Има два вида каучук: естествен и синтетичен. Естественият каучук се получава от латекс, млечен сок, открит в тропическите растения. Синтетичният каучук се произвежда от петролни продукти и не идва от растения.
Въведение: какво представляват силиконът и естественият каучук и какви са основните разлики?
Естественият каучук, идващ от латекс на дървото Hevea brasiliensis, е основният източник на каучук от откриването му от евро-американските изследователи в Южна Америка през 16 век. Бразилия е основният доставчик до 1860 г., когато други страни (по-специално Малайзия и Индонезия) започват масово производство на каучукови дървета. Понастоящем естественият каучук все още е важна стока с приблизително глобално производство от около 14 милиона тона през 2009 г. Синтетичните каучуци са разработени в началото на 1900 г. с променлив успех и едва през Втората световна война те са масово произведени, за да заменят естествен каучук в много приложения. Най-успешният синтетичен каучук е поли(цис-1,4-изопрен) или полиизопрен (IR), който има физични и химични свойства, много подобни на тези на естествения каучук.
История
Първата употреба на каучук е от местните култури на Мезоамерика. Най-ранните археологически доказателства за използването на естествен каучук датират от културата на Олмеките, случайно във формата на топки. Каучукът е бил използван от културите на маите и ацтеките – освен за направата на топки, ацтеките са използвали каучук за направата на маски, сандали и други предмети. Свойствата за отскачане на каучука бяха жизненоважни за мезоамериканските игри с топка като улама, която се играеше от до 2,000 души. До 1700 г. пр. н. е. олмеките са преминали от производството на гумени предмети към използването им като фиктивна среда за рисуване на картини.
Естественият каучук е еластомер, който се получава от латекс. Този полимер е необичаен с това, че е съставен изцяло (с редки изключения) от цис-1,4-полиизопрен, без ненаситеност (т.е. двойни връзки) между двете главни вериги, свързани със съседни атоми в основната верига. Веригите са подредени в индивидуални "S" конфигурации (вижте изображението), което придава на естествения каучук неговата еластичност в широк температурен диапазон от под точката на замръзване до около 170 °C (340 °F).
производство
Силиконовият каучук е направен от неорганични или синтетични полимери, докато естественият каучук идва от латекс на определени растения. Химически силиконовият каучук е различен от естествения каучук поради наличието на метилови групи в силиконовите вериги, докато естественият каучук има само винилови групи във веригите си. Мястото на втвърдяване на силиконовия каучук също е различно от това на естествения каучук. Местата на втвърдяване са места по полимерния скелет, където може да се осъществи кръстосано свързване. В силиконовите каучуци технологията използва хидролизируеми силани като места за втвърдяване, докато в технологията на естествените каучуци се използват серни атоми като място за втвърдяване.
Силиконовият каучук е неорганичен еластомер, съставен от силиций и кислород. Известен е още като полисилоксан. За разлика от естествения каучук, силиконовият каучук няма двойни връзки в своите полимерни вериги. Това го прави по-малко податлив на окисление и разграждане от топлина и слънчева светлина. Силиконовият каучук също има по-висока точка на топене от естествения каучук, което го прави по-подходящ за високотемпературни приложения.
Естественият каучук е органичен еластомер, съставен от изопренови единици. Той има двойни връзки в своите полимерни вериги, които го правят податлив на окисление и разграждане от топлина и слънчева светлина. Естественият каучук също има по-ниска точка на топене от силиконовия каучук, което го прави по-малко подходящ за приложения при високи температури.
Състав: от какво се състои всяка от тези гуми?
Състав от силиконова гума
Силиконовият каучук е съставен от полимери със Si-O-Si гръбнак. В допълнение към тези полимери, силиконовият каучук също съдържа добавки като пълнители, пигменти и втвърдители. Съставът на силиконовия каучук може да бъде персонализиран за постигане на специфични свойства.
По-голямата част от търговските силиконови гуми са вулканизирани, което означава, че са били третирани с химикали или топлина, за да се подобрят физическите им свойства. Вулканизацията придава на силиконовия каучук устойчивост на високи температури и го прави по-издръжлив като цяло.
