Guma i lateks to nie to samo, ale wiele osób używa tych słów tak, jakby były takie same. Lateks to mlecznobiały sok z drzew kauczukowych, który znajduje się pod korą dojrzałego drzewa kauczukowego.
Jak więc powstaje guma i czy guma zawiera lateks? Tak, z pewnością tak i przyjrzymy się procesom produkcyjnym jak powstaje lateks.
Lateks jest naturalną substancją, która jest pozyskiwana z roślin, ale może być również sztucznie produkowany poprzez procesy chemiczne. Lateks jest często używany jako synonim gumy, ale termin ten odnosi się do zawiesiny drobnych cząsteczek polimeru, która jest utrzymywana w dowolnym płynnym medium.
Skąd pochodzi lateks?
Pomimo że najbardziej znanym źródłem naturalnego lateksu jest drzewo kauczukowe,
w rzeczywistości występuje on w około dziesięciu procentach wszystkich roślin. Lateks jest inną substancją niż soki, a roślina tworzy lateks jako ochronę przed owadami. Jeśli roślina jest ranny, produkuje lateksu do uszczelnienia się i tym samym chroniąc je przed atakami owadów.
Naturalny lateks jest złożoną mieszaniną białek, skrobi, cukrów, żywic, olejów, taniny, alkaloidów i gum. Kiedy jest wystawiony na działanie powietrza, ulega koagulacji.
Drzewo kauczukowe, Hevea brasiliensis, pochodzi z Brazylii, ale stamtąd zostało wprowadzone na Daleki Wschód do krajów takich jak Indonezja, Malezja, Kambodża, Wietnam, Chiny i Birma. Większość naturalnego kauczuku pochodzi z Dalekiego Wschodu, z Tajlandią i Indonezją jako dwoma wiodącymi producentami kauczuku.
Żywotność drzew kauczukowych na plantacjach wynosi około trzydziestu dwóch lat. Pierwsze siedem lat to okres wzrostu, a potem jest dwadzieścia pięć lat produktywnych. Wymagana jest dobrze zdrenowana gleba, a optymalne warunki klimatyczne to:
- Opady deszczu około 2500 mm rocznie, przy co najmniej 100 dniach deszczowych.
- Zakres temperatur od 20 stopni do 34 stopni Celsjusza, ze średnią miesięczną temperaturą od 25 stopni do 28 stopni Celsjusza.
- Wilgotność na poziomie około 80%.
- Około dwóch tysięcy godzin słonecznych rocznie, w tempie sześciu godzin dziennie.
- Brak silnych wiatrów.
Więc co to jest guma?
Tak, guma to ta czarna rzecz, która tworzy opony w twoim samochodzie, motocyklu lub innych pojazdach. Opis w Wikipedii brzmi: „Kauczuk naturalny, zwany także innymi nazwami kauczuku indyjskiego, lateksu, kauczuku amazońskiego, kauczuku lub kauczuku, jak początkowo produkowany, składa się z polimerów związku organicznego izoprenu, z niewielkimi zanieczyszczeniami innych związków organicznych, plus woda.”
Kauczuk jest powszechnie stosowany od ponad tysiąca lat. Pierwotnie był wytwarzany ze źródeł naturalnych, ale obecnie jest również produkowany syntetycznie lub sztucznie.
Kauczuk syntetyczny został opracowany głównie w Niemczech i USA, ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na kauczuk podczas II wojny światowej. Rosja, Francja, Niemcy i USA są nadal największymi producentami kauczuku syntetycznego.
Różne rodzaje kauczuku
Istnieją dwa różne rodzaje kauczuku:
- Kauczuk naturalny jest wykonany z lateksu, który jest uprawiany z roślin. Lateks jest mleczną, rzadką cieczą, która wycieka z niektórych roślin po ich przecięciu. Chociaż istnieje około dwustu roślin, które produkują lateks, ponad 99% światowego kauczuku naturalnego, jest produkowany z lateksu, który pochodzi z gatunku drzewa zwanego Hevea brasiliensis, lub powszechnie znanego jako drzewo kauczukowe lub drzewo kauczukowe Para. Kauczuk naturalny jest również nazywany kauczukiem indyjskim, lateksem, kauczukiem amazońskim i odkryj najlepsze sandały japonki wykonane z naturalnego kauczuku tutaj. Lateks pochodzi również z mniszka lekarskiego.
