Guma je organsko jedinjenje čije su glavne komponente ugljenik i vodonik. Dobiva se od posebnih drvenastih biljaka, koje se često nazivaju kaučukovima. Takvi predstavnici flore rastu u tropima. Njihovi organi (plodovi, listovi, grane, deblo, korijenje) sadrže lateks. Ova mliječna tekućina nije sok biljaka, botaničari još uvijek sumnjaju u specifičnosti njenog značaja za život biljnog organizma. Od lateksa se u procesu koagulacije dobija kontinualna elastična masa koja je prirodna prirodna guma.
Istorija otkrića prirodne gume
Doprinos Kristofora Kolumba razvoju svjetske civilizacije nije ograničen samo na velika geografska otkrića. Upravo je njegov brod pristao na ostrvo Hispaniola 1493. godine i odvezao prvi gumeni proizvod u Španiju. Bila je to elastična lopta za poskakivanje koju su lokalni stanovnici napravili od soka hevee, biljke pronađene naobale Amazona. Vidjevši kako su Indijanci oduševljeno bacili neobičnu stvarčicu, koja je, došavši do zemlje, također odskočila kao živa, kao da skače, Španci su se ozbiljno iznenadili. Nakon pokušaja da zadrže ovu loptu koja odbija, došli su do zaključka 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 ne samo da su igrala ovu loptu, već su je koristila u raznim vjerskim obredima. A sok drveta od kojeg je dobijen smatran je svetim i zvao se "cauchu", što u prevodu znači "suze drveta".
Među zanimljivostima koje je Kolumbo doneo u Španiju bila je i ova neobična lopta. Od tog vremena počinje istorija upotrebe gume.
Prvi pokušaji aplikacije
Ali Evropljani nisu obraćali dužnu pažnju na radoznalost Indijanaca. I sve do XVIII vijeka, niko nije razmišljao o tome koliko široka i raznolika područja primjene gume. Tek kada su članovi francuske ekspedicije, koji su posjetili tropske šume Južne Amerike, ponovo doveden u Evropu, obratili su pažnju na njega. Još veći interes se javio kada je francuski naučnik Ch. Condamine, govoreći na skupštini Pariške akademije nauka, demonstrirao uzorke ove supstance, pokazao načine moguće primene i proizvode od nje.
Rasprostranjena upotreba prirodne gume u Evropi 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 pronalazač C. Mackintosh je pogodio da položi tanak sloj gume između dva sloja tkanine, čime se dobija vodootporna tkanina. Ovaj materijal je bio ludo popularan, kabanice od njega dobile su ime po imenu pronalazača. 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 skoro topile i isijavale neprijatan miris.
Entuzijazam pronalazača nije dugo trajao. U jednoj od tih godina bilo je veoma toplo ljeto u mnogim dijelovima Evrope. Pod uticajem visokih temperatura proizvodi gumene industrije pretvorili su se u masu strašnog mirisa. Sva preduzeća u ovoj industriji su tada bankrotirala.
Otkriće Charlesa Goodyeara
I niko ne bi pomislio na galoše i makintose, da nije upornosti Amerikanca Charlesa Goodyeara. Posvetio je mnogo godina pronalaženju načina da napravi dobar materijal od gume.
Goodyear je napravio mnogo eksperimenata, miješajući gumu sa gotovo svime. Dodao je soli, bibera, pijeska, pa čak i supu. Potrošivši sav svoj novac i snagu, izumitelj je već gubio nadu. Ali njegovi napori su ipak krunisani uspjehom. Dodavanjem sumpora u supstancu, otkrio jeda su i snaga, elastičnost i temperaturna stabilnost poboljšane.
Tako je uspio poboljšati gumu. Svojstva i primjena novog jedinjenja ponovo su postali predmet proučavanja naučnika i industrijalaca. Materijal koji dobija Goodyear je ono što sada nazivamo guma, a proces kojim se dobija je vulkanizacija gume.
Gumena grana
Nakon senzacionalnog otkrića, brojne ponude za kupovinu patenta za izumljeni materijal srušile su se na srećnog naučnika. Upotreba gume za proizvodnju gume je postala ogromna. Da bi to učinili, gotovo sve zemlje počele su tražiti načine za uzgoj gumenih stabala na svojoj teritoriji. U tom pogledu najviše sreće imao je Brazil, jer je upravo ta država bila vlasnik ogromnih rezervi takvih postrojenja. Brazilska vlada je uložila mnogo napora da ostane monopol u ovoj oblasti, kategorično zabranivši izvoz sjemena i mladih biljaka hevee. Za ovaj zločin je čak uvedena i smrtna kazna.
Ali Englez Wickham, koji se bavi špijunažom, uspio je da prodre do obale Amazona, gdje je tajno nabavio i poslao 70.000 sjemenki kaučukovca u Britaniju. I iako lokalni uzgajivači nisu odmah uspjeli uzgojiti ovu tropsku biljku na teritoriji sa drugačijom klimom, 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 proizvoda od gume premašio 100.000.broj novih proizvoda: pokretne trake i električna izolacija, "gumice" za posteljinu, gumene cipele, dječji baloni, itd. Ali glavna upotreba prirodne gume bila je povezana s automobilskom industrijom, kada su prvo izumljene gume za kočije, a zatim auto gume.
