Ir divu veidu gumija: dabīgā un sintētiskā. Dabīgais kaučuks nāk no lateksa, piena sulas, kas atrodama tropu augos. Sintētiskā kaučuka ir izgatavota no naftas produktiem un nav iegūta no augiem.
Ievads: kas ir silikons un dabīgais kaučuks, un kādas ir galvenās atšķirības?
Dabīgais kaučuks, kas iegūts no Hevea brasiliensis koka lateksa, ir bijis galvenais kaučuka avots, kopš to atklāja eiroamerikāņu pētnieki Dienvidamerikā 16. gadsimtā. Brazīlija bija galvenais piegādātājs līdz 1860. gadiem, kad citas valstis (jo īpaši Malaizija un Indonēzija) sāka gumijas koku masveida ražošanu. Patlaban dabiskais kaučuks joprojām ir svarīga prece, un 14. gadā lēsts, ka pasaulē saražoja aptuveni 2009 miljonus tonnu. Sintētiskās gumijas tika izstrādātas 1900. gadu sākumā ar mainīgiem panākumiem, un tikai Otrajā pasaules karā tās tika ražotas masveidā, lai aizstātu tās. dabīgā kaučuka daudzos lietojumos. Visveiksmīgākais sintētiskais kaučuks ir poli(cis-1,4-izoprēns) vai poliizoprēns (IR), kura fizikālās un ķīmiskās īpašības ir ļoti līdzīgas dabiskā kaučuka īpašībām.
vēsture
Pirmo reizi gumiju izmantoja Mezoamerikas vietējās kultūras. Agrākie arheoloģiskie pierādījumi par dabiskā kaučuka izmantošanu datēti ar olmeku kultūru, starp citu, bumbiņu veidā. Gumiju izmantoja maiju un acteku kultūras – acteki izmantoja gumiju ne tikai bumbiņu izgatavošanai, bet arī masku, sandales un citu priekšmetu izgatavošanai. Gumijas atlēciena īpašības bija ļoti svarīgas Mezoamerikas bumbu spēlēs, piemēram, ulamā, kurā spēlēja pat 2,000 cilvēku. Līdz 1700. gadam p.m.ē. olmeki bija pārgājuši no gumijas priekšmetu izgatavošanas uz to izmantošanu kā fiktīvu līdzekli attēlu gleznošanai.
Dabīgais kaučuks ir elastomērs, ko iegūst no lateksa. Šis polimērs ir neparasts, jo tas pilnībā (ar retiem izņēmumiem) sastāv no cis-1,4-poliizoprēna, bez nepiesātinājuma (tas ir, dubultsaites) starp divām galvenajām ķēdēm, kas saistītas ar blakus esošajiem galvenās ķēdes atomiem. Ķēdes ir sakārtotas atsevišķās “S” konfigurācijās (skatīt attēlu), kas nodrošina dabīgā kaučuka elastību plašā temperatūras diapazonā no zem sasalšanas punkta līdz aptuveni 170 °C (340 °F).
ražošana
Silikona gumija ir izgatavota no neorganiskiem vai sintētiskiem polimēriem, savukārt dabiskā kaučuka nāk no noteiktu augu lateksiem. Ķīmiski silikona gumija atšķiras no dabiskā kaučuka, jo silikona ķēdēs ir metilgrupas, savukārt dabiskā kaučuka ķēdēs ir tikai vinila grupas. Arī silikona gumijas sacietēšanas vieta atšķiras no dabiskā kaučuka. Sacietēšanas vietas ir vietas gar polimēra mugurkaulu, kur var notikt šķērssaistīšana. Silikona gumijas tehnoloģijā kā sacietēšanas vietas tiek izmantoti hidrolizējami silāni, savukārt dabiskajās kaučukās tehnoloģija izmanto sēra atomus kā sacietēšanas vietu.
Silikona gumija ir neorganisks elastomērs, kas sastāv no silīcija un skābekļa. To sauc arī par polisiloksānu. Atšķirībā no dabiskā kaučuka, silikona gumijas polimēru ķēdēs nav dubultsaišu. Tas padara to mazāk uzņēmīgu pret oksidāciju un noārdīšanos karstuma un saules gaismas ietekmē. Silikona gumijai ir arī augstāks kušanas punkts nekā dabiskajai gumijai, tāpēc tā ir piemērotāka augstas temperatūras lietojumprogrammas.
Dabīgais kaučuks ir organisks elastomērs, kas sastāv no izoprēna vienībām. Tā polimēru ķēdēs ir dubultās saites, kas padara to jutīgu pret oksidāciju un noārdīšanos karstuma un saules gaismas ietekmē. Dabiskajam kaučukam ir arī zemāks kušanas punkts nekā silikona gumijai, tāpēc tas ir mazāk piemērots lietošanai augstā temperatūrā.
Sastāvs: no kā sastāv katra no šīm gumijām?
Silikona gumijas sastāvs
Silikona gumija sastāv no polimēriem ar Si-O-Si mugurkaulu. Papildus šiem polimēriem silikona gumija satur arī tādas piedevas kā pildvielas, pigmentus un ārstnieciskās vielas. Silikona gumijas sastāvu var pielāgot, lai sasniegtu īpašas īpašības.
Lielākā daļa komerciālo silikona gumiju ir vulkanizētas, kas nozīmē, ka tās ir apstrādātas ar ķīmiskām vielām vai siltumu, lai uzlabotu to fizikālās īpašības. Vulkanizācija nodrošina silikona gumijas izturību pret augstām temperatūrām un padara to kopumā izturīgāku.
