ישנם שני סוגים של גומי: טבעי וסינטטי. גומי טבעי מגיע מלטקס, מוהל חלבי המצוי בצמחים טרופיים. גומי סינטטי עשוי ממוצרי נפט ואינו מגיע מצמחים.
הקדמה: מהם סיליקון וגומי טבעי, ומהם ההבדלים העיקריים?
גומי טבעי, המגיע מלטקס של עץ Hevea brasiliensis, היה המקור העיקרי לגומי מאז גילויו על ידי חוקרים אירו-אמריקאים בדרום אמריקה במאה ה-16. ברזיל הייתה הספקית העיקרית עד שנות ה-1860, כאשר מדינות אחרות (בעיקר מלזיה ואינדונזיה) החלו בייצור המוני של עצי גומי. נכון לעכשיו, גומי טבעי הוא עדיין מצרך חשוב עם ייצור עולמי מוערך של כ-14 מיליון טון בשנת 2009. גומי סינתטיים פותחו בתחילת שנות ה-1900 בהצלחה משתנה ורק במלחמת העולם השנייה הם יוצרו בייצור המוני כדי להחליף גומי טבעי ביישומים רבים. הגומי הסינטטי המוצלח ביותר הוא פולי(ציס-1,4-איזופרן), או פוליאיזופרן (IR), בעל תכונות פיזיקליות וכימיות דומות מאוד לאלו של גומי טבעי.
הִיסטוֹרִיָה
השימוש הראשון בגומי היה על ידי התרבויות הילידיות של מסו-אמריקה. העדויות הארכיאולוגיות הקדומות ביותר לשימוש בגומי טבעי מתוארכות לתרבות האולמקית, אגב בצורת כדורים. הגומי שימש את תרבויות המאיה והאצטקים - בנוסף לייצור כדורים, האצטקים השתמשו בגומי לייצור מסכות, סנדלים וחפצים אחרים. תכונות ההקפצה של הגומי היו חיוניות למשחקי כדור מסו-אמריקאיים כגון ulama, ששיחקו על ידי עד 2,000 אנשים. עד שנת 1700 לפני הספירה עברו האולמקים מייצור חפצי גומי לשימוש בו כמדיום פיקטיבי לציור תמונות.
גומי טבעי הוא אלסטומר המתקבל מלטקס. פולימר זה יוצא דופן בכך שהוא מורכב כולו (למעט חריגים נדירים) מ-cis-1,4-polyisoprene, ללא חוסר רוויה (כלומר, קשרים כפולים) בין שתי השרשראות העיקריות הקשורות לאטומים סמוכים בשרשרת הראשית. השרשראות מסודרות בתצורות "S" בודדות (ראה תמונה), מה שמעניק לגומי הטבעי את הגמישות שלו בטווח טמפרטורות רחב, החל מתחת לנקודת הקיפאון ועד כ-170 מעלות צלזיוס (340 מעלות צלזיוס).
הפקה
גומי סיליקון עשוי מפולימרים אנאורגניים, או סינתטיים, ואילו גומי טבעי מגיע מלטקסים של צמחים מסוימים. מבחינה כימית, גומי סיליקון שונה מגומי טבעי בשל נוכחותן של קבוצות מתיל בשרשראות סיליקון ואילו לגומי טבעי יש רק קבוצות ויניל בשרשראות שלהם. גם אתר הריפוי של גומי סיליקון שונה מזה של גומי טבעי. אתרי ריפוי הם מקומות לאורך עמוד השדרה הפולימריים שבהם יכול להתרחש קישור צולב. בגומי סיליקון, thecnology משתמשת בסילנים הניתנים להידרוליזה כאתרי ריפוי, בעוד שבגומיות טבעיות הטכנולוגיה משתמשת באטומי גופרית כמקום הריפוי.
גומי סיליקון הוא אלסטומר אנאורגני המורכב מסיליקון וחמצן. זה ידוע גם בשם polysiloxane. בניגוד לגומי טבעי, לגומי סיליקון אין קשרים כפולים בשרשראות הפולימר שלו. זה הופך אותו פחות רגיש לחמצון ופירוק על ידי חום ואור שמש. לגומי סיליקון יש גם נקודת התכה גבוהה יותר מגומי טבעי, מה שהופך אותו למתאים יותר יישומים בטמפרטורה גבוהה.
גומי טבעי הוא אלסטומר אורגני המורכב מיחידות איזופרן. יש לו קשרים כפולים בשרשראות הפולימר שלו, מה שהופך אותו לרגיש לחמצון ופירוק על ידי חום ואור שמש. לגומי טבעי יש גם נקודת התכה נמוכה יותר מגומי סיליקון, מה שהופך אותו לפחות מתאים ליישומים בטמפרטורה גבוהה.
הרכב: ממה מורכבת כל אחת מהגומיות הללו?
הרכב גומי סיליקון
גומי סיליקון מורכב מפולימרים עם עמודי שדרה של Si-O-Si. בנוסף לפולימרים אלו, גומי סיליקון מכיל גם תוספים כגון חומרי מילוי, פיגמנטים וחומרי מרפא. ניתן להתאים את הרכב גומי הסיליקון להשגת תכונות ספציפיות.
רוב גומיות הסיליקון המסחריות הן מגופרות, כלומר הן טופלו בכימיקלים או בחום כדי לשפר את התכונות הפיזיקליות שלהן. הגפור נותן לגומי סיליקון את עמידותו לטמפרטורות גבוהות והופך אותו לעמיד יותר באופן כללי.
