Guma je organska spojina, katere glavni sestavini sta ogljik in vodik. Pridobivajo ga iz posebnih lesnatih rastlin, ki jih pogosto imenujemo kavčukovci. Takšni predstavniki flore rastejo v tropih. Njihovi organi (plodovi, listi, veje, deblo, korenine) vsebujejo lateks. Ta mlečna tekočina ni sok rastlin, botaniki še vedno dvomijo o posebnosti njenega pomena za življenje rastlinskega organizma. Iz lateksa v procesu koagulacije dobimo neprekinjeno elastično maso, ki je naravna naravna guma.
Zgodovina odkritja naravnega kavčuka
Prispevek Krištofa Kolumba k razvoju svetovne civilizacije ni omejen na velika geografska odkritja. Prav njegova ladja je leta 1493 pristala na otoku Hispaniola in odpeljala prvi gumijasti izdelek v Španijo. Šlo je za elastično odbijajočo žogo, ki so jo domačini izdelali iz soka hevee, rastline, ki jo najdemo naobale Amazonke. Ko so Indijci navdušeno vrgli nenavadno malenkost, ki je, ko je dosegla tla, tudi odskočila kot živa, kot da bi skočila, so bili Španci resno presenečeni. Ko so poskušali držati to odbijajočo žogo, so ugotovili, da je precej težka, opazili pa so tudi njeno lepljivost in značilen vonj po dimu.
Uporaba gume s strani Indijancev ni bila omejena na to. Lokalna plemena niso samo igrala s to žogo, ampak so jo uporabljala pri različnih verskih obredih. In sok drevesa, iz katerega so ga pridobili, je veljal za svetega in so ga imenovali "cauchu", kar v prevodu pomeni "drevesne solze".
Med zanimivostmi, ki jih je Kolumb prinesel v Španijo, je bila ta nenavadna žoga. Od takrat se je začela zgodovina uporabe gume.
Prvi poskusi uporabe
Vendar Evropejci radovednosti Indijancev niso namenili ustrezne pozornosti. In do XVIII stoletja nihče ni razmišljal o tem, kako široka in raznolika so področja uporabe gume. Šele ko so ga člani francoske odprave, ki so obiskali tropske gozdove Južne Amerike, ponovno pripeljali v Evropo, so mu namenili pozornost. Še večje zanimanje se je pojavilo, ko je francoski znanstvenik Ch. Condamine na skupščini Pariške akademije znanosti demonstriral vzorce te snovi, pokazal načine možne uporabe in izdelke iz nje.
Razširjena uporaba naravnega kavčuka v Evropi se je začela okoli leta 1770, ko se je v šolah pojavil nov pripomoček - gummilastic, ki so ga uporabljali za brisanje črt s svinčnikom.
Naslednji se je začelaktivno iskanje možnih uporab gume. V tistem času se je začel izum naramnic in gumijastih niti. In škotski izumitelj C. Mackintosh je uganil, da je med dve plasti tkanine položil tanko plast gume in tako dobil nepremočljivo tkanino. Ta material je bil noro priljubljen, dežni plašči iz njega so dobili ime po imenu izumitelja. Imenovali so se Maci.
Propad gumarske industrije
Prvi poskusi vzpostavitve proizvodnje nepremočljivih čevljev so bili neuspešni. Galoše, čeprav so za kratek čas postale precej modne, se po praktičnosti niso razlikovale. Na mrazu so lahko počile, na vročini pa so se skoraj stopile in izžarevale neprijeten vonj.
Navdušenje izumiteljev ni trajalo dolgo. V enem od teh let je bilo v mnogih delih Evrope zelo vroče poletje. Pod vplivom visokih temperatur so se izdelki gumarske industrije spremenili v grozljivo dišečo maso. Vsa podjetja v tej panogi so nato bankrotirala.
Odkritje Charlesa Goodyeara
In nihče ne bi pomislil na galoše in makintose, če ne vztrajnosti Američana Charlesa Goodyearja. Veliko let je posvetil iskanju načinov, kako narediti dober material iz gume.
Goodyear je naredil veliko eksperimentov, mešal je gumo s skoraj vsem. Dodal ji je sol, poper, pesek in celo juho. Ko je izumitelj porabil ves svoj denar in moč, je že izgubljal upanje. Toda njegova prizadevanja so bila kljub temu kronana z uspehom. Z dodajanjem žvepla snovi je odkrilda so se tako moč, elastičnost in temperaturna stabilnost izboljšale.
