Каучук и гуттаперча: какие различия существуют между ними?

Распространение каучуконосов

Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определённого ботанического семейства. В зависимости от того, в каких тканях накапливается каучук, каучуконосные растения делят на:

• паренхимные — каучук в корнях и стеблях;
• хлоренхимные — каучук в листьях и зелёных тканях молодых побегов;
• латексные — каучук в млечном соке.

Травянистые латексные каучуконосные растения из семейства сложноцветных (кок-сагыз, крым-сагыз и другие), произрастающие в умеренной зоне, в том числе в южных республиках, содержащие каучук в небольшом количестве в корнях, промышленного значения не имеют. Среди травянистых растений России есть всем знакомые одуванчик, полынь и молочай, которые тоже содержат млечный сок.

Промышленное значение имеют латексные деревья, которые не только накапливают каучук в большом количестве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская (Hevea brasiliensis), дающая по разным оценкам от 90 до 96% мирового производства натурального каучука.

Сырой каучук из других растительных источников обычно засорён примесями смол, которые должны быть удалены. Такие сырые каучуки содержат гуттаперчу — продукт некоторых тропических деревьев семейства сапотовых (Sapotaceae).

В течение Второй мировой войны (1939-1945) по экономическим причинам были культивированы другие, нетропические источники каучука: гуайуль (guayule) мексиканского происхождения, а также одуванчик кок-сагыз (Taraxatum kok- saghyz), произрастающий на территории Западного Туркестана.

Гуттаперча в стоматологии

Изучив свойства такого материала, как гуттаперча, становится понятным, что штифты* из нее обладают высокой пластичностью и при воздействии на них определенных температур способны глубоко проникать и заполнять собой полости даже в самые искривленных канала и все их ответвлениях. Такие стержни активно используются в стоматологии потому, что они позволяют качественно загерметизировать и укрепить корневые каналы зуба, повышая прочность и максимальную жевательную нагрузку на зуб. Гуттаперчевые стержни позволяют провести их надежную обтурацию (с лат. obturatio – закупоривание), снизить риск развития последующих воспалительных заболеваний и осложнений, а так же обеспечить хороший результат на долгие годы вперед.

Итак, гуттаперчевые штифты применяют, если:

• зуб разрушен более, чем наполовину,
• у зуба остался только корень,
• требуется надежная опора под искусственную коронку или протез,
• пациент имеет изогнутые корневые каналы.

Кроме того, она плохо проводит тепло, индифферентна к воздействию на нее слюны и пищевых веществ и не оказывает вредного влияния на пульпу зуба.

Производственный процесс каучука и гуттаперчи

Каучук

Производственный процесс каучука начинается с сбора молочка из камнеломоков дерева гевеи. Затем он фильтруется и помещается в специальные контейнеры для транспортировки в производственные цеха. Сырой каучук не готов для использования и проходит много стадий переработки. Включая укрепление, мойку, сушку и тестирование, чтобы гарантировать соответствие стандартам качества.

Затем следует обработка каучука при помощи красителей и катализаторов для получения желаемых свойств, таких как цвет, текучесть и прочность. Затем готовый каучук используется в различных промышленных процессах, таких как изготовление шин, резиновых изделий, компьютерных компонентов и других товаров.

Гуттаперча

Производственный процесс гуттаперчи более простой, чем у каучука. Сначала гуттаперчу промывают, затем измельчают на мелкие частицы и высушивают. После этого гуттаперча готова к использованию в производстве, например, для изготовления медицинских вкладышей и крышек для бутылок.

Однако, из-за того, что гуттаперча менее эластична, чем каучук, она используется в более ограниченном наборе промышленных процессов, а также в меньших количествах. Например, она может использоваться в целях утепления, но не в производстве автомобильных покрышек.

