Gumija ir organisks savienojums, kura galvenās sastāvdaļas ir ogleklis un ūdeņradis. To iegūst no īpašiem kokaugiem, kurus mēdz dēvēt par gumijas augiem. Šādi floras pārstāvji aug tropos. Viņu orgāni (augļi, lapas, zari, stumbrs, saknes) satur lateksu. Šis pienainais šķidrums nav augu sula, botāniķi joprojām šaubās par tā nozīmes specifiku augu organisma dzīvē. Tieši no lateksa koagulācijas procesā tiek iegūta nepārtraukta elastīga masa, kas ir dabīgais dabīgais kaučuks.
Dabiskā kaučuka atklāšanas vēsture
Kristofora Kolumba ieguldījums pasaules civilizācijas attīstībā neaprobežojas tikai ar Lielajiem ģeogrāfiskajiem atklājumiem. Tieši viņa kuģis 1493. gadā nolaidās Hispaniola salā un aizveda uz Spāniju pirmo gumijas izstrādājumu. Tā bija elastīga atlecoša bumbiņa, ko vietējie izgatavoja no hevea sulas, kas atradās uzAmazones krasti. Redzot, kā indieši ar sajūsmu uzmeta kādu neparastu sīkumu, kas, sasniedzot zemi, arī atlēca kā dzīvs, it kā veicot lēcienu, spāņi bija nopietni pārsteigti. Mēģinot noturēt šo atlēkušo bumbu, viņi secināja, ka tā ir diezgan smaga, kā arī pamanīja tās lipīgumu un raksturīgo dūmu smaku.
Indieši gumiju izmantoja ne tikai. Vietējās ciltis ne tikai spēlēja šo bumbu, bet izmantoja to dažādās reliģiskās ceremonijās. Un koka sula, no kuras tā tika iegūta, tika uzskatīta par svētu un tika saukta par "cauchu", kas tulkojumā nozīmē "koka asaras".
Starp kurioziem, ko Kolumbs atveda uz Spāniju, bija arī šī neparastā bumba. Kopš tā laika sākās gumijas lietošanas vēsture.
Pirmie pieteikšanās mēģinājumi
Bet eiropieši nepievērsa pienācīgu uzmanību indiāņu zinātkārei. Un līdz XVIII gadsimtam neviens nedomāja par to, cik plašas un daudzveidīgas ir gumijas pielietojuma jomas. Tikai tad, kad franču ekspedīcijas dalībnieki, kuri apmeklēja Dienvidamerikas tropiskos mežus, viņu atkal nogādāja Eiropā, viņi pievērsa viņam uzmanību. Vēl lielāka interese radās, kad franču zinātnieks Ch. Condamine, uzstājoties Parīzes Zinātņu akadēmijas asamblejā, demonstrēja šīs vielas paraugus, parādīja iespējamos pielietošanas veidus un produktus no tās.
Dabīgā kaučuka plašā izplatība Eiropā sākās ap 1770. gadu, kad skolās parādījās jauns aksesuārs - gumijas gumija, ko izmantoja zīmuļu līniju dzēšanai.
Tālāk sākāsaktīva gumijas iespējamo lietojumu meklēšana. Tieši tajā laikā bikšturu un gumijas diegu izgudrojums aizsākās. Un skotu izgudrotājs K. Makintošs uzminēja starp divām auduma kārtām ieklāt plānu gumijas kārtu, tādējādi iegūstot ūdensizturīgu audumu. Šis materiāls bija traki populārs, lietusmēteļi no tā ieguva savu nosaukumu no izgudrotāja vārda. Tos sauca par Mac datoriem.
Gumijas rūpniecības sabrukums
Sākotnējie mēģinājumi izveidot ūdensnecaurlaidīgu apavu ražošanu bija neveiksmīgi. Lai arī uz neilgu laiku kļuva diezgan moderni, galoši, praktiski neatšķīrās. Aukstumā tie varēja saplaisāt, un karstumā tie gandrīz izkusa un izdalīja nepatīkamu smaku.
Izgudrotāju entuziasms nebija ilgs. Vienā no šiem gadiem daudzviet Eiropā bija ļoti karsta vasara. Augstas temperatūras ietekmē gumijas rūpniecības produkti pārvērtās par šausmīgi smaržojošu masu. Pēc tam visi uzņēmumi šajā nozarē bankrotēja.
Čārlza Gudgada atklāšana
Un neviens nebūtu domājis par galošām un makintosēm, ja ne amerikāņa Čārlza Gudjēra neatlaidība. Viņš daudzus gadus veltīja tam, lai atrastu veidus, kā no gumijas izgatavot labu materiālu.
Goodyear veica daudz eksperimentu, sajaucot gumiju gandrīz ar visu. Viņš pievienoja tai sāli, piparus, smiltis un pat zupu. Iztērējis visu savu naudu un spēku, izgudrotājs jau zaudēja cerību. Bet viņa pūles tomēr vainagojās panākumiem. Pievienojot vielai sēru, viņš atklājaka ir uzlabojusies gan izturība, gan elastība, gan temperatūras stabilitāte.
