Cauciucul este un compus organic ale cărui componente principale sunt carbonul și hidrogenul. Se obține din plante lemnoase speciale, care sunt adesea numite plante de cauciuc. Astfel de reprezentanți ai florei cresc la tropice. Organele lor (fructe, frunze, ramuri, trunchi, rădăcini) conțin latex. Acest lichid lăptos nu este sucul plantelor, botanicii încă se îndoiesc de specificul semnificației sale pentru viața organismului vegetal. Din latex în procesul de coagulare se obține o masă elastică continuă, care este cauciucul natural natural.
Istoria descoperirii cauciucului natural
Contribuția lui Cristofor Columb la dezvoltarea civilizației mondiale nu se limitează la Marile descoperiri geografice. Nava lui a aterizat pe insula Hispaniola în 1493 și a dus primul produs din cauciuc în Spania. Era o minge elastică care sărită pe care localnicii o făceau din sucul de hevea, o plantă găsită pemalurile Amazonului. Văzând cum indienii au aruncat cu entuziasm un mărunțiș ciudat, care, ajungând la pământ, a sărit și el parcă viu, parcă ar fi sărit, spaniolii au rămas serios surprinși. După ce au încercat să țină această minge care sări, au ajuns la concluzia că era destul de grea și au observat, de asemenea, lipiciitatea ei și mirosul caracteristic de fum.
Folosirea cauciucului de către indieni nu s-a limitat la aceasta. Triburile locale nu numai că au jucat această minge, ci au folosit-o în diferite ceremonii religioase. Iar seva copacului din care a fost obținut era considerată sacră și se numea „cauchu”, care înseamnă „lacrimile copacului” în traducere.
Printre curiozitățile aduse de Columb în Spania a fost acest bal neobișnuit. Din acel moment, a început istoria utilizării cauciucului.
Primele încercări de aplicare
Dar europenii nu au acordat atenția cuvenită curiozității indienilor. Și până în secolul al XVIII-lea, nimeni nu s-a gândit cât de largi și diverse sunt domeniile de aplicare a cauciucului. Numai când membrii expediției franceze, care au vizitat pădurile tropicale din America de Sud, a fost adus din nou în Europa, i-au acordat atenție. Un interes și mai mare a apărut atunci când omul de știință francez Ch. Condamine, vorbind la adunarea Academiei de Științe din Paris, a demonstrat mostre din această substanță, a arătat modalități de aplicare posibilă și produse din aceasta.
Utilizarea pe scară largă a cauciucului natural în Europa a început în jurul anului 1770, când în școli a apărut un nou accesoriu - gummilastic, care era folosit pentru a șterge liniile de creion.
A început următorulcăutare activă a posibilelor utilizări pentru cauciuc. În acea perioadă datează inventarea bretelelor și a firelor de cauciuc. Iar inventatorul scoțian C. Mackintosh a ghicit să așeze un strat subțire de cauciuc între două straturi de țesătură, obținând astfel o țesătură impermeabilă. Acest material a fost nebun de popular, hainele de ploaie din el și-au luat numele de la numele inventatorului. Se numeau Mac-uri.
Prăbușirea industriei cauciucului
Primele încercări de a stabili producția de pantofi impermeabili au eșuat. Galoșurile, deși au devenit destul de la modă pentru o perioadă scurtă de timp, nu diferă în mod practic. La frig, puteau crăpa, iar la căldură aproape că se topeau și emanau un miros neplăcut.
Entuziasmul inventatorilor nu a durat mult. Într-unul dintre acei ani a fost o vară foarte fierbinte în multe părți ale Europei. Sub influența temperaturilor ridicate, produsele din industria cauciucului s-au transformat într-o masă cu miros îngrozitor. Toate întreprinderile din această industrie au dat apoi faliment.
Descoperirea lui Charles Goodyear
Și nimeni nu s-ar fi gândit la galoșuri și mackintosses, dacă nu pentru perseverența americanului Charles Goodyear. A dedicat mulți ani găsirii unor modalități de a face un material bun din cauciuc.
Goodyear a făcut o mulțime de experimente, amestecând cauciucul cu aproape orice. A adăugat sare, piper, nisip și chiar supă. După ce și-a cheltuit toți banii și puterea, inventatorul își pierdea deja speranța. Dar eforturile lui au fost totuși încununate de succes. Adăugând sulf la substanță, a descoperitcă atât rezistența, elasticitatea, cât și stabilitatea temperaturii s-au îmbunătățit.