Сбор латекса и производство натурального каучука

Это высокое стройное дерево может достигать 45 метров в высоту при 2,5—2,8 м в обхвате. Родиной гевеи является бассейн Амазонки — великой водной магистрали. Отсюда вывозился первый каучук в Европу.

Каучук в гевее содержится в млечном соке — латексе, распределённом в млечных каналах, которые образуют в стволе концентрические кольца.

Латекс состоит из мельчайших частичек жидкости, твёрдых частиц и других примесей. Только около 33% латекса составляет каучук, 66% вода и около 1% другие вещества.

Для сбора латекса с деревьев на коре делается диагональный остроугольный надрез, вершиной угла направленный вниз, затем надрез расширяют до 0,3—0,5 от окружности ствола. Из надреза выделяется латекс и стекает в небольшую чашу. С каждого надреза получается около 30 мл латекса. После этого обычно на следующий день ниже первоначального надреза обдирается тонкая полоска коры, чтобы получить новый сок. Когда надрезы достигают поверхности земли, ствол оставляют в покое, чтобы он смог восстановить кору на дереве перед новой подсочкой. На 1 гектаре высаживается около 250 деревьев, в год с 1 гектара получают около 450 кг сухого необработанного каучука. Со специально выведенных высокоурожайных деревьев можно получить 2225 кг с гектара в год, были разработаны опытные деревья с урожайностью до 3335 кг с гектара в год.

Полученный латекс растягивают, разбавляют водой и подвергают коагуляции путём обработки кислотой, чтобы частицы каучука в латексе сцепились друг с другом. Затем производят протягивание между валками, придавая листам толщину 0,25 дюйма (?0,6 см), полученные листы высушивают путём обдувания сухим тёплым воздухом или дымом, и отправляют на погрузку.

Similar Documents

Publication	Publication Date	Title
SU77411A1 (ru)	1949-11-30	Способ получени натурального каучука и гуттаперчи из каучуконосных и гуттоносных растений
SU77410A1 (ru)	1949-11-30	Способ получени искусственных смол
SU75118A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени дианизидина
SU75529A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени пластических масс
SU77219A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени глицерино-фталевых смол
SU78812A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени цемента
SU76309A1 (ru)	1949-08-31	Способ отделени каучука при переработке корней кок-сагыза
SU76291A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени каучука из свежей или сброженной гвайюлы
SU73733A1 (ru)	1948-11-30	Способ изготовлени стекловаренных горшков
SU75640A1 (ru)	1948-11-30	Способ обработки поверхности резины
SU80495A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени кокса
SU76906A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени силикатного кле
SU76350A1 (ru)	1948-11-30	Способ сатурации
SU77532A1 (ru)	1949-11-30	Способ улучшени свойств кожи, выдубленной сульфосинтанным и сульфит-целлюлозным экстрактами
SU74312A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени арсената кальци
SU77555A2 (ru)	1948-11-30	Способ выделки упрочненного шеврета
SU77167A1 (ru)	1949-11-30	Способ выборки корпусов конфет из резиновых форм
SU75531A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени лака дл резиновой обуви
SU76228A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени тиурама
SU74034A1 (ru)	1948-11-30	Способ пайки
SU75469A1 (ru)	1948-11-30	Способ непрерывного сбраживани дрожжей
SU73661A1 (ru)	1948-11-30	Метод изготовлени топливных стабильных суспензий
SU75514A1 (ru)	1948-11-30	Способ получени искусственной олифы
SU76804A1 (ru)	1948-11-30	Способ изготовлени ротаторной пленки
SU80243A1 (ru)	1948-11-30	Способ комбинированной съемки

Info

Publication number

SU77411A1

SU77411A1

SU389269A

SU389269A

SU77411A1

SU 77411 A1

SU77411 A1

SU 77411A1

SU 389269 A

SU389269 A

SU 389269A

SU 389269 A

SU389269 A

SU 389269A

SU 77411 A1

SU77411 A1

SU 77411A1

Authority
SU
USSR — Soviet Union

Prior art keywords

rubber
guttonous
percha
gutta
plants

Prior art date
1948-12-27

Application number
SU389269A
Other languages

English (en)