Tādējādi viņam izdevās uzlabot gumiju. Jaunā savienojuma īpašības un pielietojums atkal ir kļuvuši par zinātnieku un rūpnieku pētījumu priekšmetu. Goodyear iegūtais materiāls ir tas, ko mēs tagad saucam par gumiju, un process, ar kuru tas tiek iegūts, ir gumijas vulkanizācija.
Gumijas bums
Pēc sensacionālā atklājuma laimīgo zinātnieku pārņēma daudzi piedāvājumi iegādāties patentu izgudrotajam materiālam. Gumijas izmantošana gumijas ražošanā ir kļuvusi milzīga. Lai to izdarītu, gandrīz visas valstis sāka meklēt veidus, kā savā teritorijā audzēt gumijas kokus. Šajā ziņā Brazīlijai paveicās visvairāk, jo tieši šī valsts bija milzīgo šādu augu rezervju īpašniece. Brazīlijas valdība pielika daudz pūļu, lai saglabātu monopolu šajā jomā, kategoriski aizliedzot sēklu un jauno Hevea augu eksportu. Par šo noziegumu pat tika ieviests nāvessods.
Bet anglim Vikemam, kuram ir spiegošanas prakse, izdevās iekļūt Amazones krastos, kur viņš slepeni ieguva un nosūtīja uz Lielbritāniju 70 000 gumijas koku sēklas. Un, lai gan vietējiem selekcionāriem uzreiz neizdevās izaudzēt šo tropisko augu teritorijā ar atšķirīgu klimatu, pateicoties viņu pūlēm, pēc kāda laika tirgū parādījās lētāka un pieejamāka angļu gumija.
Pa šo laiku dabiskā kaučuka izmantošana ir kļuvusi tik izplatīta, ka gumijas izstrādājumu skaits pārsniedzis 100 000.jaunu produktu skaits: konveijera lentes un elektroizolācija, "gumijas lentes" veļai, gumijas apavi, bērnu baloni utt. Bet galvenā dabiskā kaučuka izmantošana bija saistīta ar automobiļu rūpniecību, kad tika izgudrotas pirmās ratu riepas, un pēc tam automašīnu riepas.
Gumijas un gumijas izmantošana mūsu valstī jau sen ir balstīta uz to ražošanu no ārzemju izejvielām. Tikai tad, kad Kazahstānā tika atklātas pienenes, kuru saknēs ir gumija, parādījās pirmie gumijas izstrādājumi no sadzīves materiāla. Bet tas bija ļoti darbietilpīgs process, jo gumijas iegūšana no pienenes saknēm aizņēma ļoti ilgu laiku, jo tā koncentrācija bija zema (16-28%).
Sintētiskās gumijas iegūšana
Dabiskā kaučuka dabas resursi neapmierina iedzīvotāju augstās vajadzības pēc precēm, kas izgatavotas no šī materiāla. Tagad sintētiskā kaučuka ražošana ir daudz lielāka.
S. V. Ļebedevs 1910. gadā pirmo reizi saņēma sintētisko gumiju. Ražošanas materiāls bija butadiēns, kas tika izolēts no etilspirta. Vēlāk, veicot polimerizācijas reakciju, izmantojot nātrija metālu, tika iegūta butadiēna sintētiskā gumija.
Sintētiskā kaučuka rūpnieciskā ražošana
1925. gadā SV Ļebedevs izvirzīja sev uzdevumu atrast rūpniecisku metodi gumijas sintēzei. Divus gadus vēlāk tas tika veiksmīgi atrisināts. Pirmie daži kilogrami gumijas tika sintezēti laboratorijā. To uzņēma Ļebedevspētot šīs gumijas īpašības un izstrādājot receptes, kā no tās iegūt patērētājam nepieciešamos produktus.
Un turpmākajos gados gumijas izmantošana bija vissvarīgākais S. V. Ļebedeva darba uzdevums. Pēc viņa metodes pirmā šī materiāla partija rūpnieciskā mērogā tika iegūta pasaulē pirmajā rūpnīcā, kas ražoja šo materiālu.
Laikā no 1932. līdz 1990. gadam Padomju Savienība bija līderis ražošanas ziņā šajā nozarē. Sintētiskā kaučuka izmantošana ļāva paplašināt gumijas izstrādājumu klāstu, jo īpaši: mīkstās gumijas izstrādājumi, apavu zoles, dažādas caurules un šļūtenes, hermētiķi un līmvielas, krāsas uz lateksa bāzes un citi.
