Obstajata dve vrsti gume: naravna in sintetična. Naravni kavčuk prihaja iz lateksa, mlečnega soka tropskih rastlin. Sintetični kavčuk je narejen iz naftnih derivatov in ne prihaja iz rastlin.
Uvod: kaj sta silikon in naravni kavčuk ter katere so ključne razlike?
Naravni kavčuk, pridobljen iz lateksa drevesa Hevea brasiliensis, je bil glavni vir kavčuka, odkar so ga odkrili evro-ameriški raziskovalci v Južni Ameriki v 16. stoletju. Brazilija je bila glavni dobavitelj do leta 1860, ko so druge države (zlasti Malezija in Indonezija) začele množično proizvodnjo kavčukovca. Trenutno je naravni kavčuk še vedno pomembno blago z ocenjeno svetovno proizvodnjo okoli 14 milijonov ton leta 2009. Sintetični kavčuk je bil razvit v zgodnjih 1900-ih z različnim uspehom in šele v drugi svetovni vojni so ga začeli množično proizvajati, da bi nadomestili naravnega kavčuka v številnih aplikacijah. Najuspešnejši sintetični kavčuk je poli(cis-1,4-izopren) ali poliizopren (IR), ki ima fizikalne in kemične lastnosti zelo podobne lastnostim naravnega kavčuka.
Zgodovina
Prva uporaba kavčuka je bila v domorodnih kulturah Srednje Amerike. Najzgodnejši arheološki dokazi o uporabi naravnega kavčuka segajo v olmeško kulturo, slučajno v obliki žog. Gumo so uporabljale kulture Majev in Aztekov – poleg izdelave žog so Azteki gumo uporabljali za izdelavo mask, sandalov in drugih predmetov. Odbojne lastnosti gume so bile ključnega pomena za mezoameriške igre z žogo, kot je ulama, ki jo je igralo kar 2,000 ljudi. Do leta 1700 pr. n. št. so Olmeki prešli iz izdelovanja gumijastih predmetov v uporabo kot fiktivnega medija za slikanje slik.
Naravni kavčuk je elastomer, ki se pridobiva iz lateksa. Ta polimer je nenavaden v tem, da je v celoti (z redkimi izjemami) sestavljen iz cis-1,4-poliizoprena, brez nenasičenosti (to je dvojnih vezi) med dvema glavnima verigama, vezanima na sosednja atoma v glavni verigi. Verige so razporejene v posamezni konfiguraciji "S" (glej sliko), kar daje naravnemu kavčuku njegovo elastičnost v širokem temperaturnem območju od pod lediščem do približno 170 °C (340 °F).
proizvodnja
Silikonska guma je izdelana iz anorganskih ali sintetičnih polimerov, medtem ko naravna guma prihaja iz lateksov nekaterih rastlin. Kemično se silikonski kavčuk razlikuje od naravnega kavčuka zaradi prisotnosti metilnih skupin v silikonskih verigah, medtem ko ima naravni kavčuk v svojih verigah samo vinilne skupine. Tudi mesto strjevanja silikonske gume je drugačno od naravne gume. Mesta strjevanja so mesta vzdolž hrbtenice polimera, kjer lahko pride do navzkrižnega povezovanja. Pri silikonskih gumah tehnologija uporablja hidrolizirajoče silane kot mesta strjevanja, medtem ko tehnologija naravnega kavčuka uporablja atome žvepla kot mesta strjevanja.
Silikonska guma je anorganski elastomer, sestavljen iz silicija in kisika. Znan je tudi kot polisiloksan. Silikonska guma za razliko od naravnega kavčuka nima dvojnih vezi v polimernih verigah. Zaradi tega je manj dovzeten za oksidacijo in razgradnjo zaradi toplote in sončne svetlobe. Silikonska guma ima tudi višje tališče kot naravna guma, zaradi česar je primernejša za aplikacije pri visokih temperaturah.
Naravni kavčuk je organski elastomer, sestavljen iz izoprenskih enot. V polimernih verigah ima dvojne vezi, zaradi česar je dovzeten za oksidacijo in razgradnjo zaradi toplote in sončne svetlobe. Naravni kavčuk ima tudi nižje tališče kot silikonski kavčuk, zaradi česar je manj primeren za uporabo pri visokih temperaturah.
Sestava: iz česa je sestavljena vsaka od teh gum?
Sestava silikonske gume
Silikonska guma je sestavljena iz polimerov s hrbtenico Si-O-Si. Silikonska guma poleg teh polimerov vsebuje tudi dodatke, kot so polnila, pigmenti in kurativi. Sestavo silikonske gume je mogoče prilagoditi za doseganje določenih lastnosti.
Večina komercialnih silikonskih gum je vulkaniziranih, kar pomeni, da so bile obdelane s kemikalijami ali toploto za izboljšanje njihovih fizikalnih lastnosti. Vulkanizacija daje silikonski gumi odpornost na visoke temperature in jo na splošno naredi bolj vzdržljivo.
