Guma yra organinis junginys, kurio pagrindiniai komponentai yra anglis ir vandenilis. Jis gaunamas iš specialių sumedėjusių augalų, kurie dažnai vadinami guminiais augalais. Tokie floros atstovai auga tropikuose. Jų organuose (vaisiuose, lapuose, šakose, kamiene, šaknyse) yra latekso. Šis pieniškas skystis nėra augalų sultys, botanikai vis dar abejoja jo reikšmės augalo organizmo gyvybei specifika. Būtent iš latekso koaguliacijos procese gaunama ištisinė elastinga masė, kuri yra natūralus natūralus kaučiukas.
Natūralaus kaučiuko atradimo istorija
Kristoforo Kolumbo indėlis į pasaulio civilizacijos vystymąsi neapsiriboja Didžiaisiais geografiniais atradimais. Būtent jo laivas 1493 metais išsilaipino Hispaniolos saloje ir išgabeno pirmąjį gumos gaminį į Ispaniją. Tai buvo elastingas atšokantis kamuolys, kurį vietiniai gamino iš hevea sulčių – augalo, rastoAmazonės krantai. Pamatę, kaip indėnai entuziastingai išmetė keistą smulkmeną, kuri, pasiekusi žemę, taip pat tarsi gyva atšoko, tarsi atlikdama šuolį, ispanai rimtai nustebo. Pabandę išlaikyti šį atšokusį kamuolį, jie padarė išvadą, kad jis gana sunkus, taip pat pastebėjo jo lipnumą ir būdingą dūmų kvapą.
Indėnai naudojo gumą tuo neapsiribojo. Vietinės gentys ne tik žaidė šį kamuolį, bet ir naudojo jį įvairiose religinėse ceremonijose. O medžio sula, iš kurios ji buvo gauta, buvo laikoma šventa ir buvo vadinama „cauchu“, o tai išvertus reiškia „medžio ašaros“.
Kolumbo į Ispaniją atgabentų įdomybių buvo šis neįprastas kamuolys. Nuo to laiko prasidėjo gumos naudojimo istorija.
Pirmieji bandymai taikyti
Tačiau europiečiai nekreipė deramo dėmesio į indėnų smalsumą. Ir iki XVIII amžiaus niekas negalvojo apie tai, kokios plačios ir įvairios yra gumos panaudojimo sritys. Tik kai prancūzų ekspedicijos nariai, aplankę Pietų Amerikos atogrąžų miškus, vėl buvo atvežti į Europą, atkreipė į jį dėmesį. Dar didesnis susidomėjimas kilo, kai prancūzų mokslininkas Ch. Condamine, kalbėdamas Paryžiaus mokslų akademijos asamblėjoje, pademonstravo šios medžiagos pavyzdžius, parodė galimo panaudojimo būdus ir produktus iš jos.
Plačiai natūralaus kaučiuko naudojimas Europoje prasidėjo apie 1770 m., kai mokyklose pasirodė naujas aksesuaras – gummilastas, kuris buvo naudojamas pieštukų linijoms ištrinti.
Kitas prasidėjoaktyvi galimų gumos panaudojimo paieška. Būtent tuo metu atsirado petnešėlių ir guminių siūlų išradimas. O škotų išradėjas C. Mackintoshas spėjo tarp dviejų audinio sluoksnių pakloti ploną gumos sluoksnį, taip išgaudamas vandeniui atsparų audinį. Ši medžiaga buvo beprotiškai populiari, iš jos pagaminti lietpalčiai gavo pavadinimą iš išradėjo vardo. Jie buvo vadinami „Mac“.
Gumos pramonės žlugimas
Pirmieji bandymai pradėti gaminti vandeniui atsparius batus buvo nesėkmingi. Galoshes, nors ir tapo gana madinga trumpam laikui, praktiškumu nesiskyrė. Š altyje jie galėjo įtrūkti, o karštyje beveik ištirpo ir skleidė nemalonų kvapą.
Išradėjų entuziazmas truko neilgai. Vienais iš tų metų daugelyje Europos vietų buvo labai karšta vasara. Veikiant aukštai temperatūrai, gumos pramonės gaminiai virto siaubingai dvokiančia mase. Tada visos šios pramonės įmonės bankrutavo.
Charles Goodyear atradimas
Ir niekas nebūtų pagalvojęs apie kaliošus ir makintosus, jei ne amerikiečio Charleso Goodyearo atkaklumas. Jis daug metų paskyrė ieškodamas būdų, kaip iš gumos pagaminti gerą medžiagą.