Inventor
Г.И. Пиневич
И.С. Уткин
Original Assignee
Г.И. Пиневич
И.С. Уткин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
1948-12-27
Filing date
1948-12-27
Publication date
1949-11-30

1948-12-27Application filed by Г.И. Пиневич, И.С. Уткин
filed

Critical

Г.И. Пиневич

1948-12-27Priority to SU389269A
priority

Critical

patent/SU77411A1/ru

1949-11-30Application granted
granted

Critical

1949-11-30Publication of SU77411A1
publication

Critical

patent/SU77411A1/ru

Важнейшие виды синтетического каучука

Вышерассмотренный бутадиеновый каучук (СКБ) бывает двух видов: стереорегулярный и нестереорегулярный. Стереорегулярный бутадиеновый каучук применяют главным образом в производстве шин (которые превосходят шины из натурального каучука по износостойкости), нестереорегулярный бутадиеновый каучук — для производства, например, кислото- и щелочестойкой резины, эбонита.

В настоящее время химическая промышленность производит много различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым свойствам натуральный каучук. Кроме полибутадиенового каучука (СКБ), широко применяются сополимерные каучуки — продукты совместной полимеризации (сополимеризации) бутадиена с другими непредельными соединениями, например, со стиролом (СКС) или с акрилонитрилом (СКН). В молекулах этих каучуков звенья бутадиена чередуются со звеньями соответственно стирола и акрилонитрила.

Бутадиен-стирольный каучук отличается повышенной износостойкостью и применяется в производстве автомобильных шин, конвейерных лент, резиновой обуви.

Бутадиен-нитрильные каучуки — бензо- и маслостойкие, и поэтому используются, например, в производстве сальников.

Винилпиридиновые каучуки — продукты сополимеризации диеновых углеводородов с винилпиридином, главным образом бутадиена с 2-метил-5-винилпиридином.

Резины из них масло-, бензо- и морозостойки, хорошо слипаются с различными материалами. Применяются, в основном, в виде латекса для пропитки шинного корда.

В России разработано и внедрено в производство получение  синтетического полиизопренового каучука (СКИ), близкого по свойствам к натуральному каучуку. Резины из СКИ отличаются высокой механической прочностью и эластичностью. СКИ служит заменителем натурального каучука в производстве шин, конвейерных лент, резин, обуви, медицинских и спортивных изделий.

Кремнийорганические каучуки, или силоксановые каучуки, применяются в производстве оболочек проводов и кабелей, трубок для переливания крови, протезов (например, искусственных клапанов сердца) и др. Жидкие кремнийорганические каучуки — герметики.

Полиуретановый каучук используется как основа износостойкости резины.

Фторсодержащие каучуки имеют как особенность повышенную термостойкость и поэтому используются главным образом в производстве различных уплотнителей, эксплуатируемых при температурах выше 200 °C.

Хлоропреновые каучуки — полимеры хлоропрена (2-хлор-1,3-бутадиена) — по свойствам сходны с натуральным каучуком, в резинах применяются для повышения атмосферо-, бензо- и маслостойкости.

Находит свое применение вспененный каучук. Вспениванию подвергаются различные виды каучуков. Существует и неорганический синтетический каучук — полифосфонитрилхлорид.

Экологическое воздействие каучука и гуттаперчи

Каучук

Изготовление каучука часто ассоциируется с загрязнением окружающей среды. Производство каучука требует больших затрат энергии и воды, а также сопровождается выбросами вредных веществ.

Однако каучук имеет свойство быть биоразлагаемым. Это означает, что в конечном итоге он может расщепиться и не повредить окружающую среду. Кроме того, каучук может быть вторично переработан для производства новых изделий, что уменьшает его экологический след.