Astfel, a reușit să îmbunătățească cauciucul. Proprietățile și aplicarea noului compus au devenit din nou subiect de studiu de către oameni de știință și industriași. Materialul obținut de Goodyear este ceea ce numim acum cauciuc, iar procesul prin care se obține este vulcanizarea cauciucului.
Boom de cauciuc
După descoperirea senzațională, numeroase oferte de cumpărare a unui brevet pentru materialul inventat au plouat asupra norocosului om de știință. Utilizarea cauciucului pentru producerea cauciucului a devenit enormă. Pentru a face acest lucru, aproape toate țările au început să caute modalități de a crește arbori de cauciuc pe teritoriul lor. În acest sens, Brazilia a fost cea mai norocoasă, deoarece acest stat era proprietarul uriașelor rezerve de astfel de plante. Guvernul brazilian a făcut multe eforturi pentru a rămâne monopol în acest domeniu, interzicând categoric exportul de semințe și plante tinere de Hevea. Pedeapsa cu moartea a fost chiar introdusă pentru această crimă.
Dar englezul Wickham, care are practică în spionaj, a reușit să pătrundă pe țărmurile Amazonului, de unde a obținut și a trimis în secret 70.000 de semințe de arbore de cauciuc în Marea Britanie. Și deși crescătorii locali nu au reușit imediat să crească această plantă tropicală într-un teritoriu cu o climă diferită, datorită eforturilor lor, după ceva timp, pe piață a apărut cauciucul englezesc mai ieftin și mai accesibil.
Între timp, utilizarea cauciucului natural a devenit atât de răspândită încât numărul produselor din cauciuc a depășit 100.000.numărul de produse noi: benzi transportoare și izolație electrică, „benzi de cauciuc” pentru lenjerie, pantofi de cauciuc, baloane pentru copii, etc. Dar principala utilizare a cauciucului natural a fost asociată cu industria auto, când au fost inventate primele anvelope de cărucior, apoi cauciucuri auto.
Utilizarea cauciucului și a cauciucului în țara noastră s-a bazat mult timp pe producția lor din materii prime străine. Abia când au fost descoperite păpădii în Kazahstan, ale căror rădăcini conțin cauciuc, au apărut primele produse din cauciuc din material casnic. Dar a fost un proces foarte laborios, deoarece extragerea cauciucului din rădăcinile de păpădie a durat foarte mult din cauza concentrației sale scăzute (16-28%).
Obținerea cauciucului sintetic
Resursele naturale de cauciuc natural nu răspund nevoilor mari ale populației în bunuri realizate din acest material. Acum producția de cauciuc sintetic este mult mai mare.
S. V. Lebedev în 1910 a primit pentru prima dată cauciuc sintetic. Materialul de producție a fost butadiena, care a fost izolată din alcool etilic. Ulterior, prin efectuarea unei reacții de polimerizare folosind sodiu metalic s-a obținut cauciuc sintetic butadien.
Producție industrială de cauciuc sintetic
În 1925, SV Lebedev și-a propus să găsească o metodă industrială pentru sinteza cauciucului. Doi ani mai târziu, a fost rezolvată cu succes. Primele kilograme de cauciuc au fost sintetizate în laborator. Lebedev a fost cel care a preluat-ostudierea proprietăților acestui cauciuc și elaborarea rețetelor pentru obținerea produselor necesare consumatorului din acesta.
Și în anii următori, utilizarea cauciucului a fost cea mai importantă sarcină a lucrării lui S. V. Lebedev. Conform metodei sale, primul lot din acest material la scară industrială a fost obținut la prima fabrică din lume care produce acest material.
În perioada 1932-1990, Uniunea Sovietică a fost lider în ceea ce privește producția în această industrie. Utilizarea cauciucului sintetic a făcut posibilă extinderea gamei de produse din cauciuc, în special: produse din cauciuc moale, tălpi de pantofi, diverse țevi și furtunuri, etanșanți și adezivi, vopsele pe bază de latex și altele.
