Прымяненне каучуку ў медыцыне і прамысловасці. Прымяненне натуральнага каўчуку: прыклады

Каўчук ўяўляе сабой арганічнае злучэнне, асноўнымі кампанентамі якога з'яўляюцца вуглярод і вадарод. Атрымліваюць яго з адмысловых драўняных раслін, якія часта называюць каучуконосные. Такія прадстаўнікі флоры растуць у тропіках. Іх органы (плады, лісце, галіны, ствол, карані) ўтрымліваюць латекс. Гэтая Млечны вадкасць не з'яўляецца сокам раслін, вучоныя-батанікі дагэтуль сумняюцца ў спецыфіцы яе значэння для жыццядзейнасці расліннага арганізма. Менавіта з латекса ў працэсе каагуляцыі атрымліваецца суцэльная пругкая маса, якая і з'яўляецца натуральным прыродным каучукам.

Гісторыя адкрыцця натуральнага каўчуку

Ўклад Хрыстафора Калумба у развіццё сусветнай цывілізацыі не абмяжоўваецца Вялікімі геаграфічнымі адкрыццямі. Менавіта яго карабель, прыстаў да выспы Эспаньола ў 1493 годзе, павёз у Іспанію першы выраб з каучуку. Гэта быў эластычны прыгучий мяч, які мясцовыя жыхары рабілі з соку гевеи - расліны, які сустракаецца на берагах Амазонкі. Убачыўшы, як індзейцы захоплена падкідвалі дзіўную штучку, якая дасягаючы зямлі, яшчэ і адскокваў, як жывая, нібы здзяйсняючы скачок, іспанцы не на жарт здзівіліся. Паспрабаваўшы патрымаць гэты прыгучий шарык, яны прыйшлі да высновы, што ён дастаткова цяжкі, а яшчэ звярнулі ўвагу на яго ліпкасць і характэрны пах дыму.

Прымяненне каучуку ў індзейцаў гэтым не абмяжоўвалася. Мясцовыя плямёны не толькі гулялі ў гэты мяч, але выкарыстоўвалі яго ў розных рэлігійных абрадах. А сок дрэва, з якога ён атрымліваўся, лічылі святым і называлі яго «Кауч», што ў перакладзе азначае «слёзы дрэва».

Сярод незвычайнага, прывезеных Калумбам у Іспанію, быў і гэты незвычайны мячык. З гэтага часу і пачалася гісторыя прымянення каўчук.

Першыя спробы прымянення

Але еўрапейцы не звярнулі належнай увагі на дзівоцтва індзейцаў. І аж да XVIII стагоддзя не задумваліся над тым, наколькі шырокія і разнастайныя вобласці прымянення каўчук. Толькі калі членамі французскай экспедыцыі, якая пабывала ў трапічных лясах Паўднёвай Амерыкі, ён быў ізноў прывезены ў Еўропу, на яго звярнулі ўвагу. Яшчэ большую цікавасць з'явіўся, калі французскі вучоны Ш. Кондамин, выступаючы на асамблеі Парыжскай акадэміі навук, прадэманстраваў ўзоры гэтага рэчыва, паказаў спосабы магчымага прымянення і вырабы з яго.

шырокае прымяненне натуральнага каўчуку ў Еўропе пачалося прыкладна ў 1770 годзе, калі ў школах з'явілася новая прыналежнасць - гуммиластик, які выкарыстоўвалі для таго, каб сціраць алоўкавыя лініі.

Далей пачаліся актыўныя пошукі магчымых абласцей выкарыстання каўчук. Менавіта да таго часу адносіцца вынаходства шлеек і гумовых нітак. А шатландскі вынаходнік Ч. Макінтош здагадаўся пракласці тонкі пласт гумы паміж двума пластамі тканіны, атрымаўшы такім чынам непрамакальныя тканіна. Гэты матэрыял меў вар'ятку папулярнасць, плашчы з яго атрымалі свой назоў ад імя вынаходніка. Іх называлі Макінтош.