Гуттаперча

Производство гуттаперчи также является одним из источников загрязнения окружающей среды. Для извлечения гуттаперчи используются химические растворители, которые могут проникать в почву и воду. Кроме того, выбросы газов и жидкостей, возникающие в процессе изготовления гуттаперчи, могут быть вредными для животных и растительности.

В отличие от каучука, гуттаперча не является биоразлагаемым материалом. Она может оставаться в почве на неопределенный срок или попадать в водные источники, вредя окружающей среде.

Таким образом, хотя и каучук, и гуттаперча имеют свои экологические проблемы, каучук обладает большей экологической перспективой. Его можно вторично перерабатывать и он не повредит окружающую среду в конечном итоге, а гуттаперча остается долговечным загрязнителем.

Физические и химические свойства натурального каучука

Натуральный каучук — аморфное, способное кристаллизоваться твёрдое тело.

Природный необработанный (сырой) каучук — белый или бесцветный углеводород.

Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Набухая и, затем, растворяясь в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике.

Натуральный каучук однороден по своей молекулярной структуре, отличается высокими физическими свойствами, а также технологическими, то есть, способностью обрабатываться на оборудовании заводов резиновой промышленности.

Особенно важным и специфическим свойством каучука является его эластичность (упругость) — способность каучука восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию. Каучук — высокоэластичный продукт, обладает при действии даже малых усилий обратимой деформацией растяжения до 1000%, а у обычных твёрдых тел эта величина не превышает 1%. Эластичность каучука сохраняется в широких температурных пределах, и это является характерным его свойством. Но при долгом хранении каучук твердеет.

При температуре жидкого воздуха –195°C он жёсткий и прозрачный; от 0 ° до 10 °C — хрупкий и уже непрозрачный, а при 20 °C —  мягкий, упругий и полупрозрачный. При нагреве свыше 50 °C он становится пластичным и липким; при температуре 80 °C натуральный каучук теряет эластичность; при 120 °C — превращается  в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Если поднять температуру до 200—250 °C, то каучук разлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов.

Каучук — хороший диэлектрик, он имеет низкую водо- и газопроницаемость. Каучук не растворяется в воде, щёлочи и слабых кислотах; в этиловом спирте его растворимость небольшая, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а уж затем растворяется. Легко окисляется химическими окислителями, медленно — кислородом воздуха. Теплопроводность каучука в 100 раз меньше теплопроводности стали.

Наряду с эластичностью, каучук ещё и пластичен — он сохраняет форму, приобретённую под действием внешних сил. Пластичность каучука, проявляющаяся при нагревании и механической обработке, является одним из отличительных свойств каучука. Так как каучуку присущи эластические и пластические свойства, то его часто называют пласто-эластическим материалом.

При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переход его из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесс происходит не мгновенно, а во времени. При этом в случае растяжения каучук нагревается за счёт выделяющейся теплоты кристаллизации. Кристаллы каучука очень малы, они лишены чётких граней и определённой геометрической формы.

При температуре около –70 °C каучук полностью теряет эластичность и превращается в стеклообразную массу.

Вообще все каучуки, как и многие полимерные материалы, могут находиться в трёх физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Высокоэластическое состояние для каучука наиболее типично.

Каучук легко вступает в химические реакции с целым рядом веществ: кислородом (O2), водородом (H2), галогенами (Cl2,  Br2), серой (S) и другими. Эта высокая реакционная способность каучука объясняется его ненасыщенной химической природой. Особенно хорошо реакции проходят в растворах каучука, в которых каучук находится в виде молекул сравнительно крупных коллоидных частиц.

