Υπάρχουν δύο τύποι καουτσούκ: φυσικό και συνθετικό. Το φυσικό καουτσούκ προέρχεται από λάτεξ, έναν γαλακτώδη χυμό που βρίσκεται στα τροπικά φυτά. Το συνθετικό καουτσούκ είναι κατασκευασμένο από προϊόντα πετρελαίου και δεν προέρχεται από φυτά.
Εισαγωγή: τι είναι η σιλικόνη και το φυσικό καουτσούκ και ποιες είναι οι βασικές διαφορές;
Το φυσικό καουτσούκ, που προέρχεται από λατέξ του δέντρου Hevea brasiliensis, είναι η κύρια πηγή καουτσούκ από την ανακάλυψή του από Ευρωαμερικανούς εξερευνητές στη Νότια Αμερική τον 16ο αιώνα. Η Βραζιλία ήταν ο κύριος προμηθευτής μέχρι τη δεκαετία του 1860, όταν άλλες χώρες (κυρίως η Μαλαισία και η Ινδονησία) ξεκίνησαν τη μαζική παραγωγή καουτσούκ δέντρων. Επί του παρόντος, το φυσικό καουτσούκ εξακολουθεί να είναι ένα σημαντικό αγαθό με εκτιμώμενη παγκόσμια παραγωγή περίπου 14 εκατομμυρίων τόνων το 2009. Τα συνθετικά καουτσούκ αναπτύχθηκαν στις αρχές του 1900 με ποικίλη επιτυχία και μόλις τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο παρήχθησαν μαζικά για να αντικαταστήσουν φυσικό καουτσούκ σε πολλές εφαρμογές. Το πιο επιτυχημένο συνθετικό καουτσούκ είναι το πολυ(cis-1,4-ισοπρένιο) ή πολυισοπρένιο (IR), το οποίο έχει φυσικές και χημικές ιδιότητες πολύ παρόμοιες με αυτές του φυσικού καουτσούκ.
Ιστορικό
Η πρώτη χρήση του καουτσούκ έγινε από τους αυτόχθονες πολιτισμούς της Μεσοαμερικής. Τα παλαιότερα αρχαιολογικά στοιχεία της χρήσης φυσικού καουτσούκ χρονολογούνται από τον πολιτισμό των Ολμέκων, παρεμπιπτόντως με τη μορφή μπάλων. Το καουτσούκ χρησιμοποιήθηκε από τους πολιτισμούς των Μάγια και των Αζτέκων - εκτός από την κατασκευή μπάλες, οι Αζτέκοι χρησιμοποιούσαν καουτσούκ για να φτιάξουν μάσκες, σανδάλια και άλλα αντικείμενα. Οι ιδιότητες αναπήδησης του καουτσούκ ήταν ζωτικής σημασίας για τα παιχνίδια μεσοαμερικανικής μπάλας όπως το ulama, το οποίο έπαιζε έως και 2,000 άτομα. Μέχρι το 1700 π.Χ. οι Ολμέκοι είχαν μεταβεί από την κατασκευή αντικειμένων από καουτσούκ στη χρήση τους ως πλασματικό μέσο για τη ζωγραφική εικόνων.
Το φυσικό καουτσούκ είναι ένα ελαστομερές που λαμβάνεται από λατέξ. Αυτό το πολυμερές είναι ασυνήθιστο στο ότι αποτελείται εξ ολοκλήρου (με σπάνιες εξαιρέσεις) από cis-1,4-πολυισοπρένιο, χωρίς ακόρεστο (δηλαδή διπλούς δεσμούς) μεταξύ των δύο κύριων αλυσίδων που συνδέονται με γειτονικά άτομα στην κύρια αλυσίδα. Οι αλυσίδες είναι διατεταγμένες σε μεμονωμένες διαμορφώσεις "S" (δείτε την εικόνα), γεγονός που δίνει στο φυσικό καουτσούκ την ελαστικότητά του σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών από κάτω από το σημείο πήξης έως περίπου 170 °C (340 °F).
παραγωγή
Το καουτσούκ σιλικόνης είναι κατασκευασμένο από ανόργανα ή συνθετικά πολυμερή, ενώ το φυσικό καουτσούκ προέρχεται από λατέξ ορισμένων φυτών. Χημικά, το καουτσούκ σιλικόνης διαφέρει από το φυσικό καουτσούκ λόγω της παρουσίας μεθυλομάδων στις αλυσίδες σιλικόνης, ενώ το φυσικό καουτσούκ έχει μόνο ομάδες βινυλίου στις αλυσίδες τους. Η θέση σκλήρυνσης του καουτσούκ σιλικόνης είναι επίσης διαφορετική από αυτή του φυσικού καουτσούκ. Οι θέσεις σκλήρυνσης είναι θέσεις κατά μήκος της ραχοκοκαλιάς του πολυμερούς όπου μπορεί να πραγματοποιηθεί διασύνδεση. Στα λάστιχα σιλικόνης, η thecnology χρησιμοποιεί υδρολυόμενα σιλάνια ως θέσεις σκλήρυνσης, ενώ στα φυσικά καουτσούκ η τεχνολογία χρησιμοποιεί άτομα θείου ως θέση σκλήρυνσης.