- Kauczuk syntetyczny jest wytwarzany z substancji petrochemicznych w zakładach chemicznych, a jednym z pierwszych i najbardziej znanych sztucznych kauczuków jest neopren. Najważniejszymi kauczukami syntetycznymi w świecie komercyjnym są butadien styrenu (SBR), poliakryle, polioctan winylu (PVA), polichlorek winylu (PVC), polichloropren (znany również jako neopren) i różne rodzaje poliuretanu. Lateks syntetyczny jest również płynną emulgacją polimerów, ale do produkcji kauczuku syntetycznego używa się produktów ropopochodnych. Kauczuk syntetyczny jest mocniejszy i bardziej stabilny niż kauczuk naturalny, jeśli chodzi o produkty takie jak opony samochodowe, dlatego też kauczuk syntetyczny jest powszechnie stosowany w produkcji opon samochodowych. Tworzenie kauczuku syntetycznego wymaga innego procesu i nie będzie on omówiony w tym poście.
Skoncentruję się na kauczuku naturalnym w tym artykule.
Zbieranie lateksu
Produkcja kauczuku naturalnego rozpoczyna się od zbierania lateksu z drzew kauczukowych. Proces ten nazywany jest „tappingiem” i oznacza nacinanie lub cięcie kory drzewa. Aby zebrać lateks z drzew kauczukowych, kora jest dzielona, co pozwala mlecznemu lateksowi wyciekać i być zbieranym.
Lateks następnie spływa do kubka, który jest przymocowany do końca cięcia w drzewie. Proces ten jest podobny do zbierania soku z drzewa klonowego na syrop klonowy.
Drzewa są zwykle „klepane” co dwa do trzech dni. Lateks jest doprowadzany do kubka lub pojemnika przez ocynkowaną „wylewkę”, która jest wbijana w korę.
Wykłuwanie kauczukowca wymaga dokładności, aby nacięcia nie były zbyt głębokie lub zbyt liczne. Drzewo kauczukowe nie może zostać zabite, a jego wzrost nie może zostać zahamowany. Krytycznym czynnikiem przy wybieraniu drzewa jest zużycie kory.
Rurki w korze, które zawierają lateks, wznoszą się spiralnie w prawo. W związku z tym nacięcia w korze zwykle kierują się w lewo, aby przeciąć więcej rurek. Drzewa ociekają lateksem przez około cztery godziny i zatrzymują się, ponieważ lateks naturalnie krzepnie w miejscu cięcia. Następnie blokuje on rurki lateksu w korze.
Materiał lateksowy z wielu drzew jest gromadzony w dużych zbiornikach.
Po zebraniu do lateksu dodaje się środki chemiczne, aby zapobiec jego sztywnieniu. Aby wyprodukować końcowy kauczuk naturalny, lateks przechodzi przez kilka procesów, takich jak: koagulacja, wirowanie, mieszanie, wulkanizacja, usuwanie włókien, ługowanie, chlorowanie i smarowanie. Więcej o tym jak powstaje kauczuk dowiesz się później.
4 Rodzaje koagulacji polowej
Lateks szybko koaguluje lub krzepnie, więc musi być zbierany z kubków zanim ulegnie koagulacji. Zebrany „polowy” lateks jest przenoszony do szczelnego pojemnika, aby zachować go w stanie płynnym na dłużej, lub jest przenoszony do zbiorników koagulacyjnych w celu przygotowania suchej gumy. Czasami do lateksu dodaje się amoniak, aby zapobiec jego zestaleniu.
- Grupa kubeczkowa: niektóre drzewa nadal ociekają po zbiorze, co prowadzi do powstania niewielkiej ilości skoagulowanego materiału, który znajduje się w kubeczku, gdy tapper ponownie odwiedzi drzewo. Jest to materiał o wysokiej czystości i bardziej wartościowy niż pozostałe trzy typy.
- Tree Lace: lateks koaguluje przy cięciu i tworzy pasek, który tapper odrywa od poprzedniego cięcia przed wykonaniem nowego. Ma on wyższą zawartość manganu i miedzi niż grudki kielichowe. Miedź i mangan są zarówno pro-utleniaczami i mogą uszkodzić właściwości fizyczne suchej gumy.
- Kompozyt drobnego producenta jest produkowany przez drobnych producentów, którzy zbierają kauczuk z drzew oddalonych od fabryk. Drobni rolnicy, którzy gospodarują na polach ryżowych w odległych rejonach, stukają w drzewa w drodze do pracy na polach ryżowych i zbierają kauczuk w drodze do domu. Do czasu ich powrotu po pracy, lateks uległ koagulacji i często niemożliwe jest zachowanie lateksu w stopniu wystarczającym do wykorzystania go w produktach wysokiej jakości.
- Złom ziemny to materiał, który gromadzi się wokół podstawy drzewa. Pochodzi on z lateksu, który przelewa się z cięcia i spływa po korze, lub deszcz może zalać kubek do zbierania, lub może pochodzić z tapperów, którzy rozlewają lateks podczas zbierania. Lateks ten zawiera ziemię i inne zanieczyszczenia oraz ma zmienną zawartość gumy. Złom ziemny jest zbierany dwa lub trzy razy w roku i może być czyszczony w celu odzyskania gumy, ale jest niskiej jakości.
