Það eru tvær tegundir af gúmmíi: náttúrulegt og tilbúið. Náttúrulegt gúmmí kemur úr latexi, mjólkurkenndum safa sem finnst í suðrænum plöntum. Tilbúið gúmmí er gert úr jarðolíuvörum og kemur ekki frá plöntum.
Inngangur: hvað eru kísill og náttúrulegt gúmmí og hver er lykilmunurinn?
Náttúrulegt gúmmí, sem kemur úr latexi úr Hevea brasiliensis trénu, hefur verið aðaluppspretta gúmmísins frá því að evró-amerískir landkönnuðir fundu það í Suður-Ameríku á 16. öld. Brasilía var aðalbirgirinn fram á sjöunda áratuginn þegar önnur lönd (einkum Malasía og Indónesía) hófu fjöldaframleiðslu á gúmmítrjám. Í augnablikinu er náttúrulegt gúmmí enn mikilvæg verslunarvara með áætluð heimsframleiðsla upp á um 1860 milljónir tonna árið 14. Tilbúið gúmmí var þróað snemma á tíunda áratugnum með misjöfnum árangri og það var ekki fyrr en í seinni heimsstyrjöldinni sem það var fjöldaframleitt í staðinn fyrir náttúrulegt gúmmí í mörgum forritum. Farsælasta gervigúmmíið er pólý(cis-2009-ísópren) eða pólýísópren (IR), sem hefur eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika sem eru mjög svipaðir og náttúrulegt gúmmí.
Saga
Fyrsta notkun gúmmísins var af frumbyggjum í Mesóameríku. Elstu fornleifafræðilegar vísbendingar um notkun náttúrulegs gúmmí eru frá Olmec menningunni, tilviljun í formi bolta. Gúmmí var notað af Maya og Aztec menningu - auk þess að búa til kúlur notuðu Aztekar gúmmí til að búa til grímur, sandala og aðra hluti. Hoppeiginleikar gúmmísins voru mikilvægir í mesóamerískum boltaleikjum eins og ulama, sem var spilað af allt að 2,000 manns. Um 1700 f.Kr. höfðu Olmecarnir skipt frá því að búa til gúmmíhluti yfir í að nota það sem uppdiktað miðil til að mála myndir.
Náttúrulegt gúmmí er teygjanlegt efni sem er unnið úr latexi. Þessi fjölliða er óvenjuleg að því leyti að hún er algjörlega (með sjaldgæfum undantekningum) samsett úr cis-1,4-pólýísópreni, án ómettunar (það er tvítengi) á milli tveggja aðalkeðjanna sem eru tengd við aðliggjandi atóm í aðalkeðjunni. Keðjunum er raðað í einstakar „S“ stillingar (sjá mynd), sem gefur náttúrulegu gúmmíinu mýkt yfir breitt hitastig frá undir frostmarki upp í um 170 °C (340 °F).
Framleiðsla
Kísillgúmmí er gert úr ólífrænum, eða tilbúnum, fjölliðum en náttúrulegt gúmmí kemur úr latexum tiltekinna plantna. Efnafræðilega er kísillgúmmí frábrugðið náttúrulegu gúmmíi vegna nærveru metýlhópa í kísillkeðjum en náttúrulegt gúmmí hefur aðeins vínýlhópa í keðjum sínum. Lækningarstaður kísillgúmmí er líka öðruvísi en náttúrulegt gúmmí. Lækningarstaðir eru staðir meðfram fjölliða burðarásinni þar sem krosstenging getur átt sér stað. Í kísillgúmmíi notar thecnology vatnsrofanleg sílan sem læknastaði, en í náttúrulegum gúmmítækni notar brennisteinsatóm sem læknastað.
Kísillgúmmí er ólífræn elastómer sem samanstendur af sílikoni og súrefni. Það er einnig þekkt sem pólýsiloxan. Ólíkt náttúrulegu gúmmíi hefur kísillgúmmí ekki tvítengi í fjölliðakeðjum sínum. Þetta gerir það minna viðkvæmt fyrir oxun og niðurbroti vegna hita og sólarljóss. Kísillgúmmí hefur einnig hærra bræðslumark en náttúrulegt gúmmí, sem gerir það hentugra fyrir háhita forrit.
Náttúrulegt gúmmí er lífrænt teygjuefni sem samanstendur af ísópreneiningum. Það hefur tvítengi í fjölliðakeðjum sínum, sem gera það næmt fyrir oxun og niðurbroti vegna hita og sólarljóss. Náttúrulegt gúmmí hefur einnig lægra bræðslumark en kísillgúmmí, sem gerir það síður hentugt fyrir háhita notkun.
Samsetning: úr hverju samanstendur hvert af þessum gúmmíum?
Samsetning úr kísillgúmmíi
Kísillgúmmí er gert úr fjölliðum með Si-O-Si burðarás. Auk þessara fjölliða inniheldur kísillgúmmí einnig aukefni eins og fylliefni, litarefni og læknandi efni. Hægt er að aðlaga samsetningu kísillgúmmí til að ná tilteknum eiginleikum.
Meirihluti kísilgúmmíanna í atvinnuskyni er vúlkaniseruð, sem þýðir að þau hafa verið meðhöndluð með efnum eða hita til að bæta eðliseiginleika þeirra. Vulcanization gefur kísillgúmmí viðnám gegn háum hita og gerir það endingarbetra í heildina.