Goodyear atliko daug eksperimentų, maišydami gumą beveik su viskuo. Į jį pridėjo druskos, pipirų, smėlio ir net sriubos. Išleidęs visus pinigus ir jėgas, išradėjas jau prarado viltį. Tačiau jo pastangas vis dėlto vainikavo sėkmė. Pridėjęs sieros į medžiagą, jis atradokad pagerėjo stiprumas, elastingumas ir temperatūros stabilumas.
Taigi jam pavyko patobulinti gumą. Naujojo junginio savybės ir pritaikymas vėl tapo mokslininkų ir pramonininkų tyrimo objektu. „Goodyear“gauta medžiaga yra tai, ką dabar vadiname guma, o procesas, kuriuo ji gaunama, yra gumos vulkanizavimas.
Gumos bumas
Po sensacingo atradimo laimingajam mokslininkui pasipylė daugybė pasiūlymų įsigyti išrastos medžiagos patentą. Gumos naudojimas gumos gamybai tapo milžiniškas. Norėdami tai padaryti, beveik visos šalys pradėjo ieškoti būdų, kaip auginti guminius medžius savo teritorijoje. Šiuo atžvilgiu labiausiai pasisekė Brazilijai, nes būtent ši valstybė buvo didžiulių tokių augalų atsargų savininkė. Brazilijos vyriausybė dėjo daug pastangų, kad išliktų monopolija šioje srityje, kategoriškai uždraudusi sėklų ir jaunų Hevea augalų eksportą. Už šį nusik altimą netgi buvo įvesta mirties bausmė.
Tačiau šnipinėjimo praktiką turinčiam anglui Wickham pavyko prasiskverbti į Amazonės krantus, kur jis slapta gavo ir išsiuntė į Didžiąją Britaniją 70 000 kaučiuko medžio sėklų. Ir nors vietiniams selekcininkams ne iš karto pavyko išauginti šį atogrąžų augalą kitokio klimato teritorijoje, jų pastangomis po kurio laiko prekyboje pasirodė pigesnė ir įperkamesnė angliška guma.
Tuo tarpu natūralaus kaučiuko naudojimas taip išplito, kad gumos gaminių skaičius perkopė 100 000.naujų gaminių skaičius: konvejerio juostos ir elektros izoliacija, "gumytės" skalbiniams, guminiai batai, vaikiški balionai ir kt. Tačiau pagrindinis natūralios gumos panaudojimas buvo siejamas su automobilių pramone, kai buvo išrastos pirmosios vežimų padangos, o vėliau. automobilių padangos.
Gumos ir gumos naudojimas mūsų šalyje nuo seno buvo pagrįstas jų gamyba iš užsienio žaliavų. Tik kai Kazachstane buvo aptiktos kiaulpienės, kurių šaknyse yra gumos, atsirado pirmieji gumos gaminiai iš buitinės medžiagos. Tačiau tai buvo labai sunkus procesas, nes kaučiuko išgavimas iš kiaulpienių šaknų užtruko labai ilgai dėl mažos jos koncentracijos (16–28%).
Sintetinės gumos gavimas
Natūralios gumos gamtos ištekliai nepatenkina didelių gyventojų poreikių iš šios medžiagos pagamintoms prekėms. Dabar sintetinio kaučiuko gamyba yra daug didesnė.
S. V. Lebedevas 1910 metais pirmą kartą gavo sintetinį kaučiuką. Gamybos medžiaga buvo butadienas, kuris buvo išskirtas iš etilo alkoholio. Vėliau, vykdant polimerizacijos reakciją naudojant natrio metalą, buvo gauta butadieno sintetinė guma.
Pramoninė sintetinio kaučiuko gamyba
1925 m. SV Lebedevas išsikėlė užduotį surasti pramoninį gumos sintezės metodą. Po dvejų metų jis buvo sėkmingai išspręstas. Pirmieji keli kilogramai gumos buvo susintetinti laboratorijoje. Tai ėmėsi Lebedevastirti šios gumos savybes ir kurti receptūras, kaip iš jos gauti vartotojui reikalingus produktus.
Ir vėlesniais metais gumos naudojimas buvo svarbiausia S. V. Lebedevo darbo užduotis. Būtent pagal jo metodą pirmoji šios medžiagos partija pramoniniu mastu buvo gauta pirmoje pasaulyje šią medžiagą gaminančioje gamykloje.
1932–1990 m. Sovietų Sąjunga buvo šios pramonės gamybos lyderė. Sintetinės gumos naudojimas leido išplėsti gumos gaminių asortimentą, visų pirma: minkštos gumos gaminius, batų padus, įvairius vamzdžius ir žarnas, sandariklius ir klijus, dažus latekso pagrindu ir kt.
