Postoje dvije vrste gume: prirodna i sintetička. Prirodna guma dolazi od lateksa, mliječnog soka koji se nalazi u tropskim biljkama. Sintetička guma se proizvodi od naftnih derivata i ne dolazi iz biljaka.
Uvod: šta su silikon i prirodna guma i koje su ključne razlike?
Prirodna guma, koja potiče od lateksa drveta Hevea brasiliensis, glavni je izvor gume od njenog otkrića od strane evroameričkih istraživača u Južnoj Americi u 16. veku. Brazil je bio glavni dobavljač sve do 1860-ih kada su druge zemlje (posebno Malezija i Indonezija) započele masovnu proizvodnju kaučukovca. Trenutno je prirodna guma i dalje važna roba sa procijenjenom globalnom proizvodnjom od oko 14 miliona tona u 2009. Sintetički kaučuk razvijen je početkom 1900-ih s promjenjivim uspjehom i tek u Drugom svjetskom ratu je masovno proizveden kako bi zamijenio prirodna guma u mnogim primenama. Najuspješnija sintetička guma je poli(cis-1,4-izopren) ili poliizopren (IR), koja ima fizička i kemijska svojstva vrlo slična prirodnoj gumi.
istorija
Prva upotreba gume bila je u autohtonim kulturama Mesoamerike. Najraniji arheološki dokazi o upotrebi prirodnog kaučuka datiraju iz kulture Olmeka, slučajno u obliku kuglica. Gumu su koristile kulture Maja i Asteka – osim za pravljenje lopti, Asteci su gumu koristili za pravljenje maski, sandala i drugih predmeta. Svojstva odskakanja gume bila su od vitalnog značaja za mezoameričke igre loptom kao što je ulama, koju je igralo čak 2,000 ljudi. Do 1700. godine prije nove ere Olmeci su prešli sa pravljenja gumenih predmeta na korištenje kao fiktivnog medija za slikanje slika.
Prirodna guma je elastomer koji se dobija od lateksa. Ovaj polimer je neobičan po tome što je u potpunosti sastavljen (sa rijetkim izuzecima) od cis-1,4-poliizoprena, bez nezasićenosti (tj. dvostrukih veza) između dva glavna lanca vezana za susjedne atome u glavnom lancu. Lanci su raspoređeni u pojedinačne “S” konfiguracije (vidi sliku), što prirodnoj gumi daje elastičnost u širokom temperaturnom rasponu od ispod tačke smrzavanja do oko 170 °C (340 °F).
proizvodnja
Silikonska guma je napravljena od neorganskih ili sintetičkih polimera, dok prirodna guma dolazi od lateksa određenih biljaka. Hemijski, silikonska guma se razlikuje od prirodne gume zbog prisustva metilnih grupa u silikonskim lancima, dok prirodna guma ima samo vinilne grupe u svojim lancima. Mjesto očvršćavanja silikonske gume je također drugačije od prirodnog kaučuka. Mesta izlečenja su mesta duž kičme polimera gde može da dođe do unakrsnog povezivanja. U silikonskim gumama, thecnology koristi hidrolizabilne silane kao mjesta stvrdnjavanja, dok tehnologija prirodnih guma koristi atome sumpora kao mjesto očvršćavanja.
Silikonska guma je neorganski elastomer sastavljen od silicijuma i kiseonika. Poznat je i kao polisiloksan. Za razliku od prirodne gume, silikonska guma nema dvostruke veze u svojim polimernim lancima. To ga čini manje osjetljivim na oksidaciju i razgradnju pod utjecajem topline i sunčeve svjetlosti. Silikonska guma takođe ima višu tačku topljenja od prirodne gume, što je čini pogodnijom za aplikacije na visokim temperaturama.
Prirodna guma je organski elastomer sastavljen od izoprenskih jedinica. Ima dvostruke veze u svojim polimernim lancima, koje ga čine podložnim oksidaciji i razgradnji pod utjecajem topline i sunčeve svjetlosti. Prirodna guma također ima nižu tačku topljenja od silikonske gume, što je čini manje pogodnom za primjenu na visokim temperaturama.
Sastav: od čega se sastoji svaka od ovih guma?
Sastav silikonske gume
Silikonska guma se sastoji od polimera sa Si-O-Si okosnicama. Osim ovih polimera, silikonska guma sadrži i aditive kao što su punila, pigmenti i kurative. Sastav silikonske gume može se prilagoditi kako bi se postigla specifična svojstva.
Većina komercijalnih silikonskih guma je vulkanizirana, što znači da su tretirane kemikalijama ili toplinom kako bi se poboljšala njihova fizička svojstva. Vulkanizacija daje silikonskoj gumi otpornost na visoke temperature i čini je općenito izdržljivijom.