Samsetning úr náttúrulegu gúmmíi
Náttúrulegt gúmmí er gert úr fjölliðum með Isoprene burðarás. Þessar fjölliður finnast í safa ákveðinna trjáa, einkum Hevea brasiliensis trésins. Sameindabygging þeirra er keðja af kolefnisatómum, með nokkrum vetnisatómum tengdum keðjunum. Þessi vetnisatóm eru það sem gerir náttúrulegt gúmmí teygjanlegt. Sama ferli (vetnun) er notað til að búa til tilbúið gúmmí.
Eiginleikar: hvaða eðliseiginleika hafa þeir?
Það eru nokkrir lykileiginleikar sem aðgreina kísillgúmmí frá náttúrulegu gúmmíi. Einn er ending þess; kísillgúmmí þolir mikla hitastig, útsetningu fyrir útfjólubláu ljósi og ósoni án þess að brotna niður, en náttúrulegt gúmmí brotnar niður með tímanum við þessar aðstæður. Að auki er kísillgúmmí mun ónæmari fyrir kemískum efnum en náttúrulegt gúmmí, sem gerir það að ákjósanlegu vali fyrir forrit þar sem það getur komist í snertingu við sterk efni eða leysiefni. Að lokum hefur kísillgúmmí mun lægri þéttleika en náttúrulegt gúmmí, sem þýðir að það er léttara í þyngd og sveigjanlegra. Þessir eiginleikar gera kísillgúmmí að kjörnu efni fyrir mörg iðnaðar- og neytendanotkun.
Kísillgúmmí er teygjanlegt efni sem samanstendur af sílikoni - sjálft fjölliða - sem inniheldur sílikon ásamt kolefni, vetni og súrefni. Kísilgúmmí hefur ýmsa kosti sem gera það tilvalið til notkunar í mörgum mismunandi forritum.
Það er einstaklega hitaþolið, sem þýðir að það þolir háan hita án þess að skemma. Þetta gerir það fullkomið til notkunar í forritum þar sem hætta er á hitaskemmdum, eins og í kísill bílaþéttingar og þéttiefni.
Kísillgúmmí hefur einnig framúrskarandi viðnám gegn köldu hitastigi. Þetta gerir það tilvalið til notkunar í forritum þar sem hætta er á kuldaskemmdum, svo sem í matargeymsluílátum.
Kísilgúmmí er líka mjög endingargott. Það brotnar ekki niður með tímanum eins og náttúrulegt gúmmí gerir, sem þýðir að það hefur mun lengri líftíma. Þetta gerir það fullkomið til notkunar í forritum þar sem langtímaáreiðanleiki er mikilvægur, eins og í lækningatækjum.
Náttúrulegt gúmmí er teygjanlegt efni sem er unnið úr mjólkurhvítum vökvanum sem kallast latex sem er framleitt af fjölmörgum plöntum. Það sýnir góða vélræna eiginleika eins og mýkt, slitþol og togstyrk auk framúrskarandi vatnsþols og rafmagns einangrunareiginleika.
Umhverfisáhrif: hvers konar fótspor hafa þau?
Tvær aðalgerðir gúmmísins eru sílikon og náttúrulegt gúmmí. Þeir hafa báðir mismunandi umhverfisfótspor.
Náttúrulegt gúmmí er búið til úr safa tiltekinna trjáa og er endurnýjanleg auðlind. Það brotnar auðveldlega niður í umhverfinu og losar ekki skaðleg eiturefni. Framleiðsla á náttúrulegu gúmmíi krefst mikils lands sem getur haft neikvæð áhrif á vistkerfi.
Kísilgúmmí er gert úr gerviefnum og er ekki endurnýjanleg auðlind. Það brotnar ekki auðveldlega niður í umhverfinu og getur losað skaðleg eiturefni. Framleiðsla á kísillgúmmíi krefst ekki mikils landsvæðis, en gerviefnin sem hún er gerð úr geta verið skaðleg umhverfinu.
Kostnaður: hvað kosta þeir?
Kostnaður er alltaf mikilvægur þáttur sem þarf að hafa í huga þegar þú velur efni fyrir verkefnið þitt. Svo, hvað kostar sílikon og náttúrulegt gúmmí?
Kísillgúmmí er venjulega dýrara en náttúrulegt gúmmí. Þetta er vegna þess að kísillgúmmí hefur betri hitaþol og efnaþol en náttúrulegt gúmmí. Að auki þolir kísillgúmmí hærra hitastig en náttúrulegt gúmmí, sem gerir það að ákjósanlegu vali fyrir mörg forrit.
Náttúrulegt gúmmí er aftur á móti ódýrara en kísillgúmmí. Þetta er vegna þess að náttúrulegt gúmmí er ekki eins ónæmt fyrir hita og efnum og kísillgúmmí. Hins vegar er hægt að nota náttúrulegt gúmmí í fjölbreyttari notkun en kísillgúmmí vegna lægri kostnaðar.
Ályktun: hvaða gúmmí er betra í heildina?
Bæði kísillgúmmí og náttúrulegt gúmmí hafa sína kosti og galla. Það fer í raun eftir sérstökum þörfum þínum um hver þeirra mun virka betur fyrir þig. Ef þig vantar efni sem þolir háan hita, þá er kísillgúmmí leiðin til að fara. Ef þú þarft efni sem er teygjanlegra og hefur meiri togstyrk, þá er náttúrulegt gúmmí besti kosturinn. Að lokum fer besta gúmmíið fyrir þarfir þínar eftir því hvaða eiginleikar eru mikilvægastir fyrir þig.