Почти все химические реакции приводят к изменению физических и химических свойств каучука: растворимости, прочности, эластичности и других. Кислород и, особенно, озон, окисляют каучук уже при комнатной температуре. Внедряясь в сложные и большие молекулы каучука, молекулы  кислорода разрывают их на более мелкие, и каучук, деструктурируясь, становится хрупким и теряет свои ценные технические свойства. Процесс окисления лежит также в основе одного из превращений каучука — перехода его из твёрдого в пластичное состояние.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Сбор растительного материала осуществляли на территории РБ в летне-осенний сезон 2018
г. Места и даты сбора указаны в таблице. Названия всех растений, произрастающих на
территории бывшего СССР, в том числе и РБ, даны, за редкими исключениями, по сводке
С.К. Черепанова []. Предварительный отбор перечня видов исследуемых растений флоры РБ осуществляли
на основе литературных данных, а также собственных визуальных наблюдений наличия или
отсутствия латекса или нитей каучукоподобных веществ. Поскольку вероятность нахождения
природных промышленных запасов каучуконосов невелика, при выборе объектов исследования
также учитывались его ресурсные характеристики при культивировании (разработанная
агротехника и методы интродукции у близкородственных видов, размеры растений, экологические
и биологические особенности). Для исследования Chondrilla graminea и Taraxacum austrouralensis использовали гербарный материал (см. ). В качестве контроля использовали корни однолетних культур признанных каучуконосов
кок-сагыза и крым-сагыза. Собранный растительный материал предварительно высушивали
в проветриваемом помещении при комнатной температуре в течение 15 дней для перевода
всего каучука в коагулированное состояние. Для каждого вида растения использовали
по три экземпляра (n = 3). Затем растительный материал разделяли на корни, листья и стебли (или черешки),
размельчали их ножницами и помещали в керамические ступки с пестиком, которые в дальнейшем
замораживали в течение двух часов при температуре –70 °С. Затем растирали растительный
материал и переносили в предварительно взвешенные микропробирки на 1.5 мл (эппендорфы).
Взвешивали массу растительного порошка (от 0.05 до 0.1 г) и проводили процедуру выделения
из него каучука с использованием полярных растворителей – дистиллированной воды и
ацетона, а также неполярного растворителя гексана, основываясь на методах, описанных
в литературе . Всю процедуру выделения каучука проводили при комнатной температуре. Модифицированный
нами способ микровыделения каучука из растительного материала состоял в следующем.
В растительный порошок массой не меньше 0.05 и не более 0.1 г добавляли 1 мл дистиллированной
воды, перемешивали образцы в течение 30 мин, центрифугировали при 12 000 об./мин в
течение 20 мин, надосадочную жидкость удаляли. Процедуру водной экстракции проводили
дважды для более полного удаления водорастворимых компонентов. Затем в образцы добавляли
по 1 мл ацетона и перемешивали их в течение 3 ч (на встряхивателе “Ротамикс” или орбитальном
шейкере), центрифугировали при 12 000 об./мин, в течение 20 мин, надосадочную жидкость
удаляли. Таким образом, из растительного порошка убирали водный и ацетоновый экстракты,
а каучук благодаря его переходу при сушке в коагулированное состояние и нерастворимость
в полярных растворителях преимущественно продолжал оставаться в этих образцах. Последующую
экстракцию каучука проводили с использованием гексана, который добавляли в количестве
1 мл, образцы перемешивали 16 ч (на встряхивателе “Ротамикс” или орбитальном шейкере).
Затем образцы центрифугировали при 12 000 об./мин, в течение 20 мин, надосадочную
жидкость переносили в новые заранее взвешенные микропробирки на 1.5 мл. Гексановый
экстракт высушивали в термостате при 50 °C в течение 2.5 ч в вытяжном шкафу. Определяли
массу высушенных экстрактивных веществ, которые далее условно называем гексановым
экстрактом. Результаты выражали в виде массовой доли экстрактивных веществ в процентах
к сухой массе растительного материала.

Виды резины и их применение

В зависимости  от структуры резину делят на непористую (монолитную) и пористую.