Proprietăți și aplicații ale cauciucului sintetic
Acum gama de cauciucuri sintetice a crescut semnificativ în comparație cu mijlocul secolului al XX-lea. Diferitele sale tipuri pot diferi foarte mult în ceea ce privește compoziția chimică și proprietățile consumatorului. Clasificarea cauciucului sintetic se bazează pe diferența dintre monomerii utilizați în producerea acestuia. Deci, există izopren, butadienă, cloropren și alte tipuri. Conform unei alte clasificări, cauciucurile sunt împărțite în tipuri în funcție de grupul caracteristic de atomi care alcătuiesc compoziția lor. De exemplu, sunt cunoscute tipuri de polisulfură, cauciucuri organosilicice etc.
Metoda principală de producere a cauciucurilor sintetice este polimerizarea dienelor și alchenelor. Cei mai comuni monomeri în acest caz pot fi numiți butadienă, izopren, etilenă, acrilonitril etc.
Unele tipuri de polisulfură, cauciucuri poliuretanice sunt obținute în timpul reacției de policondensare.
Cauciuc pentru scopuri generale și speciale
În funcție de aplicații, cauciucurile pot fi împărțite în materiale de uz general și special. Reprezentanții primului grup au un set de proprietăți care fac posibilă utilizarea lor pentru producția de diverse bunuri, ale căror proprietăți elastice ar trebui să apară la temperaturi obișnuite. Dar utilizarea cauciucului sintetic în scopuri speciale presupune păstrarea proprietăților în situații extreme, de exemplu, sub influența înghețului și a focului, a ozonului și a oxigenului etc.
Aplicație de cauciuc izopren
Compoziția cauciucului izopren este foarte asemănătoare cu cauciucul natural. În consecință, gama de proprietăți ale acestor substanțe este în mare parte aceeași.
Dezavantajele sale includ rezistența slabă la temperaturi ridicate, ozon și lumina directă a soarelui. Rezistența scăzută de coeziune a cauciucului pe baza acestora este o proprietate care face ca cauciucul izopren să fie mai puțin popular. Utilizarea lui este dificilă din cauza lipiciității crescute, a scheletului insuficient și a fluidității. Dar în produsele monolitice care nu necesită îmbinarea unui număr mare de piese, cauciucurile izopren sunt utilizate pe scară largă.
Petice de cauciuc
De asemenea, are loc utilizarea cauciucului în medicină. Cel mai comun produs al industriei medicale, obținut din utilizarea cauciucului, este un plasture. Este un amestec de cauciuc, medicinal șisubstante inrudite. Beneficiile acestor patch-uri:
- lipiciitate lungă;
- compatibilitate cu multe medicamente;
- inofensivă;
- ușurință de utilizare.
Procesul de producție este de a dizolva 1 parte de cauciuc în 12 părți de benzină. Și apoi alte componente însoțitoare sunt introduse în soluție: terebentină (crește lipiciitatea), lanolină (protejează de uscare), oxid de zinc (reduce iritația), medicamente (creează un efect terapeutic).
Implante de cauciuc
Produsele de cauciuc cu adevărat vitale sunt implanturile de organe umane. Utilizarea cauciucului în producția lor a început relativ recent și a marcat începutul unei noi ere în dezvoltarea medicinei.
Implanturile traheale sunt materiale realizate din poliactilați, polisiloxani, poliamide. Inima artificială și părțile sale sunt fabricate din poliuretani și polioxilani. Polietilena și polipropilena sunt materialul pentru producția de implanturi ale unor părți ale esofagului, iar clorura de polivinil este componenta principală a implanturilor din alte părți ale sistemului digestiv. Vasele de sânge artificiale sunt fabricate din polietilen tereftalat, politetrafluoretilenă și polipropilenă. Poliacrilații, poliamidele și poliuretanii ajută persoanele cu dizabilități să găsească oase și articulații noi.
Utilizarea cauciucului în produse industriale
Importanța cauciucului în economia națională este enormă. Dar utilizarea cauciucului natural în forma sa pură este mareraritate. Cel mai adesea este folosit sub formă de cauciuc. Produsele realizate din acest material se regasesc in viata de zi cu zi la fiecare pas. Aceasta include izolarea sârmei, producția de pantofi și îmbrăcăminte și anvelope pentru mașini și multe altele.
În industria încălțămintei, de regulă, se folosesc următoarele tipuri de cauciuc: poros (talpă), ca piele (partea inferioară a pantofului), transparent (tocuri).
Utilizarea cauciucului natural și a analogilor săi sintetici nu s-a răspândit întâmplător. Acestea răspund majorității nevoilor umane, fiind unul dintre cele mai versatile materiale.
