रबरचे दोन प्रकार आहेत: नैसर्गिक आणि कृत्रिम. नैसर्गिक रबर लेटेक्सपासून येते, उष्णकटिबंधीय वनस्पतींमध्ये आढळणारा दुधाचा रस. सिंथेटिक रबर हे पेट्रोलियम पदार्थांपासून बनवले जाते आणि ते वनस्पतींमधून येत नाही.
परिचय: सिलिकॉन आणि नैसर्गिक रबर काय आहेत आणि मुख्य फरक काय आहेत?
16व्या शतकात दक्षिण अमेरिकेतील युरो-अमेरिकन संशोधकांनी शोधून काढल्यापासून हेव्हिया ब्रासिलिएंसिसच्या झाडाच्या लेटेक्सपासून येणारे नैसर्गिक रबर हे रबराचे मुख्य स्त्रोत आहे. 1860 च्या दशकापर्यंत ब्राझील हा मुख्य पुरवठादार होता जेव्हा इतर देशांनी (विशेषत: मलेशिया आणि इंडोनेशिया) रबर वृक्षांचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन सुरू केले. सध्या, 14 मध्ये अंदाजे 2009 दशलक्ष टन जागतिक उत्पादनासह नैसर्गिक रबर अजूनही एक महत्त्वाची वस्तू आहे. कृत्रिम रबर 1900 च्या दशकाच्या सुरुवातीस वेगवेगळ्या यशाने विकसित केले गेले आणि दुसरे महायुद्ध होईपर्यंत त्यांचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन झाले नाही. अनेक अनुप्रयोगांमध्ये नैसर्गिक रबर. सर्वात यशस्वी सिंथेटिक रबर म्हणजे पॉली(cis-1,4-isoprene), किंवा polyisoprene (IR), ज्याचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म नैसर्गिक रबरसारखेच असतात.
इतिहास
रबराचा पहिला वापर मेसोअमेरिकेच्या स्थानिक संस्कृतींनी केला. ओल्मेक संस्कृतीत नैसर्गिक रबर तारखांचा वापर केल्याचा पुरातत्वशास्त्रीय पुरावा, प्रसंगोपात चेंडूच्या स्वरूपात. माया आणि अझ्टेक संस्कृतींनी रबराचा वापर केला - गोळे बनवण्याव्यतिरिक्त अझ्टेक मास्क, सँडल आणि इतर वस्तू बनवण्यासाठी रबर वापरत. उलामा सारख्या मेसोअमेरिकन बॉल गेम्ससाठी रबरचे बाउन्स गुणधर्म महत्त्वाचे होते, जे सुमारे 2,000 लोक खेळत होते. 1700 बीसीई पर्यंत ओल्मेक्सने रबरच्या वस्तू बनवण्यापासून ते चित्रे रंगविण्यासाठी एक काल्पनिक माध्यम म्हणून वापरण्याकडे संक्रमण केले.
नैसर्गिक रबर हे इलॅस्टोमर आहे जे लेटेक्सपासून मिळते. हा पॉलिमर असामान्य आहे कारण तो मुख्य साखळीतील समीप अणूंना जोडलेल्या दोन मुख्य साखळ्यांमधील असंतृप्तता (म्हणजेच दुहेरी बंध) नसताना (दुर्मिळ अपवादांसह) cis-1,4-polyisoprene चे बनलेले आहे. साखळ्या वैयक्तिक “S” कॉन्फिगरेशनमध्ये (प्रतिमा पहा), जे नैसर्गिक रबरला त्याची लवचिकता देते, अतिशीत बिंदूपासून ते सुमारे 170 °C (340 °F) पर्यंतच्या विस्तृत तापमान श्रेणीवर.
उत्पादन
सिलिकॉन रबर हे अजैविक किंवा सिंथेटिक पॉलिमरपासून बनलेले असते तर नैसर्गिक रबर विशिष्ट वनस्पतींच्या लेटेक्सपासून बनते. रासायनिकदृष्ट्या, सिलिकॉन साखळींमध्ये मिथाइल गटांच्या उपस्थितीमुळे सिलिकॉन रबर नैसर्गिक रबरपेक्षा वेगळे आहे तर नैसर्गिक रबरमध्ये त्यांच्या साखळ्यांमध्ये फक्त विनाइल गट असतात. सिलिकॉन रबरचे बरे करण्याचे ठिकाण देखील नैसर्गिक रबरापेक्षा वेगळे आहे. क्युअर साइट्स ही पॉलिमर बॅकबोनच्या बाजूची ठिकाणे आहेत जिथे क्रॉस-लिंकिंग होऊ शकते. सिलिकॉन रबर्समध्ये, थेक्नोलॉजी हायड्रोलायझेबल सिलेनचा उपचार साइट म्हणून वापर करते, तर नैसर्गिक रबर्समध्ये तंत्रज्ञान उपचार साइट म्हणून सल्फर अणूंचा वापर करते.