Latex vs Rubber – How is Rubber Made?
Temperatura zmieni naturalny lateks. Nieprzetworzony lateks jest kruchy, kiedy jest zimny, a kiedy się rozgrzewa, staje się lepki i śmierdzący. Cząsteczki w surowym lateksie to długie łańcuchy, które są splątane, a połączenia są słabe. Oznacza to, że stosunkowo łatwo jest go rozerwać, dlatego guma jest elastyczna i rozciągliwa.
Aby przekształcić go w bardziej wszechstronny materiał, potrzeba więcej procesów, a oto podstawowe kroki:
- Gdy lateks jest podgrzewany, stałe kawałki surowej gumy wypływają na powierzchnię cieczy. Ta surowa guma jest następnie odtłuszczana z powierzchni i przepuszczana przez duże, ciężkie walce. To również usunie nadmiar cieczy. The long, thin, pressed rubber sheets are then taken to other factories to be turned into rubber products.
- Compounding adds chemicals and other additives to customize the rubber for the intended use. Formuła i metoda zależy od zamierzonego wyniku procesu produkcyjnego.
- Mastykacja: maszyny mastykacyjne mają mechaniczne walce i prasy, które „przeżuwają” surową gumę. Dzięki temu staje się ona bardziej miękka, łatwiejsza w obróbce i bardziej lepka. Po mastykacji, dodatkowe składniki chemiczne są mieszane w celu poprawy właściwości.
- Kalandrowanie jest procesem, w którym guma jest zgniatana do kształtu przez rolki, lub poprzez
- Wytłaczanie guma jest przeciskana przez specjalnie ukształtowane otwory, aby stworzyć puste rurki.
- Na koniec naturalna guma jest wulkanizowana lub gotowana w autoklawie (autoklaw to przemysłowy szybkowar). Podczas tego procesu dodawana jest siarka, a guma jest podgrzewana do temperatury około 140 stopni Celsjusza. Wulkanizacja sprawia, że guma jest mocniejsza, ponieważ atomy siarki, które są dodawane, tworzą wiązania krzyżowe, które „sklejają” cząsteczki razem. To sprawia, że trudniej jest je rozerwać, a także poprawia elastyczność i odporność. Nadtlenek lub bisfenol mogą być również dodawane, aby zapobiec psuciu się gumy. Wulkanizacja sprawia również, że guma jest bardziej stabilna w różnych temperaturach.
- Wypełniacze są również stosowane w celu poprawy trwałości i wytrzymałości gumy. Sadza, pochodząca z sadzy, jest najczęściej stosowanym wypełniaczem, dającym w efekcie mocną, trwałą, czarną gumę. Sadza zwiększa wytrzymałość gumy na rozciąganie oraz odporność na rozdarcie i ścieranie. Zwiększa ona również odporność gumy na degradację przez światło ultrafioletowe, dlatego jest dodawana w celu poprawy wytrzymałości opon samochodowych.
Czy guma zawiera lateks? Z pewnością tak, ponieważ kauczuk naturalny jest wytwarzany z lateksu.
Właściwości kauczuku
Guma jest mocna, elastyczna, wodoodporna i słabo przewodzi ciepło i elektryczność.
Niektórzy ludzie mają poważną alergię na lateks, ale mogą to być pozostałości po chemikaliach, które również mogą prowadzić do reakcji alergicznych, a nie sam lateks.
Miękki i rozciągliwy lateks jest używany w produktach takich jak gumki do mazania, rękawice ochronne, prezerwatywy, balony, kleje i farby.
Twarde gumy są używane do mocniejszych i twardszych zastosowań, takich jak nadmuchiwane łodzie, wodoodporne wykładziny do stawów ogrodowych, rury cieplne i kable światłowodowe.
Zastosowanie gumy
Guma jest bardzo wszechstronnym produktem, i chociaż około pięćdziesiąt procent gumy jest wykorzystywane w oponach samochodowych, ma ona również wiele innych różnorodnych zastosowań.
- Uszczelki drzwiowe w pralkach.
- Szerzej stosowany w przemyśle budowlanym jako uszczelniacze dachowe i podłogowe
- Dźwiękochłonne i wibracyjne w okładzinach okiennych i drzwiowych
- Guma elastyczna i guma produkowana jako włókno, ma doskonałe właściwości wydłużania i odzyskiwania, co czyni ją bardzo ważną w przemyśle tekstylnym. Spandex, używany w rozciągliwych tkaninach, jest włóknem elastomerowym.
- Guma utwardzona jest używana do produkcji klejów, izolacji i taśm ciernych.
- Guma wulkanizowana ma więcej zastosowań, taśmy przenośnikowe są jednym z nich.
