Існує два види гуми: натуральна і синтетична. Натуральний каучук отримують з латексу, молочного соку тропічних рослин. Синтетичний каучук виготовляється з нафтопродуктів, а не з рослин.
Вступ: що таке силікон і натуральний каучук і які ключові відмінності?
Натуральний каучук, отриманий з латексу дерева Hevea brasiliensis, був основним джерелом каучуку з моменту його відкриття євро-американськими дослідниками в Південній Америці в 16 столітті. Бразилія була основним постачальником до 1860-х років, коли інші країни (зокрема Малайзія та Індонезія) почали масове виробництво каучукового дерева. В даний час натуральний каучук все ще є важливим товаром з оцінками світового виробництва близько 14 мільйонів тонн у 2009 році. Синтетичні каучуки були розроблені на початку 1900-х років із змінним успіхом, і лише після Другої світової війни вони почали масово вироблятися на заміну натуральний каучук у багатьох сферах застосування. Найуспішнішим синтетичним каучуком є полі(цис-1,4-ізопрен), або поліізопрен (IR), який має фізичні та хімічні властивості, дуже подібні до натурального каучуку.
Історія
Вперше гуму використовували корінні культури Месоамерики. Найдавніші археологічні докази використання натурального каучуку датуються культурою Ольмеків, до речі, у формі кульок. Гуму використовували культури майя та ацтеків – окрім виготовлення м’ячів ацтеки використовували гуму для виготовлення масок, сандалій та інших предметів. Властивості каучуку під відскоком були життєво важливими для мезоамериканських ігор з м’ячем, таких як улама, в які грали до 2,000 людей. До 1700 року до нашої ери ольмеки перейшли від виготовлення гумових предметів до використання їх як фіктивного середовища для малювання картин.
Натуральний каучук - це еластомер, який отримують з латексу. Цей полімер незвичайний тим, що він повністю (за рідкісними винятками) складається з цис-1,4-поліізопрену, без ненасиченості (тобто подвійних зв’язків) між двома основними ланцюгами, зв’язаними з сусідніми атомами головного ланцюга. Ланцюги розташовані в індивідуальній конфігурації «S» (див. зображення), що надає натуральному каучуку його еластичності в широкому діапазоні температур від точки замерзання до приблизно 170 °C (340 °F).
Production
Силіконова гума виготовляється з неорганічних або синтетичних полімерів, тоді як натуральна гума походить з латексів певних рослин. Хімічно силіконовий каучук відрізняється від натурального каучуку наявністю метильних груп у силіконових ланцюгах, тоді як у натуральному каучуку є лише вінілові групи. Місце затвердіння силіконового каучуку також відрізняється від місця затвердіння натурального каучуку. Місця затвердіння – це місця вздовж полімерної кістяки, де може відбуватися зшивання. У силіконових каучуках технологія використовує гідролізовані силани як місця затвердіння, тоді як у технології натурального каучуку як місце затвердіння використовуються атоми сірки.
Силіконова гума - це неорганічний еластомер, що складається з кремнію та кисню. Він також відомий як полісилоксан. На відміну від натурального каучуку, силіконовий каучук не має подвійних зв’язків у своїх полімерних ланцюгах. Це робить його менш сприйнятливим до окислення та розкладання під дією тепла та сонячного світла. Силіконова гума також має вищу температуру плавлення, ніж натуральна гума, що робить її більш придатною для застосування при високих температурах.
Натуральний каучук - це органічний еластомер, що складається з ланок ізопрену. Він має подвійні зв’язки у своїх полімерних ланцюгах, які роблять його сприйнятливим до окислення та розкладання під дією тепла та сонячного світла. Натуральний каучук також має нижчу температуру плавлення, ніж силіконова гума, що робить його менш придатним для застосування при високих температурах.
Склад: з чого складається кожна з цих гум?
Склад силіконової гуми
Силіконова гума складається з полімерів з Si-O-Si основою. На додаток до цих полімерів, силіконова гума також містить добавки, такі як наповнювачі, пігменти та отвердники. Склад силіконової гуми можна налаштувати для досягнення певних властивостей.
Більшість комерційних силіконових каучуків є вулканізованими, тобто вони були оброблені хімікатами або нагріванням для покращення своїх фізичних властивостей. Вулканізація надає силіконовій гумі стійкість до високих температур і робить її довговічнішою.