Крах каўчукавай прамысловасці

Пачатковыя спробы наладзіць вытворчасць непрамакальнай абутку не мелі плёну. Галёшы хоць і сталі досыць моднымі на кароткі перыяд часу, але практычнасцю не адрозніваліся. У холад яны маглі парэпацца, а ў спякоту ледзь не растопліваецца і струменілі непрыемны пах.

Энтузіязму вынаходнікаў хапіла ненадоўга. У адзін з тых гадоў на многіх тэрыторыях Еўропы было вельмі спякотнае лета. Пад уздзеяннем высокіх тэмператур вырабы каўчукавай прамысловасці ператварыліся ў жудасна пахла масу. Усе прадпрыемствы гэтай галіны тады абанкруціліся.

Адкрыццё Чарльза Гудьира

І ніхто б больш не ўспомніў пра галёшах і Макінтошах, калі б не ўпартасць амерыканца Чарльза Гудьира. Ён прысвяціў пошуку спосабаў стварэння з каучуку добрага матэрыялу шмат гадоў.

Гудьир праводзіў мноства эксперыментаў, змешваючы каўчук практычна з усім. Ён дадаваў у яго і соль, і перац, і пясок, і нават суп. Выдаткаваўшы ўсе свае грошы і сілы, вынаходнік ўжо было страціў надзею. Але яго намаганні ўсё ж мелі плёну. Дадаўшы ў рэчыва серу, ён выявіў, што і трываласць, і эластычнасць, і тэмпературная ўстойлівасць палепшыліся.

Такім чынам, яму ўдалося удасканаліць каўчук. Ўласцівасці і прымяненне новага злучэння зноў сталі аб'ектам вывучэння навукоўцаў і прамыслоўцаў. Атрыманы Гудьиром матэрыял мы зараз званым гумай, а працэс, падчас якога ён атрыманы - вулканізацыі каўчуку.

гумовы бум

Пасля сенсацыйнага адкрыцця на шчаслівага вучонага пасыпаліся шматлікія прапановы аб куплі патэнта на вынайдзены матэрыял. Прымяненне каўчук для вытворчасці гумы набыло велізарныя маштабы. Для гэтага амаль усе краіны сталі шукаць спосабы вырошчвання ў сябе на тэрыторыі дрэваў-каучуконосов. У гэтым плане больш за ўсё пашанцавала Бразіліі, бо менавіта гэта дзяржава была уладальнікам велічэзных запасаў такіх раслін. Урад Бразіліі прыкладала шмат намаганняў, каб заставацца манапалістам у гэтай сферы, катэгарычна забараняючы вываз насення і маладых раслін гевеи. За гэта злачынства была нават ўведзеная смяротнае пакаранне.

Але ангелец Викгем, які мае шпіёнскую практыку, здолеў пракрасціся на берагі Амазонкі, дзе ўпотай здабыў і адправіў у Брытанію за 70 000 насення каучуконосные дрэва. І хоць у мясцовых селекцыянераў не адразу атрымалася на тэрыторыі з іншым кліматам вырасціць гэта трапічная расліна, дзякуючы іх намаганням праз некаторы час на рынку з'явіўся больш танны і даступны англійская каўчук.

А тым часам прымяненне прыроднага каўчуку стала настолькі шырокім, што колькасць вырабаў з гумы пераваліла за 100 000. Было наладжана вытворчасць велізарнай колькасці новых тавараў: транспарцёрная канвеерных стужак і электраізаляцыі, «гумак» для бялізны, гумавага абутку, дзіцячых паветраных шароў і т. Д . Але асноўнае ўжыванне прыроднага каўчуку было звязана з аўтамабільнай галіной, калі вынайшлі спачатку экипажные, а потым і аўтамабільныя шыны.