Sintētiskā kaučuka īpašības un pielietojums
Tagad sintētisko gumiju klāsts ir ievērojami pieaudzis, salīdzinot ar 20. gadsimta vidu. Tā dažādie veidi var ievērojami atšķirties pēc ķīmiskā sastāva un patērētāja īpašībām. Sintētiskā kaučuka klasifikācija balstās uz tā ražošanā izmantoto monomēru atšķirībām. Tātad, ir izoprēns, butadiēns, hloroprēns un citi veidi. Saskaņā ar citu klasifikāciju gumijas iedala tipos atkarībā no raksturīgās atomu grupas, kas veido to sastāvu. Piemēram, ir zināmi polisulfīda, silīcija organisko gumiju u.c. veidi.
Galvenā sintētisko kaučuku ražošanas metode ir diēnu un alkēnu polimerizācija. Visbiežāk sastopamos monomērus šajā gadījumā var saukt par butadiēnu, izoprēnu, etilēnu, akrilnitrilu utt.
Daži polisulfīda un poliuretāna gumijas veidi tiek iegūti polikondensācijas reakcijas laikā.
Gumijas vispārīgiem un īpašiem nolūkiem
Atbilstoši pielietojumam gumijas var iedalīt vispārējas un īpašas nozīmes materiālos. Pirmās grupas pārstāvjiem ir īpašību kopums, kas ļauj tos izmantot dažādu preču ražošanai, kuru elastīgajām īpašībām vajadzētu parādīties parastā temperatūrā. Bet sintētiskā kaučuka izmantošana īpašiem nolūkiem nozīmē īpašību saglabāšanu ekstremālās situācijās, piemēram, sala un uguns, ozona un skābekļa uc ietekmē.
Izoprēna gumijas aplikācija
Izoprēna gumijas sastāvs ir ļoti līdzīgs dabiskajam kaučukam. Līdz ar to šo vielu īpašību diapazons lielākoties ir vienāds.
Tā trūkumi ietver sliktu izturību pret augstām temperatūrām, ozonu un tiešiem saules stariem. Uz tiem balstītās gumijas zemā kohēzijas izturība ir īpašība, kas padara izoprēna gumiju mazāk populāru. Tās lietošana ir apgrūtināta paaugstinātas lipīguma, nepietiekama skeleta un plūstamības dēļ. Bet monolītos izstrādājumos, kuriem nav nepieciešams savienot lielu skaitu detaļu, plaši tiek izmantotas izoprēna gumijas.
Gumijas ielāpi
Notiek arī gumijas izmantošana medicīnā. Visizplatītākais medicīnas nozares produkts, ko iegūst, izmantojot gumiju, ir plāksteris. Tas ir gumijas, zāļu unsaistītās vielas. Šo ielāpu priekšrocības:
- ilgi lipīga;
- saderība ar daudzām zālēm;
- nekaitīgums;
- ērta lietošana.
Ražošanas procesā ir jāizšķīdina 1 daļa gumijas 12 daļās benzīna. Un tad šķīdumā tiek ievadīti citi pavadošie komponenti: terpentīns (palielina lipīgumu), lanolīns (pasargā no izžūšanas), cinka oksīds (samazina kairinājumu), zāles (rada terapeitisku efektu).
Gumijas implanti
Patiesi svarīgi gumijas izstrādājumi ir cilvēka orgānu implanti. Gumijas izmantošana to ražošanā sākās salīdzinoši nesen un iezīmēja jaunas ēras sākumu medicīnas attīstībā.
Trahejas implanti ir materiāli, kas izgatavoti no poliaktilātiem, polisiloksāniem, poliamīdiem. Mākslīgā sirds un tās daļas ir izgatavotas no poliuretāniem un polioksilāniem. Polietilēns un polipropilēns ir materiāls barības vada daļu implantu ražošanai, un polivinilhlorīds ir citu gremošanas sistēmas daļu implantu galvenā sastāvdaļa. Mākslīgie asinsvadi ir izgatavoti no polietilēntereftalāta, politetrafluoretilēna un polipropilēna. Poliakrilāti, poliamīdi, poliuretāni palīdz cilvēkiem ar invaliditāti atrast jaunus kaulus un locītavas.
Gumijas izmantošana rūpnieciskajos izstrādājumos
Gumijas nozīme valsts ekonomikā ir milzīga. Bet dabiskā kaučuka izmantošana tīrā veidā ir lielaretums. Visbiežāk to izmanto gumijas formā. No šī materiāla izgatavotie izstrādājumi ir sastopami ikdienā ik uz soļa. Tas ietver vadu izolāciju, apavu un apģērbu, automašīnu riepu ražošanu un daudz ko citu.
Apavu rūpniecībā parasti tiek izmantoti šādi gumijas veidi: poraina (zole), ādai līdzīga (kurpes apakšējā daļa), caurspīdīga (papēži).
Dabiskā kaučuka un tā sintētisko analogu izmantošana nav kļuvusi plaši izplatīta nejauši. Tie atbilst lielākajai daļai cilvēku vajadzību, jo ir viens no daudzpusīgākajiem materiāliem.