Tako mu je uspelo izboljšati gumo. Lastnosti in uporaba nove spojine so ponovno postale predmet preučevanja znanstvenikov in industrijalcev. Material, ki ga pridobiva Goodyear, je tisto, kar danes imenujemo guma, postopek, s katerim ga pridobivamo, pa je vulkanizacija gume.
gumijasta roka
Po senzacionalnem odkritju so na srečnega znanstvenika deževale številne ponudbe za nakup patenta za izumljeni material. Uporaba gume za proizvodnjo gume je postala ogromna. Da bi to naredili, so skoraj vse države začele iskati načine za gojenje gumijastih dreves na svojem ozemlju. V zvezi s tem je bila Brazilija najbolj srečna, saj je bila ta država lastnica ogromnih zalog takšnih rastlin. Brazilska vlada si je zelo prizadevala, da bi ostala monopol na tem področju, saj je kategorično prepovedala izvoz semen in mladih rastlin heveje. Za to kaznivo dejanje je bila celo uvedena smrtna kazen.
Toda Anglež Wickham, ki ima vohunsko prakso, je uspel prodreti do obale Amazonke, kjer je na skrivaj pridobil in poslal v Britanijo 70.000 semen kavčukovca. In čeprav lokalnim rejcem ni takoj uspelo gojiti te tropske rastline na ozemlju z drugačnim podnebjem, se je po zaslugi njihovega truda čez nekaj časa na trgu pojavila cenejša in cenovno dostopnejša angleška guma.
Vmes se je uporaba naravnega kavčuka tako razširila, da je število izdelkov iz gume preseglo 100.000.število novih izdelkov: tekoči trakovi in električna izolacija, "gumijasti trakovi" za perilo, gumijasti čevlji, otroški baloni itd. Toda glavna uporaba naravnega kavčuka je bila povezana z avtomobilsko industrijo, ko so najprej izumili pnevmatike za vozičke, nato pa avtomobilske gume.
Uporaba gume in gume pri nas že dolgo temelji na njihovi proizvodnji iz tujih surovin. Šele ko so v Kazahstanu odkrili regrat, katerega korenine vsebujejo gumo, so se pojavili prvi gumijasti izdelki iz domačega materiala. Vendar je bil to zelo naporen proces, saj je pridobivanje gume iz regratovih korenin zaradi nizke koncentracije (16-28%) trajalo zelo dolgo.
Pridobivanje sintetičnega kavčuka
Naravni viri naravnega kavčuka ne zadovoljujejo visokih potreb prebivalstva po blagu iz tega materiala. Zdaj je proizvodnja sintetičnega kavčuka veliko večja.
S. V. Lebedev je leta 1910 prvič prejel sintetični kavčuk. Material za proizvodnjo je bil butadien, ki je bil izoliran iz etilnega alkohola. Kasneje je bila z izvedbo reakcije polimerizacije z uporabo natrijeve kovine pridobljena butadienska sintetična guma.
Industrijska proizvodnja sintetičnega kavčuka
Leta 1925 si je SV Lebedev zadal nalogo, da poišče industrijsko metodo za sintezo gume. Dve leti kasneje je bil uspešno rešen. Prvih nekaj kilogramov gume so sintetizirali v laboratoriju. Zavzel se je Lebedevpreučevanje lastnosti te gume in razvoj receptov za pridobivanje izdelkov, potrebnih za potrošnika, iz nje.
In v naslednjih letih je bila uporaba gume najpomembnejša naloga dela S. V. Lebedeva. Po njegovi metodi je bila prva serija tega materiala v industrijskem obsegu pridobljena v prvem obratu na svetu, ki proizvaja ta material.
V obdobju od 1932 do 1990 je bila Sovjetska zveza vodilna po proizvodnji v tej industriji. Uporaba sintetičnega kavčuka je omogočila razširitev ponudbe izdelkov iz gume, zlasti: izdelkov iz mehke gume, podplatov za čevlje, različnih cevi in cevi, tesnil in lepil, barv na osnovi lateksa in drugih.