Прымяненне гумы і каўчук ў нашай краіне доўга было заснавана на вытворчасці іх з замежнага сыравіны. Толькі калі ў Казахстане выявілі дзьмухаўцы, карані якога ўтрымліваюць каўчук, з'явіліся першыя гумовыя вырабы з айчыннага матэрыялу. Але гэта быў вельмі працаёмкі працэс, так як вылучэнне каучуку з каранёў дзьмухаўца займала вельмі шмат часу з-за нізкай яго канцэнтрацыі (16-28%).

Атрыманне сінтэтычнага каўчуку

Прыродныя рэсурсы натуральнага каўчуку не задавальняюць высокіх патрэбаў насельніцтва ў таварах з гэтага матэрыялу. Цяпер значна больш маштабным з'яўляецца вытворчасць сінтэтычнага каучуку.

С. В. Лебедзеў ў 1910 годзе ўпершыню атрымаў сінтэтычны каўчук. Матэрыялам для вытворчасці быў бутадыен, які вылучаўся з этылавага спірту. Пазней шляхам ажыццяўлення рэакцыі полімерызацыі з ужываннем металічнага натрыю атрымліваўся бутадыенавай сінтэтычны каўчук.

Прамысловая вытворчасць сінтэтычнага каўчуку

У 1925 году С. В. Лебедзеў паставіў для сябе задачу знайсці прамысловы спосаб сінтэзу каўчук. Праз два гады яна была паспяхова вырашана. Лабараторным спосабам былі сінтэзаваны першыя некалькі кілаграм каўчук. Менавіта Лебедзеў заняўся вывучэннем уласцівасцяў гэтага каўчук і распрацоўкай рэцэптаў атрымання з яго неабходных спажыўцу вырабаў.

І ў наступныя гады прымяненне каўчук было найважнейшай задачай работы С. В. Лебедзева. Менавіта па яго метаду на першым у свеце заводзе, якое вырабляе дадзены матэрыял, была атрымана першая партыя гэтага матэрыялу прамысловага маштабу.

У перыяд з 1932 па 1990 Савецкі Саюз быў лідэрам па аб'ёмах вытворчасці ў гэтай галіне. Прымяненне сінтэтычнага каўчуку дазволіла пашырыць асартымент гуматэхнічных тавараў, у прыватнасці: вырабаў з мяккай гумы, падэшваў для абутку, розных труб і шлангаў, герметыкаў і клеяў, фарбаў на латексной аснове і іншых.

Сінтэтычны каўчук: ўласцівасці і прымяненне

Цяпер асартымент сінтэтычных каучукаў значна вырас, калі параўноўваць з сярэдзінай XX стагоддзя. Розныя яго віды могуць моцна адрознівацца хімічным складам і спажывецкімі ўласцівасцямі. Класіфікацыя сінтэтычнага каўчуку заснавана на адрозненні мономеров, якія выкарыстоўваюць пры ім атрыманні. Так, існуюць изопреновый, бутадыенавай, хлоропреновый і іншыя віды. Паводле іншай класіфікацыі, каучукі дзеляць на тыпы ў залежнасці ад характэрнай групы атамаў, якія ўваходзяць у іх склад. Напрыклад, вядомыя тыпы полісульфіднымі, кремнийорганических каучукаў і т. Д.

Асноўны метад атрымання сінтэтычных каучукаў - полімерызацыя Дзісне і алкена. Самымі распаўсюджанымі мономера пры гэтым можна назваць бутадыен, ізапрэну, этылен, акрыланітрыл і інш.

Некаторыя віды полісульфіднымі, поліурэтанавых каўчук атрымліваюць у ходзе рэакцыі полікандэнсацыі.

Каучукі агульнага і спецыяльнага прызначэння

У адпаведнасці з абласцямі прымянення каучукі можна падзяліць на матэрыялы агульнага і спецыяльнага прызначэння. Прадстаўнікі першай групы маюць комплекс уласцівасцяў, якія даюць магчымасць выкарыстоўваць іх для вытворчасці розных тавараў, эластычныя ўласцівасці якіх павінны выяўляцца пры звычайных тэмпературах. А вось прымяненне сінтэтычнага каўчуку спецыяльнага прызначэння прадугледжвае захаванне уласцівасцяў і ў экстрэмальных сітуацыях, напрыклад, пад уздзеяннем марозу і агню, азону і кіслароду і т. Д.

