Postoje dvije vrste gume: prirodna i sintetička. Prirodni kaučuk dolazi od lateksa, mliječnog soka koji se nalazi u tropskim biljkama. Sintetička guma se proizvodi od naftnih derivata i ne dolazi iz biljaka.
Uvod: što su silikon i prirodna guma i koje su ključne razlike?
Prirodni kaučuk, koji dolazi od lateksa stabla Hevea brasiliensis, glavni je izvor kaučuka otkako su ga otkrili euroamerički istraživači u Južnoj Americi u 16. stoljeću. Brazil je bio glavni dobavljač sve do 1860-ih kada su druge zemlje (osobito Malezija i Indonezija) započele masovnu proizvodnju kaučukovca. Trenutačno je prirodna guma još uvijek važna roba s procijenjenom globalnom proizvodnjom od oko 14 milijuna tona u 2009. Sintetička guma razvijena je početkom 1900-ih s različitim uspjehom i tek u Drugom svjetskom ratu počela je masovna proizvodnja kako bi zamijenila prirodne gume u mnogim primjenama. Najuspješniji sintetski kaučuk je poli(cis-1,4-izopren), ili poliizopren (IR), koji ima fizikalna i kemijska svojstva vrlo slična onima prirodnog kaučuka.
Povijest
Prva upotreba gume bila je u autohtonim kulturama Srednje Amerike. Najraniji arheološki dokazi o korištenju prirodnog kaučuka datiraju iz kulture Olmeka, slučajno u obliku lopti. Gumu su koristile kulture Maja i Asteka – osim za izradu lopti, Asteci su koristili gumu za izradu maski, sandala i drugih predmeta. Odskočna svojstva gume bila su vitalna za srednjoameričke igre s loptom kao što je ulama, koju je igralo čak 2,000 ljudi. Do 1700. godine prije Krista Olmeci su prešli s izrade predmeta od gume na korištenje kao fiktivnog medija za slikanje slika.
Prirodna guma je elastomer koji se dobiva iz lateksa. Ovaj je polimer neobičan po tome što se u potpunosti (uz rijetke iznimke) sastoji od cis-1,4-poliizoprena, bez nezasićenosti (to jest 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 njezinu elastičnost u širokom temperaturnom rasponu od ispod točke smrzavanja do oko 170 °C (340 °F).
Proizvodnja
Silikonska guma je napravljena od anorganskih ili sintetičkih polimera, dok prirodna guma dolazi od lateksa određenih biljaka. Kemijski se silikonska guma razlikuje od prirodne gume zbog prisutnosti metilnih skupina u silikonskim lancima, dok prirodna guma ima samo vinilne skupine u svojim lancima. Mjesto otvrdnjavanja silikonske gume također je drugačije od prirodnog kaučuka. Mjesta otvrdnjavanja su mjesta duž polimerne okosnice gdje se može dogoditi unakrsno povezivanje. U silikonskim gumama tehnologija koristi hidrolizabilne silane kao mjesta otvrdnjavanja, dok tehnologija prirodnih guma koristi atome sumpora kao mjesta otvrdnjavanja.
Silikonska guma je anorganski elastomer sastavljen od silicija i kisika. Također je poznat 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 toplinom i sunčevom svjetlošću. Silikonska guma također ima višu točku taljenja od prirodne gume, što je čini prikladnijom za primjene na visokim temperaturama.
Prirodna guma je organski elastomer sastavljen od izoprenskih jedinica. Ima dvostruke veze u svojim polimernim lancima, što ga čini osjetljivim na oksidaciju i razgradnju toplinom i sunčevom svjetlošću. Prirodna guma također ima nižu točku taljenja od silikonske gume, što je čini manje prikladnom za primjenu na visokim temperaturama.
Sastav: od čega se sastoji svaka od ovih gumica?
Sastav silikonske gume
Silikonska guma sastoji se od polimera sa Si-O-Si okosnicama. Osim ovih polimera, silikonska guma također sadrži aditive kao što su punila, pigmenti i ljekovita sredstva. Sastav silikonske gume može se prilagoditi za postizanje specifičnih svojstava.