Състав от естествен каучук
Естественият каучук е съставен от полимери с изопренови гръбнаци. Тези полимери се намират в сока на определени дървета, най-вече в дървото Hevea brasiliensis. Тяхната молекулна структура е верига от въглеродни атоми, с няколко водородни атома, прикрепени към веригите. Тези водородни атоми правят естествения каучук еластичен. Същият процес (хидрогениране) се използва за производството на синтетичен каучук.
Свойства: какви физични свойства притежават?
Има няколко ключови свойства, които отличават силиконовия каучук от естествения каучук. Единият е неговата издръжливост; силиконовият каучук може да издържи на екстремни температури, UV светлина и излагане на озон, без да се разпадне, докато естественият каучук ще се разгради с времето при тези условия. Освен това, силиконовият каучук е много по-устойчив на химикали от естествения каучук, което го прави предпочитан избор за приложения, където може да влезе в контакт с тежки химикали или разтворители. И накрая, силиконовият каучук има много по-ниска плътност от естествения каучук, което означава, че е по-лек и по-гъвкав. Тези свойства правят силиконовия каучук идеалният материал за много индустриални и потребителски приложения.
Силиконовият каучук е еластомер, съставен от силикон - самият той полимер - съдържащ силиций заедно с въглерод, водород и кислород. Силиконовата гума има редица предимства, които я правят идеална за използване в много различни приложения.
Той е изключително устойчив на топлина, което означава, че може да издържи на високи температури, без да се разгражда. Това го прави идеален за използване в приложения, където има риск от топлинно увреждане, като например в силикон автомобилни уплътнения и уплътнители.
Силиконовата гума също има отлична устойчивост на ниски температури. Това го прави идеален за използване в приложения, където има риск от повреда от студ, като например в контейнери за съхранение на храна.
Силиконовата гума също е много издръжлива. Той не се разгражда с времето, както прави естественият каучук, което означава, че има много по-дълъг живот. Това го прави идеален за използване в приложения, където дългосрочната надеждност е важна, като например в медицински устройства.
Естественият каучук е еластомер, който се извлича от млечнобялата течност, наречена латекс, която се произвежда от много растения. Той показва добри механични свойства като еластичност, устойчивост на абразия и якост на опън, както и отлична водоустойчивост и електрически изолационни свойства.
Въздействие върху околната среда: какъв отпечатък имат?
Двата основни вида каучук са силикон и естествен каучук. И двамата имат различен отпечатък върху околната среда.
Естественият каучук се прави от сока на определени дървета и е възобновяем ресурс. Лесно се разгражда в околната среда и не отделя вредни токсини. Производството на естествен каучук наистина изисква големи количества земя, което може да има отрицателно въздействие върху екосистемите.
Силиконовата гума е направена от синтетични материали и не е възобновяем ресурс. Не се разгражда лесно в околната среда и може да отдели вредни токсини. Производството на силиконов каучук не изисква големи количества земя, но синтетичните материали, от които е направен, могат да бъдат вредни за околната среда.
Цена: колко струват?
Цената винаги е важен фактор, който трябва да имате предвид при избора на материал за вашия проект. И така, колко струват силиконът и естественият каучук?
Силиконовата гума обикновено е по-скъпа от естествената гума. Това е така, защото силиконовият каучук има по-добра топлоустойчивост и химическа устойчивост от естествения каучук. В допълнение, силиконовият каучук може да издържа на по-високи температури от естествения каучук, което го прави предпочитан избор за много приложения.
Естественият каучук, от друга страна, е по-евтин от силиконовия каучук. Това е така, защото естественият каучук не е толкова устойчив на топлина и химикали, колкото силиконовия каучук. Естественият каучук обаче може да се използва в по-широк диапазон от приложения от силиконовия каучук поради по-ниската си цена.
Заключение: коя гума е по-добра като цяло?
Както силиконовият каучук, така и естественият каучук имат своите плюсове и минуси. Наистина зависи от вашите специфични нужди кой ще работи по-добре за вас. Ако имате нужда от материал, който може да издържи на високи температури, тогава силиконовата гума е правилният начин. Ако имате нужда от материал, който е по-еластичен и има по-висока якост на опън, тогава естественият каучук е по-добрият избор. В крайна сметка най-добрата гума за вашите нужди зависи от това кои качества са най-важни за вас.