הרכב של גומי טבעי
גומי טבעי מורכב מפולימרים עם עמודי שדרה של איזופרן. פולימרים אלו נמצאים במוהל של עצים מסוימים, בעיקר עץ Hevea brasiliensis. המבנה המולקולרי שלהם הוא שרשרת של אטומי פחמן, עם כמה אטומי מימן מחוברים לשרשראות. אטומי מימן אלו הם מה שהופך את הגומי הטבעי לגמיש. אותו תהליך (הידרוגנציה) משמש לייצור גומיות סינתטיות.
מאפיינים: אילו תכונות פיזיקליות יש להם?
ישנם מספר מאפיינים מרכזיים המבדילים בין גומי סיליקון לגומי טבעי. האחד הוא העמידות שלו; גומי סיליקון יכול לעמוד בטמפרטורות קיצוניות, אור UV וחשיפה לאוזון מבלי להתפרק, בעוד שגומי טבעי יתכלה לאורך זמן בתנאים אלו. בנוסף, גומי סיליקון עמיד הרבה יותר בפני כימיקלים מאשר גומי טבעי, מה שהופך אותו לבחירה המועדפת עבור יישומים שבהם הוא עלול לבוא במגע עם כימיקלים קשים או ממיסים. לבסוף, לגומי סיליקון יש צפיפות נמוכה בהרבה מגומי טבעי, כלומר קל יותר במשקל וגמיש יותר. תכונות אלו הופכות את גומי הסיליקון לחומר האידיאלי עבור יישומים תעשייתיים וצרכניים רבים.
גומי סיליקון הוא אלסטומר המורכב מסיליקון - בעצמו פולימר - המכיל סיליקון יחד עם פחמן, מימן וחמצן. לגומי סיליקון יש מספר יתרונות שהופכים אותו לאידיאלי לשימוש ביישומים רבים ושונים.
הוא עמיד במיוחד בחום, כלומר הוא יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות מבלי להתדרדר. זה הופך אותו למושלם לשימוש ביישומים שבהם קיים סיכון לנזקי חום, כגון ב סיליקון אטמים לרכב וחומרי איטום.
לגומי סיליקון יש גם עמידות מצוינת לטמפרטורות קרות. זה הופך אותו לאידיאלי לשימוש ביישומים שבהם קיים סיכון לנזקי קור, כגון במיכלי אחסון מזון.
גומי סיליקון הוא גם עמיד מאוד. הוא אינו מתכלה לאורך זמן כמו גומי טבעי, כלומר יש לו תוחלת חיים ארוכה בהרבה. זה הופך אותו למושלם לשימוש ביישומים שבהם חשובה אמינות ארוכת טווח, כגון במכשירים רפואיים.
גומי טבעי הוא אלסטומר המופק מהנוזל הלבן החלבי הנקרא לטקס המיוצר על ידי צמחים רבים. הוא מציג תכונות מכניות טובות כמו גמישות, עמידות בפני שחיקה וחוזק מתיחה, כמו גם עמידות מצוינת למים ובידוד חשמלי.
השפעה על הסביבה: איזו טביעת רגל יש להם?
שני סוגי הגומי העיקריים הם סיליקון וגומי טבעי. לשניהם טביעות רגליים סביבתיות שונות.
גומי טבעי עשוי ממוהל של עצים מסוימים, ומהווה משאב מתחדש. הוא מתפרק בקלות בסביבה ואינו משחרר רעלים מזיקים. ייצור גומי טבעי אכן דורש כמויות גדולות של קרקע, מה שעלול להשפיע לרעה על מערכות אקולוגיות.
גומי סיליקון עשוי מחומרים סינתטיים ואינו משאב מתחדש. הוא אינו מתפרק בקלות בסביבה ועלול לשחרר רעלים מזיקים. ייצור גומי סיליקון אינו דורש כמויות גדולות של קרקע, אך החומרים הסינתטיים מהם הוא עשוי עלולים להזיק לסביבה.
עלות: כמה הם עולים?
עלות היא תמיד גורם חשוב שיש לקחת בחשבון בעת בחירת חומר לפרויקט שלך. אז כמה עולים סיליקון וגומיות טבעיות?
גומי סיליקון הוא בדרך כלל יקר יותר מגומי טבעי. הסיבה לכך היא שלגומי סיליקון יש עמידות בחום ועמידות כימית טובה יותר מגומי טבעי. בנוסף, גומי סיליקון יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר מגומי טבעי, מה שהופך אותו לבחירה המועדפת עבור יישומים רבים.
גומי טבעי, לעומת זאת, הוא זול יותר מגומי סיליקון. הסיבה לכך היא שגומי טבעי אינו עמיד בפני חום וכימיקלים כמו גומי סיליקון. עם זאת, גומי טבעי יכול לשמש במגוון רחב יותר של יישומים מאשר גומי סיליקון בשל עלותו הנמוכה יותר.
מסקנה: איזה גומי עדיף בסך הכל?
גם לגומי סיליקון וגם לגומי טבעי יש יתרונות וחסרונות. זה באמת תלוי בצרכים הספציפיים שלך לגבי איזה מהם יעבוד טוב יותר עבורך. אם אתה צריך חומר שיכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות, אז גומי סיליקון הוא הדרך ללכת. אם אתה צריך חומר אלסטי יותר ובעל חוזק מתיחה גבוה יותר, אז גומי טבעי הוא הבחירה הטובה ביותר. בסופו של דבר, הגומי הטוב ביותר לצרכים שלך תלוי באילו תכונות הכי חשובות לך.
