Guma je organski spoj čije su glavne komponente ugljik i vodik. Dobiva se od posebnih drvenastih biljaka, koje se često nazivaju kaučukovcima. Takvi predstavnici flore rastu u tropima. Njihovi organi (plodovi, lišće, grane, deblo, korijenje) sadrže lateks. Ova mliječna tekućina nije sok biljaka, botaničari još uvijek sumnjaju u specifičnosti njezinog značaja za život biljnog organizma. Od lateksa se u procesu koagulacije dobiva kontinuirana elastična masa, a to je prirodna prirodna guma.
Povijest otkrića prirodne gume
Doprinos Kristofora Kolumba razvoju svjetske civilizacije nije ograničen samo na velika geografska otkrića. Upravo je njegov brod 1493. godine pristao na otok Hispaniola i odvezao prvi gumeni proizvod u Španjolsku. Bila je to elastična lopta za poskakivanje koju su mještani napravili od soka hevee, biljke pronađene naobale Amazone. Vidjevši kako su Indijanci oduševljeno bacili neobičnu sitnicu, koja je, došavši do tla, također odskočila kao živa, kao da skače, Španjolci su se ozbiljno iznenadili. Nakon što su pokušali držati ovu loptu koja odbija, zaključili su da je prilično teška, a primijetili su i njenu ljepljivost i karakterističan miris dima.
Upotreba gume od strane Indijanaca nije bila ograničena na ovo. Lokalna plemena nisu samo igrala ovu loptu, već su je koristila u raznim vjerskim obredima. A sok drveta iz kojeg je dobiven smatrao se svetim i zvao se "cauchu", što u prijevodu znači "suze drveta".
Među zanimljivostima koje je Kolumbo donio u Španjolsku bila je i ova neobična lopta. Od tog vremena započela je povijest upotrebe gume.
Prvi pokušaji primjene
Ali Europljani nisu obraćali dužnu pažnju na znatiželju Indijanaca. I do XVIII stoljeća nitko nije razmišljao o tome koliko su široka i raznolika područja primjene gume. Tek kada su ga članovi francuske ekspedicije, koji su posjetili tropske šume Južne Amerike, ponovno doveli u Europu, obratili su pažnju na njega. Još veći interes se javio kada je francuski znanstvenik Ch. Condamine, govoreći na skupštini Pariške akademije znanosti, demonstrirao uzorke ove tvari, pokazao načine moguće primjene i proizvode od nje.
Rasprostranjena upotreba prirodne gume u Europi počela je oko 1770. godine, kada se u školama pojavio novi dodatak - gummilastic, koji se koristio za brisanje linija olovkom.
Sljedeće je počeloaktivno traženje mogućih upotreba gume. U to vrijeme datira izum tregera i gumenih niti. A škotski izumitelj C. Mackintosh pogodio je da između dva sloja tkanine položi tanak sloj gume, čime se dobije vodootporna tkanina. Ovaj je materijal bio ludo popularan, kabanice iz njega dobile su ime po imenu izumitelja. Zvali su se Macovi.
Kolaps gumene industrije
Prvi pokušaji da se uspostavi proizvodnja vodootpornih cipela bili su neuspješni. Galoše, iako su za kratko vrijeme postale prilično moderne, nisu se razlikovale u praktičnosti. Na hladnoći su mogle popucati, a na vrućini su se gotovo otopile i ispuštale neugodan miris.
Entuzijazam izumitelja nije dugo trajao. U jednoj od tih godina bilo je vrlo vruće ljeto u mnogim dijelovima Europe. Pod utjecajem visokih temperatura proizvodi gumene industrije pretvorili su se u masu užasnog mirisa. Sva poduzeća u ovoj industriji tada su bankrotirala.
Otkriće Charlesa Goodyeara
I nitko ne bi razmišljao o galošama i mackintosima, da nije ustrajnosti Amerikanca Charlesa Goodyeara. Posvetio je mnogo godina pronalaženju načina kako napraviti dobar materijal od gume.
Goodyear je napravio mnogo eksperimenata, miješajući gumu sa gotovo svime. Dodao mu je sol, papar, pijesak, pa čak i juhu. Potrošivši sav svoj novac i snagu, izumitelj je već gubio nadu. No, njegovi su napori ipak okrunjeni uspjehom. Dodavanjem sumpora u tvar, otkrio jeda su se i snaga, elastičnost i temperaturna stabilnost poboljšale.