Sestava naravnega kavčuka
Naravni kavčuk je sestavljen iz polimerov z izoprenskim ogrodjem. Ti polimeri se nahajajo v soku nekaterih dreves, predvsem v drevesu Hevea brasiliensis. Njihova molekularna struktura je veriga ogljikovih atomov, na katere je pritrjenih več vodikovih atomov. Ti atomi vodika naredijo naravno gumo elastično. Enak postopek (hidrogeniranje) se uporablja za izdelavo sintetičnega kavčuka.
Lastnosti: kakšne fizikalne lastnosti imajo?
Obstaja več ključnih lastnosti, po katerih se silikonska guma razlikuje od naravne gume. Ena je njegova vzdržljivost; silikonska guma lahko prenese ekstremne temperature, UV svetlobo in izpostavljenost ozonu, ne da bi se pokvarila, medtem ko se naravna guma pod temi pogoji sčasoma razgradi. Poleg tega je silikonska guma veliko bolj odporna na kemikalije kot naravna guma, zaradi česar je najboljša izbira za aplikacije, kjer lahko pride v stik z ostrimi kemikalijami ali topili. Končno ima silikonska guma veliko nižjo gostoto kot naravna guma, kar pomeni, da je lažja in bolj prožna. Zaradi teh lastnosti je silikonska guma idealen material za številne industrijske in potrošniške aplikacije.
Silikonska guma je elastomer, sestavljen iz silikona, ki je sam polimer, ki vsebuje silicij skupaj z ogljikom, vodikom in kisikom. Silikonska guma ima številne prednosti, zaradi katerih je idealna za uporabo v številnih različnih aplikacijah.
Je izjemno odporen na vročino, kar pomeni, da lahko prenese visoke temperature brez degradacije. Zaradi tega je kot nalašč za uporabo v aplikacijah, kjer obstaja nevarnost toplotnih poškodb, na primer v silikon avtomobilska tesnila in tesnila.
Silikonska guma ima tudi odlično odpornost na nizke temperature. Zaradi tega je idealen za uporabo v aplikacijah, kjer obstaja nevarnost poškodb zaradi mraza, na primer v posodah za shranjevanje hrane.
Silikonska guma je tudi zelo trpežna. Sčasoma se ne razgradi kot naravni kavčuk, kar pomeni, da ima veliko daljšo življenjsko dobo. Zaradi tega je popoln za uporabo v aplikacijah, kjer je pomembna dolgoročna zanesljivost, na primer v medicinskih napravah.
Naravni kavčuk je elastomer, pridobljen iz mlečno bele tekočine, imenovane lateks, ki jo proizvajajo številne rastline. Ima dobre mehanske lastnosti, kot so elastičnost, odpornost proti obrabi in natezno trdnost ter odlično vodoodpornost in električne izolacijske lastnosti.
Vpliv na okolje: kakšen odtis imajo?
Dve glavni vrsti gume sta silikon in naravni kavčuk. Oba imata različne okoljske odtise.
Naravni kavčuk je narejen iz soka nekaterih dreves in je obnovljiv vir. V okolju zlahka razpade in ne sprošča škodljivih toksinov. Za proizvodnjo naravnega kavčuka so potrebne velike količine zemlje, kar lahko negativno vpliva na ekosisteme.
Silikonska guma je izdelana iz sintetičnih materialov in ni obnovljiv vir. V okolju se ne razgradi zlahka in lahko sprošča škodljive toksine. Proizvodnja silikonskega kavčuka ne zahteva velike količine zemlje, vendar so sintetični materiali, iz katerih je izdelan, lahko škodljivi za okolje.
Cena: koliko stanejo?
Cena je vedno pomemben dejavnik, ki ga je treba upoštevati pri izbiri materiala za vaš projekt. Torej, koliko stanejo silikon in naravni kavčuk?
Silikonska guma je običajno dražja od naravne gume. To je zato, ker ima silikonska guma boljšo toplotno in kemično odpornost kot naravna guma. Poleg tega lahko silikonska guma prenese višje temperature kot naravna guma, zaradi česar je najprimernejša izbira za številne aplikacije.
Po drugi strani pa je naravni kavčuk cenejši od silikonskega kavčuka. To je zato, ker naravna guma ni tako odporna na vročino in kemikalije kot silikonska guma. Vendar pa se naravna guma lahko uporablja v širšem obsegu uporabe kot silikonska guma zaradi nižje cene.
Zaključek: katera guma je na splošno boljša?
Tako silikonska kot naravna guma imata svoje prednosti in slabosti. Res je odvisno od vaših specifičnih potreb, katera bo za vas boljša. Če potrebujete material, ki lahko prenese visoke temperature, potem je silikonska guma prava izbira. Če potrebujete material, ki je bolj elastičen in ima večjo natezno trdnost, potem je naravna guma boljša izbira. Navsezadnje je najboljša guma za vaše potrebe odvisna od tega, kateri atributi so za vas najpomembnejši.
