Existujú dva typy gumy: prírodná a syntetická. Prírodný kaučuk pochádza z latexu, mliečnej šťavy, ktorá sa nachádza v tropických rastlinách. Syntetický kaučuk sa vyrába z ropných produktov a nepochádza z rastlín.
Úvod: čo je silikón a prírodný kaučuk a aké sú hlavné rozdiely?
Prírodný kaučuk, pochádzajúci z latexu stromu Hevea brasiliensis, je hlavným zdrojom kaučuku od jeho objavenia euroamerickými prieskumníkmi v Južnej Amerike v 16. storočí. Brazília bola hlavným dodávateľom až do 1860. rokov 14. storočia, keď iné krajiny (najmä Malajzia a Indonézia) začali s hromadnou výrobou kaučukovníkov. V súčasnosti je prírodný kaučuk stále dôležitou komoditou s odhadovanou celosvetovou produkciou okolo 2009 miliónov ton v roku 1900. Syntetické kaučuky boli vyvinuté na začiatku 1,4. storočia s rôznym úspechom a až počas druhej svetovej vojny sa začali masovo vyrábať, aby nahradili prírodný kaučuk v mnohých aplikáciách. Najúspešnejším syntetickým kaučukom je poly(cis-XNUMX-izoprén) alebo polyizoprén (IR), ktorý má fyzikálne a chemické vlastnosti veľmi podobné vlastnostiam prírodného kaučuku.
História
Prvé použitie kaučuku bolo v domorodých kultúrach Mezoameriky. Najstaršie archeologické dôkazy o používaní prírodného kaučuku pochádzajú z kultúry Olmékov, mimochodom vo forme gúľ. Guma bola používaná v kultúrach Mayov a Aztékov – okrem výroby loptičiek Aztékovia používali gumu na výrobu masiek, sandálov a iných predmetov. Odrazové vlastnosti gumy boli životne dôležité pre mezoamerické loptové hry, ako je ulama, ktorú hralo až 2,000 1700 ľudí. Do roku XNUMX pred Kristom Olmékovia prešli od výroby gumených predmetov k ich používaniu ako fiktívneho média na maľovanie obrazov.
Prírodný kaučuk je elastomér, ktorý sa získava z latexu. Tento polymér je nezvyčajný v tom, že je úplne zložený (až na zriedkavé výnimky) z cis-1,4-polyizoprénu, bez nenasýtenia (t.j. dvojitých väzieb) medzi dvoma hlavnými reťazcami naviazanými na susedné atómy v hlavnom reťazci. Reťaze sú usporiadané do jednotlivých „S“ konfigurácií (pozri obrázok), čo dáva prírodnému kaučuku jeho elasticitu v širokom rozsahu teplôt od bodu mrazu až po cca 170 °C (340 °F).
Výroba
Silikónový kaučuk je vyrobený z anorganických alebo syntetických polymérov, zatiaľ čo prírodný kaučuk pochádza z latexov určitých rastlín. Chemicky sa silikónový kaučuk líši od prírodného kaučuku v dôsledku prítomnosti metylových skupín v silikónových reťazcoch, zatiaľ čo prírodný kaučuk má vo svojich reťazcoch iba vinylové skupiny. Miesto vytvrdzovania silikónového kaučuku je tiež odlišné od miesta vulkanizácie prírodného kaučuku. Miesta vytvrdzovania sú miesta pozdĺž hlavného reťazca polyméru, kde môže dôjsť k zosieťovaniu. V silikónových kaučukoch tecnológia používa hydrolyzovateľné silány ako miesta vulkanizácie, zatiaľ čo v technológii prírodných kaučukov sa ako miesto vulkanizácie používajú atómy síry.
Silikónový kaučuk je anorganický elastomér zložený z kremíka a kyslíka. Je tiež známy ako polysiloxán. Na rozdiel od prírodného kaučuku silikónový kaučuk nemá vo svojich polymérnych reťazcoch dvojité väzby. Vďaka tomu je menej náchylný na oxidáciu a degradáciu teplom a slnečným žiarením. Silikónový kaučuk má tiež vyššiu teplotu topenia ako prírodný kaučuk, vďaka čomu je vhodnejší pre vysokoteplotné aplikácie.
Prírodný kaučuk je organický elastomér zložený z izoprénových jednotiek. Vo svojich polymérnych reťazcoch má dvojité väzby, vďaka čomu je náchylný na oxidáciu a degradáciu teplom a slnečným žiarením. Prírodný kaučuk má tiež nižší bod topenia ako silikónový kaučuk, takže je menej vhodný pre aplikácie pri vysokých teplotách.
Zloženie: z čoho pozostáva každá z týchto gúm?
Zloženie silikónovej gumy
Silikónový kaučuk je vyrobený z polymérov s kostrou Si-O-Si. Okrem týchto polymérov obsahuje silikónový kaučuk aj prísady, ako sú plnivá, pigmenty a tvrdidlá. Zloženie silikónovej gumy môže byť prispôsobené na dosiahnutie špecifických vlastností.
Väčšina komerčných silikónových kaučukov je vulkanizovaná, čo znamená, že boli ošetrené chemikáliami alebo teplom, aby sa zlepšili ich fyzikálne vlastnosti. Vulkanizácia dodáva silikónovej gume odolnosť voči vysokým teplotám a celkovo ju robí odolnejšou.