Sintetinės gumos savybės ir pritaikymas
Dabar sintetinių kaučiukų asortimentas gerokai išaugo, palyginti su XX amžiaus viduriu. Įvairūs jo tipai gali labai skirtis pagal cheminę sudėtį ir vartotojų savybes. Sintetinio kaučiuko klasifikacija grindžiama jo gamyboje naudojamų monomerų skirtumais. Taigi, yra izopreno, butadieno, chloropreno ir kitų rūšių. Pagal kitą klasifikaciją gumos skirstomos į tipus, priklausomai nuo būdingos atomų grupės, sudarančios jų sudėtį. Pavyzdžiui, žinomi polisulfido, organinių silicio kaučiukų ir kt. tipai.
Pagrindinis sintetinių kaučiukų gamybos būdas yra dienų ir alkenų polimerizacija. Dažniausiai pasitaikantys monomerai šiuo atveju gali būti vadinami butadienu, izoprenu, etilenu, akrilnitrilu ir kt.
Kai kurių rūšių polisulfidinės, poliuretano gumos gaunamos polikondensacijos reakcijos metu.
Gumos bendros ir specialios paskirties
Pagal pritaikymą gumos gali būti skirstomos į bendrosios ir specialiosios paskirties medžiagas. Pirmosios grupės atstovai turi savybių rinkinį, leidžiantį jas panaudoti gaminant įvairias prekes, kurių elastinės savybės turėtų atsirasti esant įprastoms temperatūroms. Tačiau sintetinės gumos naudojimas specialiems tikslams reiškia savybių išsaugojimą ekstremaliose situacijose, pavyzdžiui, esant šalčiui ir ugniai, ozonui ir deguoniui ir pan.
Izopreno gumos aplikacija
Izopreno kaučiuko sudėtis labai panaši į natūralų kaučiuką. Todėl šių medžiagų savybių diapazonas iš esmės yra toks pat.
Jo trūkumai yra prastas atsparumas aukštai temperatūrai, ozonui ir tiesioginiams saulės spinduliams. Dėl mažo jų pagrindu pagamintos gumos sanglaudos stiprumo izopreno guma tampa mažiau populiari. Jį sunku naudoti dėl padidėjusio lipnumo, nepakankamo skeleto ir sklandumo. Tačiau monolitiniuose gaminiuose, kuriuose nereikia sujungti daug dalių, plačiai naudojamos izopreno gumos.
Guminiai pleistrai
Gumos naudojimas medicinoje taip pat vyksta. Labiausiai paplitęs medicinos pramonės produktas, gaunamas naudojant gumą, yra pleistras. Tai gumos, vaistinių irsusijusios medžiagos. Šių pataisų pranašumai:
- ilgas lipnumas;
- suderinamumas su daugeliu vaistų;
- nekenksmingumas;
- paprasta naudoti.
Gamybos procesas yra ištirpinti 1 dalį gumos 12 dalių benzino. Tada į tirpalą įvedami kiti lydintys komponentai: terpentinas (didina lipnumą), lanolinas (saugo nuo išdžiūvimo), cinko oksidas (mažina dirginimą), vaistai (sukuria gydomąjį poveikį).
Guminiai implantai
Tikrai gyvybiškai svarbūs gumos gaminiai yra žmogaus organų implantai. Gumos naudojimas jų gamyboje buvo pradėtas palyginti neseniai ir buvo naujos medicinos raidos eros pradžia.
Trachėjos implantai yra medžiagos, pagamintos iš poliaktilatų, polisiloksanų, poliamidų. Dirbtinė širdis ir jos dalys pagamintos iš poliuretano ir polioksilanų. Polietilenas ir polipropilenas yra medžiaga stemplės dalių implantams gaminti, o polivinilchloridas yra pagrindinis kitų virškinimo sistemos dalių implantų komponentas. Dirbtinės kraujagyslės gaminamos iš polietileno tereftalato, politetrafluoretileno ir polipropileno. Poliakrilatai, poliamidai, poliuretanai padeda žmonėms su negalia rasti naujus kaulus ir sąnarius.
Gumos naudojimas pramoniniuose gaminiuose
Gumos svarba šalies ekonomikoje yra didžiulė. Tačiau natūralaus kaučiuko naudojimas gryna forma yra didelisretenybė. Dažniausiai jis naudojamas gumos pavidalu. Iš šios medžiagos pagaminti gaminiai randami kasdieniame gyvenime kiekviename žingsnyje. Tai apima laidų izoliaciją, batų ir drabužių, automobilių padangų gamybą ir daug daugiau.
Batų pramonėje, kaip taisyklė, naudojamos šios gumos rūšys: porėta (padas), panaši į odą (apatinė bato dalis), skaidri (kulniukai).
Natūralaus kaučiuko ir jo sintetinių analogų naudojimas nebuvo plačiai paplitęs atsitiktinai. Jie patenkina daugumą žmogaus poreikių, nes yra viena universaliausių medžiagų.