Upotreba kaučuka i kaučuka kod nas se odavno zasniva 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 veoma naporan proces, jer 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 izolovan iz etilnog alkohola. Kasnije, provođenjem reakcije polimerizacije upotrebom metalnog natrijuma, dobijena je butadienska sintetička guma.
Industrijska proizvodnja sintetičke gume
Godine 1925. SV Lebedev je sebi postavio zadatak da pronađe industrijsku metodu za sintezu gume. Dvije godine kasnije to je uspješno riješeno. Prvih nekoliko kilograma gume sintetizirano je u laboratoriji. Lebedev je bio taj koji je preuzeoproučavanje svojstava ove gume i razvijanje receptura za dobijanje proizvoda potrebnih potrošaču od nje.
I u narednim godinama, upotreba gume je bila najvažniji zadatak rada S. V. Lebedeva. Po njegovoj metodi je prva serija ovog materijala u industrijskoj mjeri dobivena u prvoj svjetskoj fabrici za proizvodnju ovog materijala.
U periodu 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, đonova za cipele, raznih cijevi i crijeva, zaptivki i ljepila, boja na bazi lateksa i dr.
Svojstva i primjena sintetičke gume
Sada je asortiman sintetičkih guma značajno porastao u odnosu na sredinu 20. veka. Njegove različite vrste mogu se uvelike razlikovati u hemijskom sastavu i potrošačkim svojstvima. Klasifikacija sintetičke gume temelji se na razlici u monomerima koji se koriste u njegovoj proizvodnji. Dakle, postoje izopren, butadien, hloropren i druge vrste. Prema drugoj klasifikaciji, gume se dijele na tipove ovisno o karakterističnoj grupi atoma koji čine njihov sastav. Na primjer, poznate su vrste polisulfida, organosilicijumske gume itd.
Glavna metoda za proizvodnju sintetičke gume je polimerizacija diena i alkena. Najčešći monomeri u ovom slučaju mogu se nazvati butadien, izopren, etilen, akrilonitril, itd.
Neke vrste polisulfidnih, poliuretanskih guma dobijaju se tokom reakcije polikondenzacije.
Gume za opće i posebne namjene
Prema primjeni, gume se mogu podijeliti na materijale opće i posebne namjene. Predstavnici prve grupe imaju niz svojstava koja im omogućavaju da se koriste za proizvodnju različitih proizvoda, čija bi se elastična svojstva trebala pojaviti na uobičajenim temperaturama. Ali upotreba 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. Shodno tome, raspon svojstava ovih supstanci je uglavnom isti.
Nedostaci uključuju slabu otpornost na visoke temperature, ozon i direktnu sunčevu svjetlost. Niska koheziona čvrstoća gume na njihovoj osnovi je svojstvo koje čini izoprensku gumu manje popularnom. Njegova upotreba je otežana zbog povećane ljepljivosti, nedovoljnog skeleta i fluidnosti. Ali u monolitnim proizvodima koji ne zahtijevaju spajanje velikog broja dijelova, izoprenske gume se široko koriste.
Gumene zakrpe
Upotreba gume u medicini se takođe dešava. Najčešći proizvod medicinske industrije, dobijen upotrebom gume, je flaster. To je mješavina gume, ljekovitog isrodne supstance. Prednosti ovih zakrpa:
- duga ljepljivost;
- kompatibilnost sa mnogim lijekovima;
- neškodljivost;
- jednostavnost upotrebe.
Proces proizvodnje je da se 1 deo gume rastvori u 12 delova benzina. A zatim se u rastvor unose i druge prateće komponente: terpentin (povećava lepljivost), lanolin (štiti od isušivanja), cink oksid (smanjuje iritaciju), lekovi (stvaraju terapeutski efekat).
Gumeni implantati
Zaista 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 napravljeni od poliaktilata, polisiloksana, poliamida. Vještačko srce i njegovi dijelovi izrađeni su od poliuretana i polioksilana. Polietilen i polipropilen su materijal za izradu implantata dijelova jednjaka, a polivinil hlorid je glavna komponenta implantata ostalih dijelova probavnog sistema. Umjetne krvne žile izrađuju se od polietilen tereftalata, politetrafluoroetilena i polipropilena. Poliakrilati, poliamidi, poliuretani pomažu osobama sa invaliditetom da pronađu nove kosti i zglobove.
Upotreba gume u industrijskim proizvodima
Značaj gume u nacionalnoj ekonomiji je ogroman. Ali upotreba prirodne gume u njenom čistom obliku je velikarijetkost. Najčešće se koristi u obliku gume. Proizvodi napravljeni od ovog materijala nalaze se u svakodnevnom životu na svakom koraku. Ovo uključuje izolaciju žice, proizvodnju obuće i odjeće, automobilskih guma i još mnogo toga.
U industriji obuće po pravilu se koriste sljedeće vrste gume: porozna (đon), kožna (donji dio cipele), prozirna (štikle).
Upotreba prirodne gume i njenih sintetičkih analoga nije slučajno postala široko rasprostranjena. Oni zadovoljavaju većinu ljudskih potreba, budući da su jedan od najsvestranijih materijala.