Lastnosti in aplikacije sintetične gume
Zdaj se je ponudba sintetičnih kavčukov znatno povečala v primerjavi s sredino 20. stoletja. Njegove različne vrste se lahko močno razlikujejo po kemični sestavi in potrošniških lastnostih. Razvrstitev sintetičnega kavčuka temelji na razliki v monomerih, ki se uporabljajo pri njegovi proizvodnji. Torej, obstajajo izopren, butadien, kloropren in druge vrste. Po drugi klasifikaciji so gume razdeljene na vrste glede na značilno skupino atomov, ki sestavljajo njihovo sestavo. Znane so na primer vrste polisulfida, organosilicijevega kavčuka itd.
Glavna metoda za proizvodnjo sintetičnih kavčukov je polimerizacija dienov in alkenov. Najpogostejši monomeri v tem primeru lahko imenujemo butadien, izopren, etilen, akrilonitril itd.
Nekatere vrste polisulfidnih, poliuretanskih kavčukov se pridobijo med polikondenzacijsko reakcijo.
Gume za splošne in posebne namene
Gume lahko glede na uporabo razdelimo na materiale za splošne in posebne namene. Predstavniki prve skupine imajo niz lastnosti, ki jih omogočajo uporabo za proizvodnjo različnih izdelkov, katerih elastične lastnosti bi se morale pojaviti pri običajnih temperaturah. Toda uporaba sintetičnega kavčuka za posebne namene pomeni ohranjanje lastnosti v ekstremnih situacijah, na primer pod vplivom zmrzali in ognja, ozona in kisika itd.
nanos izoprenske gume
Sestava izoprenske gume je zelo podobna naravnemu kavčuku. Posledično je obseg lastnosti teh snovi večinoma enak.
Njegove slabosti vključujejo slabo odpornost na visoke temperature, ozon in neposredno sončno svetlobo. Nizka kohezivna trdnost gume na njihovi osnovi je lastnost, zaradi katere je izoprenska guma manj priljubljena. Njegova uporaba je težka zaradi povečane lepljivosti, nezadostnega okostja in pretočnosti. Toda v monolitnih izdelkih, ki ne zahtevajo spajanja velikega števila delov, se izoprenske gume pogosto uporabljajo.
gumijasti obliži
Uporaba gume tudi v medicini. Najpogostejši izdelek medicinske industrije, pridobljen z uporabo gume, je obliž. Je mešanica gume, zdravilnih insorodne snovi. Prednosti teh obližev:
- dolga lepljivost;
- združljivost z mnogimi zdravili;
- neškodljivost;
- enostavna uporaba.
Proizvodni proces je raztapljanje 1 dela gume v 12 delih bencina. Nato se v raztopino vnesejo še druge spremljajoče sestavine: terpentin (poveča lepljivost), lanolin (ščiti pred izsušitvijo), cinkov oksid (zmanjša draženje), zdravila (ustvari terapevtski učinek).
gumijasti vsadki
Resnično vitalni izdelki iz gume so vsadki človeških organov. Uporaba gume v njihovi proizvodnji se je začela relativno nedavno in je pomenila začetek nove dobe v razvoju medicine.
Sapniški vsadki so materiali iz poliaktilatov, polisiloksanov, poliamidov. Umetno srce in njegovi deli so izdelani iz poliuretanov in polioksilanov. Polietilen in polipropilen sta material za izdelavo vsadkov delov požiralnika, polivinilklorid pa je glavna sestavina vsadkov drugih delov prebavnega sistema. Umetne krvne žile so izdelane iz polietilen tereftalata, politetrafluoroetilena in polipropilena. Poliakrilati, poliamidi, poliuretani pomagajo invalidnim osebam najti nove kosti in sklepe.
Uporaba gume v industrijskih izdelkih
Pomen gume v nacionalnem gospodarstvu je ogromen. Toda uporaba naravnega kavčuka v svoji čisti obliki je velikaredkost. Najpogosteje se uporablja v obliki gume. Izdelke iz tega materiala najdemo v vsakdanjem življenju na vsakem koraku. To vključuje izolacijo žic, proizvodnjo čevljev in oblačil, avtomobilskih pnevmatik in še veliko več.
V čevljarski industriji se praviloma uporabljajo naslednje vrste gume: porozna (podplat), podobna usnju (spodnji del čevlja), prozorna (pete).
Uporaba naravnega kavčuka in njegovih sintetičnih analogov ni po naključju postala razširjena. Zadovoljujejo večino človeških potreb, saj so eden najbolj vsestranskih materialov.
