Натуральний каучук: пояснення властивостей, виробництва та використання

Натуральний каучук, також званий індійським каучуком або каучуком, як спочатку вироблявся, складається з полімерів органічної сполуки ізопрену з незначними домішками інших органічних сполук і води.

В даний час каучук заготовляють в основному у вигляді латекс з певних дерев. Латекс — це липкий колоїд молочного кольору, який витягується шляхом надрізів кори та збирання рідини в судинах у процесі, який називається «постукуванням».

У цій статті я розповім вам все, що вам потрібно знати про цей універсальний матеріал.

Знайомство з натуральним каучуком

Натуральний каучук - це різновид полімеру, який виробляють певні заводи. Це унікальний матеріал, який широко використовується в повсякденних товарах, від шин до рукавичок до електроізоляції. Гума складається з довгих ланцюгів молекул, які називаються полімерами, які з’єднані меншими біологічними сполуками.

Як обробляється натуральний каучук?

Після того, як сік зібрано, його змішують з водою для створення суміші, яка пропускається через серію сит для видалення будь-яких зайвих частинок. Потім суміш висушують і пропускають через фазу сильного електричного струму для створення кінцевого продукту.

Які існують альтернативні типи гуми?

Є кілька різних типів гуми, які використовуються в повсякденних виробах. Деякі з найбільш широко використовуваних включають синтетичний каучук, який виробляється іншим способом, ніж натуральний каучук, і деревний каучук, який виготовляється шляхом здирання кори з певних видів дерев.

Які дослідження проводяться щодо натурального каучуку?

Тривають дослідження натурального каучуку, щоб покращити його властивості та знайти нові способи його використання. Деякі з сфер досліджень включають пошук шляхів збільшення рівня виробництва, розробку нових типів гуми з особливими властивостями та пошук альтернативних способів виробництва гуми.

Що робить гуму такою унікальною?

Гума використовується в різноманітних продуктах, зокрема:

• Шини: гума є ключовим компонентом у виробництві шин, що забезпечує необхідну міцність і гнучкість, щоб протистояти вимогам дороги.

• Підлога та покрівля: гумові підлоги та покрівельні матеріали міцні та стійкі до води та інших умов навколишнього середовища.

• Медичні вироби: латексна гума використовується в різноманітних медичних виробах, включаючи рукавички та трубки. Однак, через вразливість до алергії та забруднень, синтетичні каучуки використовуються частіше.

• Велосипеди: гума використовується у виробництві велосипедних шин і камер, забезпечуючи необхідне зчеплення та гнучкість, щоб протистояти вимогам дороги.

• Ізоляція: гума є ефективним матеріалом для ізоляції, що забезпечує стійкість до екстремальних температур і умов навколишнього середовища.

• Прокладки, шланги та з’єднувачі: гума використовується для створення нестандартних деталей і аксесуарів, зокрема прокладок, шлангів і з’єднувачів.

• Еластомери: каучук використовується для створення різноманітних еластомерів, які, по суті, є гумоподібними матеріалами, які можна використовувати в широкому діапазоні продуктів.

Застосування каучуку дуже різниться в залежності від типу каучуку, який виробляється, і конкретних властивостей, які він демонструє. Однак одне можна сказати напевно: гума є ключовим матеріалом, необхідним для створення багатьох продуктів, які ми використовуємо щодня.

Розкішна історія каучуку

How to strip wire fast

Share

Watch on

Каучук має довгу та багату історію, яка сягає корінних культур Мезоамерики. Найдавніші археологічні докази використання натурального латексу з дерева Гевея походять із культури Ольмеків, де каучук вперше використовувався для виготовлення м’ячів для мезоамериканської гри в м’яч.

Прихід європейців і трансформація гумової промисловості

Коли європейці прибули до Південної Америки, вони виявили, що корінне населення використовувало каучук для різноманітних цілей, зокрема для виготовлення взуття та одягу. Однак лише в 19 столітті виробництво каучуку стало важливим продуктом для всього світу.