Zloženie prírodného kaučuku
Prírodný kaučuk je vyrobený z polymérov s izoprénovou kostrou. Tieto polyméry sa nachádzajú v šťave niektorých stromov, najmä stromu Hevea brasiliensis. Ich molekulárna štruktúra je reťazec atómov uhlíka, pričom k reťazcom je pripojených niekoľko atómov vodíka. Tieto atómy vodíka sú to, čo robí prírodný kaučuk elastickým. Rovnaký proces (hydrogenácia) sa používa na výrobu syntetických kaučukov.
Vlastnosti: aké fyzikálne vlastnosti majú?
Existuje niekoľko kľúčových vlastností, ktoré odlišujú silikónový kaučuk od prírodného kaučuku. Jedným z nich je jeho trvanlivosť; silikónový kaučuk odoláva extrémnym teplotám, UV žiareniu a vystaveniu ozónu bez toho, aby sa pokazil, zatiaľ čo prírodný kaučuk sa za týchto podmienok časom degraduje. Okrem toho je silikónový kaučuk oveľa odolnejší voči chemikáliám ako prírodný kaučuk, čo z neho robí preferovanú voľbu pre aplikácie, kde môže prísť do kontaktu s drsnými chemikáliami alebo rozpúšťadlami. Napokon, silikónová guma má oveľa nižšiu hustotu ako prírodná guma, čo znamená, že je ľahšia a pružnejšia. Vďaka týmto vlastnostiam je silikónová guma ideálnym materiálom pre mnohé priemyselné a spotrebiteľské aplikácie.
Silikónová guma je elastomér zložený zo silikónu – samotného polyméru – obsahujúceho kremík spolu s uhlíkom, vodíkom a kyslíkom. Silikónová guma má množstvo výhod, vďaka ktorým je ideálna na použitie v mnohých rôznych aplikáciách.
Je extrémne tepelne odolný, čo znamená, že vydrží vysoké teploty bez degradácie. Vďaka tomu je ideálny na použitie v aplikáciách, kde existuje riziko poškodenia teplom, ako napr silikón automobilové tesnenia a tmely.
Silikónová guma má tiež vynikajúcu odolnosť voči nízkym teplotám. Vďaka tomu je ideálny na použitie v aplikáciách, kde existuje riziko poškodenia chladom, napríklad v nádobách na skladovanie potravín.
Silikónová guma je tiež veľmi odolná. Nedegraduje sa časom ako prírodný kaučuk, čo znamená, že má oveľa dlhšiu životnosť. Vďaka tomu je ideálny na použitie v aplikáciách, kde je dôležitá dlhodobá spoľahlivosť, ako napríklad v zdravotníckych zariadeniach.
Prírodný kaučuk je elastomér, ktorý sa získava z mliečnej bielej tekutiny nazývanej latex, ktorú produkujú mnohé rastliny. Vykazuje dobré mechanické vlastnosti, ako je elasticita, odolnosť proti oderu a pevnosť v ťahu, ako aj vynikajúcu odolnosť proti vode a elektrické izolačné vlastnosti.
Vplyv na životné prostredie: akú stopu majú?
Dva hlavné typy gumy sú silikón a prírodný kaučuk. Obaja majú rôzne environmentálne stopy.
Prírodný kaučuk sa vyrába z miazgy niektorých stromov a je obnoviteľným zdrojom. Ľahko sa rozkladá v prostredí a neuvoľňuje škodlivé toxíny. Výroba prírodného kaučuku si vyžaduje veľké množstvo pôdy, čo môže mať negatívny vplyv na ekosystémy.
Silikónová guma je vyrobená zo syntetických materiálov a nie je obnoviteľným zdrojom. V prostredí sa nerozkladá ľahko a môže uvoľňovať škodlivé toxíny. Výroba silikónového kaučuku nevyžaduje veľké množstvo pôdy, ale syntetické materiály, z ktorých je vyrobený, môžu byť škodlivé pre životné prostredie.
Cena: koľko stoja?
Cena je vždy dôležitým faktorom, ktorý treba zvážiť pri výbere materiálu pre váš projekt. Koľko teda stojí silikón a prírodný kaučuk?
Silikónový kaučuk je zvyčajne drahší ako prírodný kaučuk. Silikónový kaučuk má totiž lepšiu tepelnú a chemickú odolnosť ako prírodný kaučuk. Okrem toho silikónový kaučuk odoláva vyšším teplotám ako prírodný kaučuk, čo z neho robí preferovanú voľbu pre mnohé aplikácie.
Prírodný kaučuk je na druhej strane lacnejší ako silikónový kaučuk. Prírodný kaučuk totiž nie je tak odolný voči teplu a chemikáliám ako silikónový kaučuk. Prírodný kaučuk však môže byť použitý v širšom spektre aplikácií ako silikónový kaučuk kvôli jeho nižším nákladom.
Záver: ktorá guma je celkovo lepšia?
Silikónový kaučuk aj prírodný kaučuk majú svoje klady a zápory. Skutočne záleží na vašich konkrétnych potrebách, ktorý z nich bude pre vás fungovať lepšie. Ak potrebujete materiál, ktorý odolá vysokým teplotám, potom je silikónová guma tou správnou cestou. Ak potrebujete materiál, ktorý je pružnejší a má vyššiu pevnosť v ťahu, potom je lepšou voľbou prírodný kaučuk. V konečnom dôsledku najlepšia guma pre vaše potreby závisí od toho, aké vlastnosti sú pre vás najdôležitejšie.