Изопреновый каўчук: прымяненне

Па складзе изопреновый каўчук вельмі падобны з натуральным. Такім чынам, спектр уласцівасцяў гэтых рэчываў шмат у чым супадае.

Да яго недахопаў можна аднесці дрэнную ўстойлівасць да высокіх тэмператур, азону і ўздзеяння прамых сонечных прамянёў. Нізкая когезионная трываласць гумы на іх аснове - гэта ўласцівасць, якое робіць менш запатрабаваным изопреновый каўчук. прымяненне яго абцяжарваецца з-за падвышанай ліпкасць, недастатковай каркасныя і цякучасці. Але ў маналітных вырабах, якія не патрабуюць злучэння вялікай колькасці частак, изопреновые каучукі выкарыстоўваюцца досыць шырока.

каўчукавыя пластыры

Прымяненне каучуку ў медыцыне таксама мае месца. Самае распаўсюджанае выраб медыцынскай прамысловасці, атрыманае з выкарыстанне каўчук, - гэта пластыр. Ён з'яўляецца сумессю каўчук, лекавых і спадарожных рэчываў. Перавагі такіх пластыраў:

• доўгі захаванне Клейкость;
• спалучальнасць з многімі лекавымі сродкамі;
• бясшкоднасць;
• зручнасць ва ўжыванні.

Працэс вытворчасці складаецца ў растварэнні 1 часткі каучуку ў 12 частках бензіну. А затым у раствор ўводзяць іншыя спадарожныя кампаненты: тэрпенцінавага (павялічвае ліпкасць), ланалін (засцерагае ад засыхання), вокіс цынку (аслабляе раздражненне), лекі (ствараюць тэрапеўтычны эфект).

Імплантаты з каучуку

Сапраўды жыццёва важнымі вырабамі з каучуку можна назваць імплантаты чалавечых органаў. Прымяненне каучуку ў іх вытворчасці пачалося параўнальна нядаўна і стала пачаткам новай эры ў развіцці медыцыны.

Імплантатамі трахеі выступаюць матэрыялы з полиактилатов, полисилоксанов, поліамідаў. Штучнае сэрца і яго часткі робяць з полиуретанов і полиоксиланов. Поліэтылен і поліпрапілен з'яўляюцца матэрыялам для вытворчасці імплантатаў частак стрававода, а полівінілхларыду з'яўляецца асноўным кампанентам імплантатаў іншых частак стрававальнай сістэмы. Штучныя крывяносныя пасудзіны вырабляюцца з поліэтылентэрэфталату, политетрафторэтилена і поліпрапілена. Здабыць людзям з абмежаванымі магчымасцямі новыя косці і суставы дапамагаюць полиакрилаты, поліаміды, паліурэтана.

Прымяненне гумы ў прамысловых таварах

Значэнне каучуку ў народнай гаспадарцы велічэзна. Але прымяненне натуральнага каўчуку ў чыстым выглядзе - вялікая рэдкасць. Часцей за ўсё ён выкарыстоўваецца ў выглядзе гумы. Вырабы з гэтага матэрыялу сустракаюцца ў паўсядзённым жыцці на кожным кроку. Гэта і ізаляцыя правадоў, і вытворчасць абутку і адзення, і аўтамабільныя шыны, і многае іншае.

У абутковай прамысловасці выкарыстоўваюцца, як правіла, гумы наступных відаў: сітаватая (падэшва), кожеподобная (ніжняя частка частка абутку), транспарэнтна (абцасы).

Прымяненне прыроднага каўчуку і яго сінтэтычных аналагаў не выпадкова стала паўсюдным. Менавіта яны адказваюць большасці патрэбаў чалавека, з'яўляючыся аднымі з самых універсальных матэрыялаў.