Основне джерело каучуку

Основним джерелом натурального каучуку є дерево Гевея, батьківщиною якого є тропічні ліси Південної Америки. Сьогодні Таїланд є найбільшим виробником натурального каучуку, за ним йдуть Індонезія, В'єтнам та Індія.

Широко використовуваний продукт

Зараз гума є одним із найпоширеніших матеріалів у світі, на ринку представлено безліч гумових виробів. Деякі з найбільш часто використовуваних гумових виробів включають:

• Шини для легкових, вантажних та велосипедних автомобілів
• Рукавички гумові для медичних і харчових цілей
• Гумки для скріплення речей
• Гумові ущільнювачі для запобігання протікання в трубах та іншому обладнанні

Важливість гуми в нашому житті

Гума є важливим продуктом, який використовувався людьми протягом тисячоліть. Він відіграв значну роль у розвитку нашого сучасного світу та продовжує залишатися важливим матеріалом у багатьох галузях промисловості.

Тонкощі виробництва натурального каучуку

• Натуральний каучук виробляють шляхом екстрагування рідкого соку, який називається латексом, з певних видів дерев, переважно з дерева Hevea brasiliensis.
• Це дерево росте виключно в Південній Америці, зокрема в Бразилії, але тепер культивується і в Азії.
• Дерево може виростати до 30 метрів у висоту і потребує певних атмосферних умов із високою вологістю та надходженням вуглекислого газу для підтримки свого росту.
• Латекс отримують, роблячи надрізи на корі дерева, а отриманий сік збирають у контейнери, прикріплені до дерева.
• Сік дуже цінний і потребує нормування, щоб забезпечити рівномірне постачання.

Процес коагуляції

• Латекс, отриманий з каучукового дерева, містить складовий матеріал під назвою каучук, який є активним елементом у виробництві натурального каучуку.
• Процес коагуляції починається з додавання кислоти до латексу, яка згущує його та змушує каучук відокремлюватися від рідини.
• Потім отриману суміш висушують, щоб видалити зайву воду, а висохлий сік нарізають тонкими листами.
• Процес різання відбувається в гарячому середовищі, що, як правило, призводить до кращої якості гуми з вищою ефективністю.
• Потім висушені гумові листи готові до використання різними методами.

Збирання дикорослих рослин

• Хоча переважна більшість латексу для виробництва каучуку походить від культивованих дерев Hevea brasiliensis, існує понад 2,500 видів рослин, які виробляють латекс, включаючи дикі рослини.
• Процес вилучення латексу з диких рослин зазвичай виконується вручну і вимагає значних зусиль через вологе та трав’янисте листя.
• Отриманий каучук з диких рослин погано порівнюється з каучуком, отриманим з культурних дерев.

Важливість стандартизації

• Щоб забезпечити рівномірне постачання високоякісної гуми, були докладені зусилля щодо стандартизації процесу виробництва.
• Це включає ряд етапів, включаючи вирощування та вирощування каучуконосних дерев у певній місцевості, збирання латексу, а також процес коагуляції та сушіння.
• Зусилля зі стандартизації допомагають полегшити надходження необхідного складового матеріалу та забезпечити постійне постачання натурального каучуку.

Каучукове дерево: більше, ніж просто джерело каучуку

• Каучукове дерево, також відоме як Hevea brasiliensis, є видом рослин родини молочайних Euphorbiaceae.
• Він виник у Південній Америці, зокрема в регіоні Амазонки в Бразилії, де він традиційно використовувався корінними народами для різних цілей.
• Дерево є тропічною рослиною, яка може вирости до 100 футів у висоту і має один листок, який може досягати 16 дюймів у довжину.
• Він виробляє молочний сік або латекс, який містить складну сполуку води, цукру та високоеластичних матеріалів.