Непористую резину изготовляют на основе бутадиенового каучука. Она отличается высоким сопротивлением истиранию. Срок износа подошвенной резины в 2—3 раза превышает срок износа подошвенной кожи. Предел прочности резины при растяжении меньше, чем натуральной кожи, но относительное удлинение при разрыве во много раз превышает удлинение натуральной подошвенной кожи. Резина не пропускает воду и практически в ней не набухает.

Резина уступает коже по морозостойкости и теплопроводности, что снижает теплозащитные свойства обуви. И, наконец, резина является абсолютно воздухо- и паронепроницаемой. Непористая резина бывает подошвенная,  кожеподобная, и транспарентная. Обычную непористую резину применяют для изготовления формованных подошв, накладок, каблуков, полукаблуков, набоек и других деталей низа обуви.

Пористые резины применяют в качестве подошв и платформ для весенне-осенней и зимней обуви.

Кожеподобная резина — это резина для низа обуви, изготовленная на основе каучука с  высоким содержанием стирола (до 85%). Повышенное содержание стирола придаёт резинам твёрдость, вследствие чего возможно снижение их толщины до 2,5—4,0 мм при сохранении хороших защитных функций. Эксплуатационные свойства кожеподобной резины сходны со свойствами натуральной кожи. Она обладает высокой твёрдостью и пластичностью, что позволяет создавать след обуви любой  формы. Кожеподобная резина хорошо окрашивается при отделке обуви. Она имеет высокую износостойкость благодаря хорошему сопротивлению истиранию и устойчивости к многократным изгибам.

Срок носки обуви с подошвой из кожеподобной резины составляет 179—252 дня при отсутствии выкрашивания в носовой части. Недостатком этой резины являются невысокие гигиенические свойства: высокая теплопроводность и отсутствие гигроскопичности и воздухонепроницаемости.

Кожеподобную резину выпускают трёх разновидностей: непористой  структуры  с плотностью  1,28 г/см3, пористой структуры, имеющую плотность 0,8-0,95 г/см3, и пористой структуры с волокнистым наполнителем, плотность которых не выше 1,15 г/см3. Пористые резины с волокнистыми  наполнителями называются «кожволон». Эти резины по внешнему виду сходны с натуральной кожей. Благодаря волокнистому наполнителю повышаются их теплозащитные свойства, они отличаются лёгкостью, эластичностью, хорошим внешним  видом. Кожеподобные резины применяют в качестве подошвы и каблука при  изготовлении летней и весенне-осенней обуви клеевого метода крепления.

Транспарентная резина — это полупрозрачный материал с высоким содержанием натурального каучука. Отличается высоким сопротивлением истиранию и твёрдостью, по износостойкости превосходит все виды резин. Транспарентные резины выпускают в виде формованных подошв (вместе с каблуками), с глубоким рифлением на ходовой стороне. Разновидностью транспорентной резины является стиронип, который содержит большее количество каучука. Сопротивление многократному изгибу у стиронипа в три с лишним раза выше, чем у обычных непористых резин. Стиронип применяется при изготовлении обуви клеевого метода крепления.

Резина пористой структуры имеет замкнутые поры, объём которых в  зависимости от вида резины колеблется от 20 до 80 % её общего объёма. Эти резины имеют ряд преимуществ по сравнению с непористыми резинами: повышенные мягкость, гибкость, высокие амортизационные свойства, упругость. Недостатком пористых резин является способность давать усадку, а также выкрашиваться в носочной части при ударах. Для повышения твёрдости  пористых резин в их состав вводят полистирольные смолы.

В настоящее время освоено производство новых видов пористых резин: порокрепа и вулканита. Порокреп отличается красивым цветом, эластичностью, повышенной прочностью. Вулканит — пористая резина с волокнистыми наполнителями, обладающая высокой износостойкостью, хорошей теплозащитностью. Пористые резины применяют в качестве подошв для весенне-осенней и зимней обуви.