Dabiskā kaučuka sastāvs
Dabīgais kaučuks ir izgatavots no polimēriem ar izoprēna mugurkaulu. Šie polimēri ir atrodami noteiktu koku sulā, jo īpaši Hevea brasiliensis kokā. Viņu molekulārā struktūra ir oglekļa atomu ķēde, un ķēdēm ir pievienoti vairāki ūdeņraža atomi. Šie ūdeņraža atomi padara dabisko kaučuku elastīgu. To pašu procesu (hidrogenēšanu) izmanto sintētisko gumiju izgatavošanai.
Īpašības: kādas fizikālās īpašības tām piemīt?
Ir vairākas galvenās īpašības, kas atšķir silikona gumiju no dabiskā kaučuka. Viens no tiem ir tā izturība; Silikona gumija var izturēt ārkārtējas temperatūras, UV gaismu un ozona iedarbību, nesadaloties, savukārt dabiskā kaučuka šajos apstākļos laika gaitā noārdīsies. Turklāt silikona gumija ir daudz izturīgāka pret ķimikālijām nekā dabiskā kaučuka, padarot to par vēlamo izvēli lietojumiem, kur tā var nonākt saskarē ar skarbām ķīmiskām vielām vai šķīdinātājiem. Visbeidzot, silikona gumijai ir daudz mazāks blīvums nekā dabiskajai gumijai, kas nozīmē, ka tā ir vieglāka un elastīgāka. Šīs īpašības padara silikona gumiju par ideālu materiālu daudzām rūpnieciskām un patērētāju vajadzībām.
Silikona gumija ir elastomērs, kas sastāv no silikona — polimēra —, kas satur silīciju kopā ar oglekli, ūdeņradi un skābekli. Silikona gumijai ir vairākas priekšrocības, kas padara to ideāli piemērotu lietošanai daudzos dažādos lietojumos.
Tas ir ārkārtīgi karstumizturīgs, kas nozīmē, ka tas var izturēt augstu temperatūru, nesabojājoties. Tas padara to lieliski piemērotu lietošanai vietās, kur pastāv siltuma bojājumu risks, piemēram, iekšā silikons automobiļu blīves un hermētiķi.
Silikona gumijai ir arī lieliska izturība pret aukstumu. Tas padara to ideāli piemērotu lietošanai vietās, kur pastāv aukstuma bojājumu risks, piemēram, pārtikas uzglabāšanas traukos.
Silikona gumija ir arī ļoti izturīga. Tas laika gaitā nesabojājas tāpat kā dabīgais kaučuks, kas nozīmē, ka tam ir daudz ilgāks kalpošanas laiks. Tas padara to lieliski piemērotu lietošanai lietojumprogrammās, kur svarīga ir ilgtermiņa uzticamība, piemēram, medicīnas ierīcēs.
Dabīgais kaučuks ir elastomērs, ko iegūst no piena baltā šķidruma, ko sauc par lateksu un ko ražo daudzi augi. Tam ir labas mehāniskās īpašības, piemēram, elastība, nodilumizturība un stiepes izturība, kā arī lieliskas ūdensizturības un elektriskās izolācijas īpašības.
Ietekme uz vidi: kāda ir to pēda?
Divi galvenie gumijas veidi ir silikons un dabīgā kaučuka. Viņiem abiem ir dažādas ietekmes uz vidi.
Dabiskais kaučuks ir izgatavots no noteiktu koku sulas, un tas ir atjaunojams resurss. Tas viegli sadalās vidē un neizdala kaitīgus toksīnus. Dabiskā kaučuka ražošanai ir vajadzīgs liels zemes daudzums, kas var negatīvi ietekmēt ekosistēmas.
Silikona gumija ir izgatavota no sintētiskiem materiāliem un nav atjaunojams resurss. Tas viegli nesadalās vidē un var izdalīt kaitīgus toksīnus. Silikona gumijas ražošanai nav nepieciešams liels zemes daudzums, taču sintētiskie materiāli, no kuriem tā izgatavota, var būt kaitīgi videi.
Izmaksas: cik tās maksā?
Izmaksas vienmēr ir svarīgs faktors, kas jāņem vērā, izvēloties materiālu savam projektam. Tātad, cik maksā silikons un dabiskā kaučuka?
Silikona gumija parasti ir dārgāka nekā dabiskā kaučuka. Tas ir tāpēc, ka silikona gumijai ir labāka karstumizturība un ķīmiskā izturība nekā dabiskajai gumijai. Turklāt silikona gumija var izturēt augstāku temperatūru nekā dabīgā gumija, padarot to par vēlamo izvēli daudziem lietojumiem.
No otras puses, dabiskā kaučuka ir lētāka nekā silikona gumija. Tas ir tāpēc, ka dabiskā kaučuka nav tik izturīga pret karstumu un ķīmiskām vielām kā silikona gumija. Tomēr dabisko kaučuku var izmantot plašākā pielietojuma klāstā nekā silikona gumiju tās zemāko izmaksu dēļ.
Secinājums: kura gumija kopumā ir labāka?
Gan silikona gumijai, gan dabiskajai gumijai ir savi plusi un mīnusi. Tas tiešām ir atkarīgs no jūsu īpašajām vajadzībām, kurš no tiem jums noderēs labāk. Ja jums ir nepieciešams materiāls, kas iztur augstu temperatūru, tad silikona gumija ir pareizais veids. Ja jums ir nepieciešams materiāls, kas ir elastīgāks un ar lielāku stiepes izturību, dabiskā kaučuka ir labāka izvēle. Galu galā labākā gumija jūsu vajadzībām ir atkarīga no tā, kādi atribūti jums ir vissvarīgākie.