Виробництво каучуку з каучукового дерева

• Латексний сік каучукового дерева є основним джерелом натурального каучуку.
• Сік збирають, роблячи невеликі надрізи на корі дерева та дозволяючи латексу витікати в контейнер.
• Під дією повітря сік згортається, утворюючи твердий матеріал, який можна відокремити від рідини.
• Твердий матеріал потім промивають і сушать для отримання сирої гуми.
• На каучукових плантаціях, розташованих переважно в Південно-Східній Азії та Західній Африці, культивують каучукове дерево для комерційного виробництва.

Інші способи використання каучукового дерева

• Каучукове дерево корисне не лише своїм латексним соком, але й деревиною, яка використовується для виготовлення меблів та будівництва.
• Дерево також відоме своїми лікувальними властивостями, оскільки деякі народні ліки використовують кору та листя для лікування різних захворювань.
• Каучукове дерево також є джерелом їжі, оскільки сік латексу містить цукор, який можна ферментувати для отримання алкогольного напою.
• Крім того, каучукове дерево пов’язане з іншими рослинами родини Euphorbiaceae, такими як кульбаба та пуансетія (популярна різдвяна рослина), які також містять молочний латексний сік, який згортається під дією повітря.

Вивчення світу різновидів каучуку

Коли ми думаємо про каучук, ми часто думаємо про природну форму, яка походить із соку каучукових дерев. Однак існує кілька різних різновидів натурального каучуку, кожен з яких має свої унікальні властивості та характеристики. Ось кілька найпоширеніших:

• Амазонський каучук: цей сорт походить від дерева Hevea brasiliensis, яке походить із тропічних лісів Амазонки. Він відомий своєю високою еластичністю і часто використовується у виробництві шин та інших комерційних продуктів.
• Конго каучук: цей сорт походить від дерева Landolphia, яке росте в регіоні Конго в Африці. Він має нижчу еластичність, ніж інші натуральні каучуки, але цінується за свою міцність і стійкість до перепадів температури.
• Кульбаба каучукова: цей сорт виробляється з коренів російської рослини кульбаби. Хоча він не так широко використовується, як інші види натурального каучуку, він набирає популярності завдяки своїй здатності вирощуватися в холодніших кліматичних умовах і потенціалу сталого виробництва.

Виробництво сирої гуми

Незалежно від різновиду, уся гума починається як рідкий латекс, який збирають із рослин. Ось кілька речей, про які слід пам’ятати, виробляючи сиру гуму:

• Латекс необхідно ретельно збирати, щоб уникнути забруднень і пошкодження дерева.
• Після збору латекс коагулюється з утворенням твердої гуми.
• Потім тверду гуму промивають і сушать, щоб видалити залишки домішок.

Незалежно від того, чи працюєте ви з натуральним чи синтетичним каучуком, розуміння різних сортів і способів їх виробництва є ключовим для створення високоякісних гумових виробів.

Так багато застосувань гуми: від шин до медичних приладів

Гума є цінним матеріалом для транспортної галузі. Він забезпечує високу стійкість до стиснення та тертя, що робить його придатним для використання в шинах, конвеєрних стрічках, насосах і трубопроводах, а також корпусах транспортних засобів. Для кращого зчеплення з дорогою протектори автомобільних шин виготовлені з гуми. Гума також використовується у виробництві авіаційних і автомобільних шин, пропонуючи надійну керованість і гнучкість.

Спортивні товари

Також каучук використовується у виробництві м'ячів для різних видів спорту. Стійкість матеріалу до стирання та більш м’яка текстура роблять його придатним для використання в баскетбольних, футбольних та інших спортивних м’ячах. Гумові валики також використовуються в поліграфічній промисловості для створення привабливих відбитків на папері.

Медичні та хірургічні прилади

Каучук є цінним матеріалом у медичній промисловості. Він використовується для створення медичних і хірургічних пристроїв, таких як хірургічні рукавички, ізоляційні ковдри та формовані черевики. Гнучкість матеріалу та стійкість до стирання роблять його придатним для використання в медичних пристроях. Синтетичний каучук також використовується у виробництві пустушок та інших медичних виробів.