सिलिकॉन रबर हा सिलिकॉन आणि ऑक्सिजनचा बनलेला एक अजैविक इलास्टोमर आहे. याला पॉलिसिलॉक्सेन असेही म्हणतात. नैसर्गिक रबरच्या विपरीत, सिलिकॉन रबरला त्याच्या पॉलिमर चेनमध्ये दुहेरी बंध नसतात. यामुळे उष्णता आणि सूर्यप्रकाशामुळे ऑक्सिडेशन आणि ऱ्हास होण्याची शक्यता कमी होते. सिलिकॉन रबरमध्ये नैसर्गिक रबरापेक्षा जास्त वितळण्याचा बिंदू देखील असतो, ज्यामुळे ते अधिक योग्य बनते उच्च-तापमान अनुप्रयोग.
नैसर्गिक रबर हा एक सेंद्रिय इलास्टोमर आहे जो आयसोप्रीन युनिट्सने बनलेला असतो. त्याच्या पॉलिमर साखळ्यांमध्ये दुहेरी बंध आहेत, ज्यामुळे ते उष्णता आणि सूर्यप्रकाशाद्वारे ऑक्सिडेशन आणि ऱ्हासास संवेदनाक्षम बनवते. नैसर्गिक रबरमध्ये सिलिकॉन रबरपेक्षा कमी वितळण्याचा बिंदू देखील असतो, ज्यामुळे ते उच्च-तापमान अनुप्रयोगांसाठी कमी योग्य बनते.
रचना: या प्रत्येक रबरमध्ये काय असते?
सिलिकॉन रबरची रचना
सिलिकॉन रबर Si-O-Si बॅकबोन्ससह पॉलिमरपासून बनलेले आहे. या पॉलिमर व्यतिरिक्त, सिलिकॉन रबरमध्ये फिलर, पिगमेंट्स आणि क्यूरेटिव्ह्ज यांसारखे पदार्थ देखील असतात. सिलिकॉन रबरची रचना विशिष्ट गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी सानुकूलित केली जाऊ शकते.
बहुसंख्य व्यावसायिक सिलिकॉन रबर्स व्हल्कनाइज्ड असतात, म्हणजे त्यांचे भौतिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी रसायने किंवा उष्णतेने उपचार केले जातात. व्हल्कनाइझेशन सिलिकॉन रबरला उच्च तापमानाला प्रतिकार देते आणि एकूणच ते अधिक टिकाऊ बनवते.
नैसर्गिक रबरची रचना
नैसर्गिक रबर आयसोप्रीन बॅकबोन्ससह पॉलिमरपासून बनलेले असते. हे पॉलिमर विशिष्ट झाडांच्या रसामध्ये आढळतात, विशेषत: हेव्हिया ब्रासिलिएंसिस वृक्ष. त्यांची आण्विक रचना कार्बन अणूंची साखळी आहे, ज्यामध्ये अनेक हायड्रोजन अणू साखळ्यांना जोडलेले आहेत. हे हायड्रोजन अणू नैसर्गिक रबरला लवचिक बनवतात. हीच प्रक्रिया (हायड्रोजनेशन) सिंथेटिक रबर बनवण्यासाठी वापरली जाते.
गुणधर्म: त्यांच्याकडे कोणते भौतिक गुणधर्म आहेत?
नैसर्गिक रबरपासून सिलिकॉन रबर वेगळे करणारे अनेक प्रमुख गुणधर्म आहेत. एक म्हणजे त्याची टिकाऊपणा; सिलिकॉन रबर अत्यंत तापमान, अतिनील प्रकाश, आणि ओझोनच्या संपर्कात खंडित न होता सामना करू शकतो, तर नैसर्गिक रबर या परिस्थितीत कालांतराने खराब होईल. याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन रबर हे नैसर्गिक रबरापेक्षा रसायनांना जास्त प्रतिरोधक आहे, ज्यामुळे ते कठोर रसायने किंवा सॉल्व्हेंट्सच्या संपर्कात येऊ शकतील अशा अनुप्रयोगांसाठी ते पसंतीचे पर्याय बनते. शेवटी, सिलिकॉन रबरची घनता नैसर्गिक रबरपेक्षा खूपच कमी असते, याचा अर्थ ते वजनाने हलके आणि अधिक लवचिक असते. हे गुणधर्म सिलिकॉन रबरला अनेक औद्योगिक आणि ग्राहक अनुप्रयोगांसाठी आदर्श सामग्री बनवतात.
सिलिकॉन रबर हा सिलिकॉनपासून बनलेला एक इलॅस्टोमर आहे—स्वतः एक पॉलिमर—ज्यात कार्बन, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनसह सिलिकॉन असते. सिलिकॉन रबरचे अनेक फायदे आहेत जे ते विविध अनुप्रयोगांमध्ये वापरण्यासाठी आदर्श बनवतात.
हे अत्यंत उष्णता प्रतिरोधक आहे, याचा अर्थ ते अपमानित न होता उच्च तापमानाचा सामना करू शकते. हे अशा ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरण्यासाठी योग्य बनवते जेथे उष्णता नुकसान होण्याचा धोका असतो, जसे की इन सिलिकॉन ऑटोमोटिव्ह gaskets आणि सीलंट.