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 sastoji se od polimera s izoprenskom okosnicom. Ti se polimeri nalaze u soku određenih stabala, ponajviše stabla Hevea brasiliensis. Njihova molekularna struktura je lanac atoma ugljika, s nekoliko atoma vodika vezanih za lance. Ovi atomi vodika čine prirodnu gumu elastičnom. Isti postupak (hidrogeniranje) koristi se za izradu sintetičkih guma.
Svojstva: koja fizička svojstva imaju?
Postoji nekoliko ključnih svojstava koja razlikuju silikonsku gumu od prirodne gume. Jedan je njegova trajnost; silikonska guma može izdržati ekstremne temperature, UV svjetlo i izlaganje ozonu bez kvara, dok će se prirodna guma s vremenom razgraditi pod tim uvjetima. Osim toga, silikonska guma mnogo je otpornija na kemikalije od prirodne gume, što je čini preferiranim izborom za primjene u kojima može doći u kontakt s jakim kemikalijama ili otapalima. Konačno, silikonska guma ima mnogo nižu gustoću 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 i sam polimer - koji sadrži silicij zajedno s ugljikom, vodikom i kisikom. Silikonska guma ima brojne prednosti koje je čine idealnom za upotrebu u mnogim različitim primjenama.
Izuzetno je otporan na toplinu, što znači da može izdržati visoke temperature bez degradacije. To ga čini savršenim za upotrebu u primjenama gdje postoji rizik od toplinskog oštećenja, kao što je u silikon automobilske brtve i brtvila.
Silikonska guma također ima izvrsnu otpornost na niske temperature. To ga čini idealnim za upotrebu u primjenama gdje postoji rizik od oštećenja hladnoćom, kao što su posude za skladištenje hrane.
Silikonska guma je također vrlo izdržljiva. Ne razgrađuje se tijekom vremena kao prirodna guma, što znači da ima mnogo dulji vijek trajanja. To ga čini savršenim za upotrebu u aplikacijama gdje je važna dugoročna pouzdanost, kao što su medicinski uređaji.
Prirodni kaučuk je elastomer koji se dobiva iz mliječno bijele tekućine zvane lateks koju proizvode brojne biljke. Pokazuje dobra mehanička svojstva kao što su elastičnost, otpornost na habanje i vlačnu čvrstoću, kao i izvrsnu vodootpornost i svojstva električne izolacije.
Utjecaj na okoliš: kakav otisak imaju?
Dvije glavne vrste gume su silikon i prirodna guma. Oboje imaju različite utjecaje na okoliš.
Prirodna guma se proizvodi od soka određenih stabala i obnovljiv je izvor. Lako se razgrađuje u okolišu i ne otpušta štetne toksine. Proizvodnja prirodnog kaučuka zahtijeva velike količine zemlje, što može imati negativan utjecaj na ekosustave.
Silikonska guma izrađena je od sintetičkih materijala i nije obnovljiv izvor. Ne razgrađuje se lako u okolišu i može otpustiti štetne toksine. Proizvodnja silikonske gume ne zahtijeva velike količine zemlje, ali sintetički materijali od kojih se proizvodi mogu biti štetni za okoliš.
Cijena: koliko koštaju?
Trošak je uvijek važan faktor koji treba uzeti u obzir pri odabiru materijala za vaš projekt. Dakle, koliko koštaju silikon i prirodna guma?
Silikonska guma je obično skuplja od prirodne gume. To je zato što silikonska guma ima bolju toplinsku i kemijsku otpornost od prirodne gume. Osim toga, silikonska guma može izdržati više temperature od prirodne gume, što je čini preferiranim izborom za mnoge primjene.
Prirodna guma, s druge strane, jeftinija je od silikonske gume. To je zato što prirodna guma nije tako otporna na toplinu i kemikalije kao silikonska guma. Međutim, prirodna guma može se koristiti u širem rasponu primjena od silikonske gume zbog svoje niže cijene.
Zaključak: koja je guma općenito bolja?
I silikonska guma i prirodna guma imaju svoje prednosti i nedostatke. Zaista ovisi o vašim specifičnim potrebama koji će vam bolje odgovarati. Ako trebate 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. U konačnici, najbolja guma za vaše potrebe ovisi o tome koji su vam atributi najvažniji.