Промислове використання

Гума також використовується у виробництві електричних частин, пропонуючи високий електричний опір. Він також використовується у виробництві конвеєрних стрічок, насосів і трубопроводів, а також корпусів транспортних засобів. Стійкість матеріалу до стирання робить його придатним для використання в промислових умовах.

Інші види використання

Гума — це дуже універсальний матеріал, який пропонує велику кількість застосувань. Деякі додаткові види використання гуми включають:

• Флеш і незатверділий креп для виготовлення виробів з вулканізованої гуми
• Цінний матеріал для дослідження та розробки нових матеріалів
• Додавання або видалення матеріалів для створення нових видів гуми з додатковими властивостями
• Молочна рідина, отримана з латексних судин або клітин, використовується для створення натурального каучуку
• Гума виробляється в мільйонах тонн щорічно, що робить її високоцінним матеріалом для багатьох галузей промисловості

Робота з гумою: посібник із універсального матеріалу

Робота з натуральним каучуком є ​​традиційним методом, який використовувався століттями. Процес передбачає постукування по каучуковому дереву для збору латексу, який потім обробляється для отримання гумового матеріалу. Ось основні етапи роботи з натуральним каучуком:

• Набивання: Процес набивання включає в себе невеликі надрізи на корі каучукового дерева, щоб дозволити латексу витікати.
• Збір: латекс збирають у чашки, а потім відправляють на переробний завод.
• Коагуляція: латекс обробляють кислотою для коагуляції частинок і утворення твердої маси.
• Промивання: тверду масу промивають для видалення домішок і надлишку води.
• Прокатка: гума скручується в листи, а потім сушиться.

Науковий метод роботи з гумою

Каучук є полімером, що означає, що він складається з довгих ланцюгів молекул, з’єднаних разом. Науковий метод роботи з каучуком передбачає більш складний процес, який виробляє дуже універсальний матеріал. Ось основні етапи наукового методу роботи з гумою:

• Змішування: гумовий матеріал змішують з іншими матеріалами, щоб покращити його властивості та полегшити роботу.
• Нагрівання: суміш нагрівають до високої температури, щоб покращити хімічні зв’язки між молекулами.
• Формування: Потім гумі формують потрібну форму за допомогою різних методів, включаючи формування та екструзію.
• Затвердіння: потім гума затверджується при високій температурі для підвищення її міцності та довговічності.

Використання гуми в повсякденному житті

Гума є важливим матеріалом, який підтримує широкий спектр використання у світі. Незважаючи на те, що існує багато альтернативних матеріалів, гума все ще широко використовується завдяки своїм унікальним властивостям. Ось деякі з основних застосувань гуми:

• Електрика: Гума є чудовим ізолятором і використовується для підтримки електричних проводів і кабелів.
• Автомобільна промисловість: гума використовується для виготовлення багатьох частин автомобіля, включаючи шини, ремені та шланги.
• Медицина: гума використовується для виробництва медичного обладнання, включаючи рукавички та трубки.
• Промисловість: гума використовується у виробництві багатьох промислових матеріалів, включаючи конвеєрні стрічки та прокладки.

Висновок

Отже, гума - це матеріал, виготовлений з латексу дерева. Він використовується для всього, від шин до рукавичок, і є дуже важливим матеріалом у сучасному світі. 

Отже, тепер ви знаєте всі тонкощі гуми. Не бійтеся задавати питання, якщо ви в чомусь не впевнені!

Я Йост Нуссельдер, засновник Tools Doctor, контент-маркетолог і тато. Я люблю випробовувати нове обладнання, і разом зі своєю командою я створюю детальні статті в блозі з 2016 року, щоб допомогти лояльним читачам інструментами та порадами щодо виготовлення.