Το καουτσούκ σιλικόνης είναι ένα ανόργανο ελαστομερές που αποτελείται από πυρίτιο και οξυγόνο. Είναι επίσης γνωστό ως πολυσιλοξάνη. Σε αντίθεση με το φυσικό καουτσούκ, το καουτσούκ σιλικόνης δεν έχει διπλούς δεσμούς στις πολυμερείς αλυσίδες του. Αυτό το καθιστά λιγότερο ευαίσθητο στην οξείδωση και την αποικοδόμηση από τη θερμότητα και το ηλιακό φως. Το καουτσούκ σιλικόνης έχει επίσης υψηλότερο σημείο τήξης από το φυσικό καουτσούκ, καθιστώντας το πιο κατάλληλο για εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες.
Το φυσικό καουτσούκ είναι ένα οργανικό ελαστομερές που αποτελείται από μονάδες ισοπρενίου. Έχει διπλούς δεσμούς στις πολυμερείς αλυσίδες του, που το καθιστούν ευαίσθητο στην οξείδωση και την αποικοδόμηση από τη θερμότητα και το ηλιακό φως. Το φυσικό καουτσούκ έχει επίσης χαμηλότερο σημείο τήξης από το καουτσούκ σιλικόνης, καθιστώντας το λιγότερο κατάλληλο για εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες.
Σύνθεση: από τι αποτελείται καθένα από αυτά τα λάστιχα;
Σύνθεση από καουτσούκ σιλικόνης
Το καουτσούκ σιλικόνης αποτελείται από πολυμερή με ραχοκοκαλιά Si-O-Si. Εκτός από αυτά τα πολυμερή, το καουτσούκ σιλικόνης περιέχει επίσης πρόσθετα όπως πληρωτικά, χρωστικές και θεραπευτικές ουσίες. Η σύνθεση του καουτσούκ σιλικόνης μπορεί να προσαρμοστεί για την επίτευξη συγκεκριμένων ιδιοτήτων.
Η πλειοψηφία των εμπορικών ελαστικών σιλικόνης είναι βουλκανισμένα, που σημαίνει ότι έχουν υποστεί επεξεργασία με χημικά ή θερμότητα για τη βελτίωση των φυσικών τους ιδιοτήτων. Ο βουλκανισμός δίνει στο καουτσούκ σιλικόνης την αντοχή του στις υψηλές θερμοκρασίες και το καθιστά πιο ανθεκτικό συνολικά.
Σύνθεση από Φυσικό Καουτσούκ
Το φυσικό καουτσούκ αποτελείται από πολυμερή με κορμούς ισοπρενίου. Αυτά τα πολυμερή βρίσκονται στο χυμό ορισμένων δέντρων, κυρίως του δέντρου Hevea brasiliensis. Η μοριακή τους δομή είναι μια αλυσίδα ατόμων άνθρακα, με πολλά άτομα υδρογόνου συνδεδεμένα στις αλυσίδες. Αυτά τα άτομα υδρογόνου είναι που κάνουν το φυσικό καουτσούκ ελαστικό. Η ίδια διαδικασία (υδρογόνωση) χρησιμοποιείται για την κατασκευή συνθετικών καουτσούκ.
Ιδιότητες: ποιες φυσικές ιδιότητες έχουν;
Υπάρχουν πολλές βασικές ιδιότητες που διακρίνουν το καουτσούκ σιλικόνης από το φυσικό καουτσούκ. Το ένα είναι η αντοχή του. Το καουτσούκ σιλικόνης μπορεί να αντέξει τις ακραίες θερμοκρασίες, την υπεριώδη ακτινοβολία και την έκθεση στο όζον χωρίς να διασπαστεί, ενώ το φυσικό καουτσούκ θα υποβαθμιστεί με την πάροδο του χρόνου υπό αυτές τις συνθήκες. Επιπλέον, το καουτσούκ σιλικόνης είναι πολύ πιο ανθεκτικό στις χημικές ουσίες από το φυσικό καουτσούκ, καθιστώντας το την προτιμώμενη επιλογή για εφαρμογές όπου μπορεί να έρθει σε επαφή με σκληρές χημικές ουσίες ή διαλύτες. Τέλος, το καουτσούκ σιλικόνης έχει πολύ μικρότερη πυκνότητα από το φυσικό καουτσούκ, που σημαίνει ότι είναι ελαφρύτερο σε βάρος και πιο εύκαμπτο. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν το καουτσούκ σιλικόνης το ιδανικό υλικό για πολλές βιομηχανικές και καταναλωτικές εφαρμογές.
Το καουτσούκ σιλικόνης είναι ένα ελαστομερές που αποτελείται από σιλικόνη - το ίδιο πολυμερές - που περιέχει πυρίτιο μαζί με άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο. Το καουτσούκ σιλικόνης έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα που το καθιστούν ιδανικό για χρήση σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές.
Είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη θερμότητα, που σημαίνει ότι μπορεί να αντέξει τις υψηλές θερμοκρασίες χωρίς να υποβαθμίζεται. Αυτό το καθιστά ιδανικό για χρήση σε εφαρμογές όπου υπάρχει κίνδυνος ζημιάς λόγω θερμότητας, όπως π.χ σιλικόνη φλάντζες αυτοκινήτου και στεγανωτικά.
Το καουτσούκ σιλικόνης έχει επίσης εξαιρετική αντοχή στις χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό το καθιστά ιδανικό για χρήση σε εφαρμογές όπου υπάρχει κίνδυνος ζημιάς από το κρύο, όπως σε δοχεία αποθήκευσης τροφίμων.
Το καουτσούκ σιλικόνης είναι επίσης πολύ ανθεκτικό. Δεν αλλοιώνεται με την πάροδο του χρόνου όπως το φυσικό καουτσούκ, που σημαίνει ότι έχει πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Αυτό το καθιστά ιδανικό για χρήση σε εφαρμογές όπου η μακροπρόθεσμη αξιοπιστία είναι σημαντική, όπως σε ιατρικές συσκευές.
Το φυσικό καουτσούκ είναι ένα ελαστομερές που εξάγεται από το γαλακτώδες λευκό υγρό που ονομάζεται λάτεξ και παράγεται από πολλά φυτά. Παρουσιάζει καλές μηχανικές ιδιότητες όπως ελαστικότητα, αντοχή στην τριβή και αντοχή σε εφελκυσμό καθώς και εξαιρετική αντοχή στο νερό και ηλεκτρική μόνωση.
Περιβαλλοντικές επιπτώσεις: τι είδους αποτύπωμα έχουν;
Οι δύο κύριοι τύποι καουτσούκ είναι η σιλικόνη και το φυσικό καουτσούκ. Και οι δύο έχουν διαφορετικά περιβαλλοντικά αποτυπώματα.
Το φυσικό καουτσούκ παράγεται από το χυμό ορισμένων δέντρων και είναι ένας ανανεώσιμος πόρος. Διασπάται εύκολα στο περιβάλλον και δεν απελευθερώνει βλαβερές τοξίνες. Η παραγωγή φυσικού καουτσούκ απαιτεί μεγάλες ποσότητες γης, κάτι που μπορεί να έχει αρνητικό αντίκτυπο στα οικοσυστήματα.
Το καουτσούκ σιλικόνης είναι κατασκευασμένο από συνθετικά υλικά και δεν είναι ανανεώσιμος πόρος. Δεν διασπάται εύκολα στο περιβάλλον και μπορεί να απελευθερώσει επιβλαβείς τοξίνες. Η παραγωγή του καουτσούκ σιλικόνης δεν απαιτεί μεγάλες ποσότητες γης, αλλά τα συνθετικά υλικά από τα οποία κατασκευάζεται μπορεί να είναι επιβλαβή για το περιβάλλον.
Κόστος: πόσο κοστίζουν;
Το κόστος είναι πάντα ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή ενός υλικού για το έργο σας. Λοιπόν, πόσο κοστίζουν η σιλικόνη και τα φυσικά λάστιχα;
Το καουτσούκ σιλικόνης είναι συνήθως πιο ακριβό από το φυσικό καουτσούκ. Αυτό συμβαίνει επειδή το καουτσούκ σιλικόνης έχει καλύτερη αντοχή στη θερμότητα και χημική αντοχή από το φυσικό καουτσούκ. Επιπλέον, το καουτσούκ σιλικόνης μπορεί να αντέξει υψηλότερες θερμοκρασίες από το φυσικό καουτσούκ, καθιστώντας το την προτιμώμενη επιλογή για πολλές εφαρμογές.
Το φυσικό καουτσούκ, από την άλλη πλευρά, είναι λιγότερο ακριβό από το καουτσούκ σιλικόνης. Αυτό συμβαίνει επειδή το φυσικό καουτσούκ δεν είναι τόσο ανθεκτικό στη θερμότητα και τις χημικές ουσίες όσο το καουτσούκ σιλικόνης. Ωστόσο, το φυσικό καουτσούκ μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ευρύτερο φάσμα εφαρμογών από το καουτσούκ σιλικόνης λόγω του χαμηλότερου κόστους του.
Συμπέρασμα: ποιο καουτσούκ είναι καλύτερο συνολικά;
Τόσο το καουτσούκ σιλικόνης όσο και το φυσικό καουτσούκ έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Εξαρτάται πραγματικά από τις συγκεκριμένες ανάγκες σας ως προς το ποια θα λειτουργήσει καλύτερα για εσάς. Εάν χρειάζεστε ένα υλικό που να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες, τότε το λάστιχο σιλικόνης είναι ο καλύτερος τρόπος. Εάν χρειάζεστε ένα υλικό που είναι πιο ελαστικό και έχει μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό, τότε το φυσικό καουτσούκ είναι η καλύτερη επιλογή. Τελικά, το καλύτερο καουτσούκ για τις ανάγκες σας εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά που είναι πιο σημαντικά για εσάς.