Tako je uspio poboljšati gumu. Svojstva i primjena novog spoja ponovno su postali predmet proučavanja znanstvenika i industrijalaca. Materijal koji je dobio Goodyear je ono što danas nazivamo guma, a proces kojim se dobiva vulkanizacija gume.
Gumena grana
Nakon senzacionalnog otkrića, brojne ponude za kupnju patenta za izumljeni materijal srušile su se na sretnog znanstvenika. Upotreba gume za proizvodnju gume postala je ogromna. Da bi to učinili, gotovo sve zemlje počele su tražiti načine za uzgoj gumenih stabala na svom teritoriju. U tom smislu Brazil je imao najviše sreće, jer je upravo ta država bila vlasnik ogromnih rezervi takvih biljaka. Brazilska vlada uložila je mnogo napora da ostane monopol na ovom području, kategorički zabranivši izvoz sjemena i mladih biljaka hevee. Za ovaj zločin čak je uvedena i smrtna kazna.
Ali Englez Wickham, koji se bavi špijunažom, uspio je prodrijeti na obale Amazone, gdje je potajno nabavio i poslao 70.000 sjemenki kaučukovca u Britaniju. I iako domaći uzgajivači nisu odmah uspjeli uzgojiti ovu tropsku biljku na teritoriju drugačije klime, zahvaljujući njihovom trudu, nakon nekog vremena na tržištu se pojavila jeftinija i pristupačnija engleska guma.
U međuvremenu je upotreba prirodne gume postala toliko raširena da je broj gumenih proizvoda premašio 100.000.broj novih proizvoda: pokretne trake i električna izolacija, "gumice" za posteljinu, gumene cipele, dječji baloni itd. No, glavna upotreba prirodne gume bila je povezana s automobilskom industrijom, kada su prve gume za kočije izumljene, a zatim automobilske gume.
Upotreba gume i kaučuka kod nas se dugo temeljila na njihovoj proizvodnji od stranih sirovina. Tek kada su u Kazahstanu otkriveni maslačak, čije korijenje sadrži gumu, pojavili su se prvi gumeni proizvodi od domaćeg materijala. Ali to je bio vrlo naporan proces, budući da je vađenje gume iz korijena maslačka trajalo jako dugo zbog niske koncentracije (16-28%).
Dobivanje sintetičke gume
Prirodni resursi prirodnog kaučuka ne zadovoljavaju visoke potrebe stanovništva za robom od ovog materijala. Sada je proizvodnja sintetičke gume mnogo veća.
S. V. Lebedev je 1910. godine po prvi put primio sintetičku gumu. Materijal za proizvodnju bio je butadien, koji je izoliran iz etilnog alkohola. Kasnije, provođenjem reakcije polimerizacije pomoću metalnog natrija, dobivena je butadienska sintetička guma.
Industrijska proizvodnja sintetičke gume
Godine 1925. SV Lebedev si je postavio zadatak da pronađe industrijsku metodu za sintezu gume. Dvije godine kasnije to je uspješno riješeno. Prvih nekoliko kilograma gume sintetizirano je u laboratoriju. Lebedev je bio taj koji je preuzeoproučavanje svojstava ove gume i razvijanje recepata za dobivanje proizvoda potrebnih potrošaču od nje.
I sljedećih godina, upotreba gume bila je najvažniji zadatak rada S. V. Lebedeva. Prema njegovoj metodi, prva serija ovog materijala u industrijskoj mjeri dobivena je u prvoj svjetskoj tvornici koja proizvodi ovaj materijal.
U razdoblju od 1932. do 1990. godine Sovjetski Savez je bio lider po proizvodnji u ovoj industriji. Upotreba sintetičke gume omogućila je proširenje asortimana gumenih proizvoda, posebno: proizvoda od meke gume, potplata za cipele, raznih cijevi i crijeva, brtvila i ljepila, boja na bazi lateksa i drugih.