Sastav prirodne gume
Prirodna guma se sastoji od polimera sa izoprenskim okosnicama. Ovi polimeri se nalaze u soku određenih stabala, posebno u stablu Hevea brasiliensis. Njihova molekularna struktura je lanac atoma ugljika, s nekoliko atoma vodika vezanih za lance. Ovi atomi vodika čine prirodnu gumu elastičnom. Isti proces (hidrogenacija) koristi se za proizvodnju sintetičkih guma.
Svojstva: koja fizička svojstva imaju?
Postoji nekoliko ključnih svojstava koja razlikuju silikonsku gumu od prirodne gume. Jedna je njegova izdržljivost; silikonska guma može izdržati ekstremne temperature, UV svjetlo i izlaganje ozonu bez kvarenja, dok će se prirodna guma vremenom degradirati pod ovim uvjetima. Osim toga, silikonska guma je mnogo otpornija na kemikalije od prirodne gume, što je čini poželjnim izborom za primjene gdje može doći u kontakt sa jakim hemikalijama ili rastvaračima. Konačno, silikonska guma ima mnogo manju gustinu od prirodne gume, što znači da je lakša i fleksibilnija. Ova svojstva čine silikonsku gumu idealnim materijalom za mnoge industrijske i potrošačke primjene.
Silikonska guma je elastomer sastavljen od silikona – koji je sam polimer – koji sadrži silicijum zajedno sa ugljenikom, vodonikom i kiseonikom. Silikonska guma ima niz prednosti koje je čine idealnom za upotrebu u raznim aplikacijama.
Izuzetno je otporan na toplotu, što znači da može izdržati visoke temperature bez degradacije. To ga čini savršenim za upotrebu u aplikacijama gdje postoji rizik od oštećenja toplinom, kao što je u silikon automobilske zaptivke i zaptivne mase.
Silikonska guma takođe ima odličnu otpornost na niske temperature. To ga čini idealnim za upotrebu u aplikacijama gdje postoji rizik od oštećenja hladnoćom, kao što su kontejneri za skladištenje hrane.
Silikonska guma je takođe veoma izdržljiva. Ne degradira se tokom vremena kao prirodna guma, što znači da ima mnogo duži vijek trajanja. To ga čini savršenim za upotrebu u aplikacijama gdje je važna dugoročna pouzdanost, kao što su medicinski uređaji.
Prirodna guma je elastomer koji se ekstrahuje iz mlečnobele tečnosti zvane lateks koju proizvode brojne biljke. Pokazuje dobra mehanička svojstva kao što su elastičnost, otpornost na habanje i vlačna čvrstoća, kao i odličnu otpornost na vodu i električnu izolaciju.
Uticaj na životnu sredinu: kakav otisak imaju?
Dvije glavne vrste gume su silikon i prirodna guma. Oboje imaju različite ekološke otiske.
Prirodna guma se proizvodi od soka određenih stabala i obnovljiv je resurs. Lako se razgrađuje u okolini i ne oslobađa štetne toksine. Za proizvodnju prirodnog kaučuka su potrebne velike količine zemljišta, što može imati negativan uticaj na ekosisteme.
Silikonska guma je napravljena od sintetičkih materijala i nije obnovljiv resurs. Ne razgrađuje se lako u okolini i može osloboditi štetne toksine. Proizvodnja silikonske gume ne zahtijeva velike količine zemlje, ali sintetički materijali od kojih je napravljena mogu biti štetni po okoliš.
Trošak: koliko koštaju?
Cijena je uvijek važan faktor koji treba uzeti u obzir pri odabiru materijala za vaš projekat. Dakle, koliko koštaju silikon i prirodna guma?
Silikonska guma je obično skuplja od prirodne gume. To je zato što silikonska guma ima bolju otpornost na toplinu i kemijsku otpornost od prirodne gume. Osim toga, silikonska guma može izdržati više temperature od prirodne gume, što je čini poželjnim izborom za mnoge primjene.
Prirodna guma je, s druge strane, jeftinija od silikonske gume. To je zato što prirodna guma nije toliko otporna na toplotu i hemikalije kao silikonska guma. Međutim, prirodna guma se može koristiti u širem rasponu primjena od silikonske gume zbog niže cijene.
Zaključak: koja je guma generalno bolja?
I silikonska i prirodna guma imaju svoje prednosti i nedostatke. Zaista ovisi o vašim specifičnim potrebama koji će vam bolje odgovarati. Ako vam je potreban materijal koji može izdržati visoke temperature, onda je silikonska guma pravi izbor. Ako vam je potreban materijal koji je elastičniji i ima veću vlačnu čvrstoću, onda je prirodna guma bolji izbor. Na kraju krajeva, najbolja guma za vaše potrebe ovisi o tome koji su vam atributi najvažniji.
