů. Použití kaučuku při jejich výrobě začalo relativně nedávno a znamenalo začátek nové éry ve vývoji medicíny.
Tracheální implantáty jsou materiály vyrobené z polyaktylátů, polysiloxanů, polyamidů. Umělé srdce a jeho části jsou vyrobeny z polyuretanů a polyoxylanů. Polyetylen a polypropylen jsou materiálem pro výrobu implantátů částí jícnu a polyvinylchlorid je hlavní složkou implantátů ostatních částí trávicího systému. Umělé krevní cévy jsou vyrobeny z polyethylentereftalátu, polytetrafluorethylenu a polypropylenu. Polyakryláty, polyamidy, polyuretany pomáhají lidem s postižením najít nové kosti a klouby.
Použití pryže v průmyslových výrobcích
Význam kaučuku v národním hospodářství je obrovský. Ale použití přírodního kaučuku v jeho čisté formě je velkérarita. Nejčastěji se používá ve formě gumy. Výrobky vyrobené z tohoto materiálu se nacházejí v každodenním životě na každém kroku. To zahrnuje izolaci drátů, výrobu obuvi a oděvů, pneumatik pro automobily a mnoho dalšího.
V obuvnickém průmyslu se zpravidla používají tyto druhy pryže: porézní (podešev), kůže podobná (spodní část boty), průhledná (podpatky).
Použití přírodního kaučuku a jeho syntetických analogů se nerozšířilo náhodou. Splňují většinu lidských potřeb a jsou jedním z nejuniverzálnějších materiálů.