Svojstva i primjena sintetičke gume
Sada je asortiman sintetičkih guma značajno porastao u odnosu na sredinu 20. stoljeća. Njegove različite vrste mogu se uvelike razlikovati u kemijskom sastavu i potrošačkim svojstvima. Klasifikacija sintetičke gume temelji se na razlici u monomerima koji se koriste u njegovoj proizvodnji. Dakle, postoje izopren, butadien, kloropren i druge vrste. Prema drugoj klasifikaciji, gume se dijele na vrste ovisno o karakterističnoj skupini atoma koji čine njihov sastav. Na primjer, poznate su vrste polisulfida, organosilikonske gume itd.
Glavna metoda za proizvodnju sintetičkih guma je polimerizacija diena i alkena. Najčešći monomeri u ovom slučaju mogu se nazvati butadien, izopren, etilen, akrilonitril, itd.
Neke vrste polisulfidne, poliuretanske gume dobivaju se tijekom reakcije polikondenzacije.
Gume za opće i posebne namjene
Prema primjeni, gume se mogu podijeliti na materijale opće i posebne namjene. Predstavnici prve skupine imaju niz svojstava koja ih omogućuju korištenje za proizvodnju raznih dobara, čija bi se elastična svojstva trebala pojaviti na uobičajenim temperaturama. Ali korištenje sintetičke gume za posebne namjene podrazumijeva očuvanje svojstava u ekstremnim situacijama, na primjer, pod utjecajem mraza i vatre, ozona i kisika, itd.
Primjena izoprenske gume
Sastav izopren gume je vrlo sličan prirodnoj gumi. Posljedično, raspon svojstava ovih tvari je uglavnom isti.
Njegovi nedostaci uključuju slabu otpornost na visoke temperature, ozon i izravnu sunčevu svjetlost. Niska kohezijska čvrstoća gume na njihovoj osnovi je svojstvo koje čini izoprensku gumu manje popularnom. Njegova uporaba je otežana zbog povećane ljepljivosti, nedovoljnog kostura i fluidnosti. Ali u monolitnim proizvodima koji ne zahtijevaju spajanje velikog broja dijelova, izoprenske gume se široko koriste.
Gumene zakrpe
Upotreba gume u medicini također se događa. Najčešći proizvod medicinske industrije, dobiven upotrebom gume, je flaster. To je mješavina gume, ljekovitog isrodne tvari. Prednosti ovih zakrpa:
- duga ljepljivost;
- kompatibilnost s mnogim lijekovima;
- bezškodnost;
- jednostavnost upotrebe.
Proizvodni proces je otapanje 1 dijela gume u 12 dijelova benzina. A zatim se u otopinu uvode i druge popratne komponente: terpentin (povećava ljepljivost), lanolin (štiti od isušivanja), cink oksid (smanjuje iritaciju), lijekovi (stvara terapeutski učinak).
Gumeni implantati
Stvarno vitalni gumeni proizvodi su implantati ljudskih organa. Upotreba gume u njihovoj proizvodnji počela je relativno nedavno i označila je početak nove ere u razvoju medicine.
Trahealni implantati su materijali izrađeni od poliaktilata, polisiloksana, poliamida. Umjetno srce i njegovi dijelovi izrađeni su od poliuretana i polioksilana. Polietilen i polipropilen materijal su za izradu implantata dijelova jednjaka, a polivinil klorid je glavna komponenta implantata ostalih dijelova probavnog sustava. Umjetne krvne žile izrađuju se od polietilen tereftalata, politetrafluoroetilena i polipropilena. Poliakrilati, poliamidi, poliuretani pomažu osobama s invaliditetom da pronađu nove kosti i zglobove.
Upotreba gume u industrijskim proizvodima
Važnost gume u nacionalnoj ekonomiji je ogromna. Ali upotreba prirodne gume u svom čistom obliku je velikarijetkost. Najčešće se koristi u obliku gume. Proizvodi od ovog materijala nalaze se u svakodnevnom životu na svakom koraku. To uključuje izolaciju žice, proizvodnju obuće i odjeće, automobilskih guma i još mnogo toga.
U industriji cipela u pravilu se koriste sljedeće vrste gume: porozna (potplat), nalik na kožu (donji dio cipele), prozirna (štikle).
Upotreba prirodne gume i njezinih sintetičkih analoga nije se slučajno raširila. Oni zadovoljavaju većinu ljudskih potreba, budući da su jedan od najsvestranijih materijala.