Склад натурального каучуку
Натуральний каучук складається з полімерів з ізопреновою основою. Ці полімери містяться в соку деяких дерев, особливо в дереві Hevea brasiliensis. Їх молекулярна структура являє собою ланцюжок атомів вуглецю з кількома атомами водню, приєднаними до ланцюгів. Ці атоми водню роблять натуральний каучук еластичним. Цей же процес (гідрування) використовується для виготовлення синтетичних каучуків.
Властивості: які фізичні властивості вони мають?
Є кілька ключових властивостей, які відрізняють силіконову гуму від натуральної гуми. Одним з них є його довговічність; Силіконова гума може витримувати екстремальні температури, ультрафіолетове світло та вплив озону, не руйнуючись, тоді як натуральна гума з часом руйнується за цих умов. Крім того, силіконова гума набагато стійкіша до хімічних речовин, ніж натуральна гума, що робить її кращим вибором для застосувань, де вона може контактувати з агресивними хімікатами або розчинниками. Нарешті, силіконова гума має набагато меншу щільність, ніж натуральна гума, тобто вона легша за вагою та більш гнучка. Ці властивості роблять силіконову гуму ідеальним матеріалом для багатьох промислових і споживчих застосувань.
Силіконова гума - це еластомер, що складається з силікону, який сам є полімером, який містить кремній разом з вуглецем, воднем і киснем. Силіконова гума має ряд переваг, які роблять її ідеальною для використання в багатьох різних сферах застосування.
Він надзвичайно термостійкий, тобто може витримувати високі температури без погіршення якості. Це робить його ідеальним для використання в програмах, де існує ризик теплового пошкодження, наприклад у силіконовий автомобільні прокладки і герметики.
Силіконова гума також має відмінну стійкість до низьких температур. Це робить його ідеальним для використання там, де існує ризик пошкодження холодом, наприклад, у контейнерах для зберігання харчових продуктів.
Силіконова гума також дуже міцна. Він не руйнується з часом, як це відбувається з натуральним каучуком, тобто має набагато довший термін служби. Це робить його ідеальним для використання в програмах, де важлива довгострокова надійність, наприклад, у медичних пристроях.
Натуральний каучук — це еластомер, який видобувається з молочно-білої рідини під назвою латекс, яку виробляють численні рослини. Він демонструє хороші механічні властивості, такі як еластичність, стійкість до стирання та міцність на розтягування, а також відмінну водонепроникність та електроізоляційні властивості.
Вплив на навколишнє середовище: який слід вони мають?
Двома основними типами гуми є силікон і натуральний каучук. Вони обидва мають різні екологічні сліди.
Натуральний каучук виготовляється із соку деяких дерев і є поновлюваним ресурсом. Він легко руйнується в навколишньому середовищі і не виділяє шкідливих токсинів. Виробництво натурального каучуку справді потребує великих площ землі, що може мати негативний вплив на екосистеми.
Силіконова гума виготовляється із синтетичних матеріалів і не є відновлюваним ресурсом. Він не легко руйнується в навколишньому середовищі і може виділяти шкідливі токсини. Виробництво силіконової гуми не вимагає великої кількості землі, але синтетичні матеріали, з яких вона виготовлена, можуть бути шкідливими для навколишнього середовища.
Вартість: скільки вони коштують?
Вартість завжди є важливим фактором, який слід враховувати при виборі матеріалу для вашого проекту. Отже, скільки коштують силікон і натуральний каучук?
Силіконова гума зазвичай дорожча, ніж натуральна гума. Це тому, що силіконова гума має кращу термостійкість і хімічну стійкість, ніж натуральна гума. Крім того, силіконова гума може витримувати вищі температури, ніж натуральна гума, що робить її кращим вибором для багатьох застосувань.
З іншого боку, натуральний каучук дешевший, ніж силіконова гума. Це тому, що натуральний каучук не такий стійкий до нагрівання та хімічних речовин, як силіконова гума. Однак природний каучук може бути використаний у більш широкому діапазоні застосувань, ніж силіконова гума, завдяки своїй нижчій вартості.
Висновок: яка гума в цілому краще?
І силіконова гума, і натуральна гума мають свої плюси і мінуси. Це справді залежить від ваших конкретних потреб щодо того, який з них підійде вам краще. Якщо вам потрібен матеріал, здатний витримувати високі температури, силіконова гума – це ваш вибір. Якщо вам потрібен матеріал, який є більш еластичним і має вищу міцність на розрив, то натуральний каучук є кращим вибором. Зрештою, найкраща гума для ваших потреб залежить від того, які якості є для вас найважливішими.