- Elastyczność oznacza, że może być używana do produkcji węży, rolek w prasach drukarskich i wyżymaczek do ubrań.
- Elastyczność sprawia, że nadaje się na amortyzatory i do redukcji drgań w mocowaniach maszyn.
- Guma jest nieprzepuszczalna dla gazów, co czyni ją użyteczną dla artykułów takich jak piłki, balony, w wężach i poduszkach.
- Obuwie dla stóp takie jak sandały japonki i stringi.
- Odporny na wodę, co czyni go odpowiednim do stosowania w sprzęcie do nurkowania, odzieży przeciwdeszczowej, rurkach medycznych i chemicznych, wykładzinach w zbiornikach magazynowych, wagonach cystern kolejowych i sprzęcie przetwórczym.
- Wodoodporna odzież jak płaszcze przeciwdeszczowe, buty wellington i buty, kleje, plastry klejące.
- Zewnętrzne pokrycie mokrych kombinezonów i Patagonia produkuje kombinezony bez neoprenu, wykonane z gumy naturalnej Yulex.
- Odporność elektryczna:
- guma miękka jest używana jako izolacja i do wyrobów ochronnych, takich jak rękawice, buty i koce.
- guma twarda do produkcji instrumentów elektrycznych, części odbiorników radiowych i mierników oraz obudów telefonów
- Współczynnik tarcia gumy jest niski na mokrych powierzchniach i wysoki na suchych, co sprawia, że jest ona używana do produkcji pasów transmisyjnych i łożysk smarowanych wodą w pompach głębinowych.
- Wysokiej wartości przedmioty, takie jak rękawice chirurgiczne, prezerwatywy i balony są wytwarzane z górnej części produkcji lateksu.
Szeroka gama bakterii może prowadzić do degradacji kauczuku naturalnego.
Guma pozyskiwana z mniszka lekarskiego
Mniszek lekarski rośnie w klimacie umiarkowanym i na glebie, która może nie być odpowiednia do uprawy żywności. Roślina ta jest niezwykle odporna i jest uprawą jednoroczną. Rosyjski mniszek lekarski daje dużą ilość naturalnego kauczuku i może być dobrą alternatywą dla drzewa kauczukowego.
Jedyną wadą jest to, że wymagana byłaby ogromna ilość ziemi do uprawy wystarczającej ilości mniszka lekarskiego, aby zastąpić drzewa kauczukowe.
Korzenie mniszka lekarskiego są miażdżone w celu wydobycia kauczuku, ponieważ liście zawierają bardzo mało kauczuku. Jest to uprawa przyjazna środowisku i zrównoważona.
Czy kauczuk jest przyjazny środowisku?
Kauczuk naturalny lub kauczuk pochodzący z drzew, jest przyjazny środowisku. Zbieranie lateksu i używanie produktu ma niewielki wpływ na środowisko, a po nacięciu drzewo goi się naturalnie. Drzewo kauczukowe jest ekologicznie zrównoważoną uprawą i pomaga utrzymać globalną równowagę węgla w atmosferze.
Istnieje ogromna ilość odpadów gumowych, które pochodzą głównie z wyrzucanych opon samochodowych. Kauczuk naturalny można poddać recyklingowi.
- Kauczuk z recyklingu: Zmielone zużyte i odrzucone opony samochodowe są wykorzystywane do produkcji gumy z recyklingu. Z okruchów opon produkuje się różne rozmiary oczek. Produktem, na który jest największy popyt jest Paliwo Pochodzące z Opon lub TDF. Produkcja tego typu gumy eliminuje gromadzenie się gumy na wysypiskach śmieci. Jego koszt produkcji jest niski, a zapotrzebowanie na energię niewielkie. Jest to najbardziej ekonomiczna ze wszystkich opcji gumy. Guma z recyklingu jest używana na maty lub podłogi na placach zabaw dla dzieci, części samochodowe, podeszwy butów, podkładki pod mysz, torby sportowe i wiele innych. Arkusze gumy z recyklingu mają również zastosowania komercyjne. Są to wszystkie formy gumy przyjaznej dla środowiska.
- Guma z odzysku: jest to odrzucony elastomer, który został zdewulkanizowany. Oznacza to, że można go używać w podobny sposób, jak materiały pierwotne.
Nowością w wykorzystaniu gumy z recyklingu są portfele wykonane z odzyskanych mokrych kombinezonów.
Połowa światowej gumy jest wykorzystywana do produkcji opon samochodowych, przy czym co najmniej połowa opon kończy na wysypisku, jest wyrzucana lub spalana.
Kauczuk syntetyczny, który jest elastomerem na bazie ropy naftowej, nie jest przyjazny dla środowiska ani zrównoważony.
Czy guma zawiera lateks?