सिलिकॉन रबरमध्ये थंड तापमानासाठी उत्कृष्ट प्रतिकार देखील असतो. हे अशा ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरण्यासाठी आदर्श बनवते जेथे थंड नुकसान होण्याचा धोका असतो, जसे की अन्न साठवण कंटेनरमध्ये.
सिलिकॉन रबर देखील खूप टिकाऊ आहे. नैसर्गिक रबरप्रमाणे ते कालांतराने खराब होत नाही, म्हणजे त्याचे आयुष्य जास्त असते. हे वैद्यकीय उपकरणांसारख्या दीर्घकालीन विश्वासार्हता महत्त्वाची असलेल्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरण्यासाठी योग्य बनवते.
नैसर्गिक रबर हे इलॅस्टोमर आहे जे लेटेक्स नावाच्या दुधाळ पांढर्‍या द्रवातून काढले जाते जे असंख्य वनस्पतींद्वारे तयार केले जाते. हे उत्तम यांत्रिक गुणधर्म जसे की लवचिकता, घर्षण प्रतिकार आणि तन्य शक्ती तसेच उत्कृष्ट पाणी प्रतिरोध आणि विद्युत पृथक् गुणधर्म प्रदर्शित करते.
पर्यावरणीय प्रभाव: त्यांच्याकडे कोणत्या प्रकारचे पाऊलखुणा आहेत?
रबरचे दोन मुख्य प्रकार म्हणजे सिलिकॉन आणि नैसर्गिक रबर. त्या दोघांचे पर्यावरणीय पाऊल ठसे भिन्न आहेत.
नैसर्गिक रबर हे काही झाडांच्या रसापासून बनवले जाते आणि ते अक्षय स्त्रोत आहे. हे वातावरणात सहजपणे तुटते आणि हानिकारक विषारी पदार्थ सोडत नाही. नैसर्गिक रबराच्या उत्पादनासाठी मोठ्या प्रमाणात जमीन लागते, ज्याचा पर्यावरणावर नकारात्मक परिणाम होऊ शकतो.
सिलिकॉन रबर हे सिंथेटिक मटेरियलपासून बनवलेले आहे आणि ते अक्षय स्त्रोत नाही. ते वातावरणात सहजपणे विघटित होत नाही आणि हानिकारक विषारी पदार्थ सोडू शकते. सिलिकॉन रबरच्या उत्पादनासाठी मोठ्या प्रमाणात जमिनीची आवश्यकता नसते, परंतु ज्या कृत्रिम पदार्थांपासून ते तयार केले जाते ते पर्यावरणास हानिकारक असू शकते.
किंमत: त्यांची किंमत किती आहे?
तुमच्या प्रकल्पासाठी साहित्य निवडताना खर्च हा नेहमीच महत्त्वाचा घटक असतो. तर, सिलिकॉन आणि नैसर्गिक रबर्सची किंमत किती आहे?
सिलिकॉन रबर सामान्यत: नैसर्गिक रबरपेक्षा अधिक महाग असतो. याचे कारण असे की सिलिकॉन रबरमध्ये नैसर्गिक रबरपेक्षा जास्त उष्णता प्रतिरोधक आणि रासायनिक प्रतिरोधक क्षमता असते. याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन रबर नैसर्गिक रबरपेक्षा जास्त तापमानाचा सामना करू शकतो, ज्यामुळे ते अनेक अनुप्रयोगांसाठी पसंतीचे पर्याय बनते.
दुसरीकडे, नैसर्गिक रबर सिलिकॉन रबरपेक्षा कमी महाग आहे. याचे कारण असे की नैसर्गिक रबर हे सिलिकॉन रबराइतके उष्णता आणि रसायनांना प्रतिरोधक नसते. तथापि, कमी किमतीमुळे सिलिकॉन रबरपेक्षा नैसर्गिक रबरचा वापर मोठ्या प्रमाणावर अनुप्रयोगांमध्ये केला जाऊ शकतो.
निष्कर्ष: एकूण कोणते रबर चांगले आहे?
सिलिकॉन रबर आणि नैसर्गिक रबर या दोन्हींचे फायदे आणि तोटे आहेत. तुमच्यासाठी कोणते चांगले काम करेल हे तुमच्या विशिष्ट गरजांवर अवलंबून असते. जर तुम्हाला उच्च तापमानाला तोंड देऊ शकणारी सामग्री हवी असेल तर सिलिकॉन रबर हा मार्ग आहे. जर तुम्हाला अधिक लवचिक आणि उच्च तन्य शक्ती असलेली सामग्री हवी असेल तर नैसर्गिक रबर हा उत्तम पर्याय आहे. शेवटी, तुमच्या गरजांसाठी सर्वोत्तम रबर तुमच्यासाठी कोणते गुणधर्म सर्वात महत्त्वाचे आहेत यावर अवलंबून आहे.
