Kumi on orgaaninen yhdiste, jonka pääkomponentit ovat hiili ja vety. Sitä saadaan erityisistä puumaisista kasveista, joita kutsutaan usein kumikasveiksi. Tällaiset kasviston edustajat kasvavat tropiikissa. Niiden elimet (hedelmät, lehdet, oksat, runko, juuret) sisältävät lateksia. Tämä maitomainen neste ei ole kasvien mehua, kasvitieteilijät epäilevät edelleen sen merkityksen erityispiirteitä kasviorganismin elämälle. Lateksista koagulaatioprosessissa saadaan jatkuva elastinen massa, joka on luonnonkumia.
Luonnonkumin löytämisen historia
Kristoffer Kolumbuksen panos maailman sivilisaation kehitykseen ei rajoitu suuriin maantieteellisiin löytöihin. Hänen aluksensa laskeutui Hispaniolan saarelle vuonna 1493 ja vei ensimmäisen kumituotteen Espanjaan. Se oli joustava pomppiva pallo, jonka paikalliset tekivät hevean mehusta, joka on löydettyAmazonin rannoilla. Nähdessään, kuinka intiaanit oksentivat innostuneesti outoa pientä esinettä, joka myös pomppii maahan ikään kuin elävänä, ikään kuin tekisi hypyn, espanjalaiset yllättyivät vakavasti. Yritettyään pitää kiinni tästä pomppivasta pallosta he tulivat siihen tulokseen, että se oli melko painava, ja huomasivat myös sen tahmeuden ja ominaisen savun hajun.
Intiaanien kumin käyttö ei rajoittunut tähän. Paikalliset heimot eivät vain pelanneet tätä palloa, vaan käyttivät sitä erilaisissa uskonnollisissa seremonioissa. Ja sen puun mehua, josta se saatiin, pidettiin pyhänä ja sitä kutsuttiin "cauchuksi", joka tarkoittaa käännöksessä "puun kyyneleitä".
Kolumbuksen Espanjaan tuomien uteliauksien joukossa oli tämä epätavallinen pallo. Siitä lähtien kumin käytön historia alkoi.
Ensimmäiset hakuyritykset
Mutta eurooppalaiset eivät kiinnittäneet riittävästi huomiota intiaanien uteliaisuuteen. Ja XVIII vuosisadalle asti kukaan ei ajatellut kuinka laajat ja monipuoliset kumin käyttöalueet ovat. Vasta kun ranskalaisen retkikunnan jäsenet, jotka vierailivat Etelä-Amerikan trooppisissa metsissä, tuotiin jälleen Eurooppaan, he kiinnittivät häneen huomiota. Vielä suurempi kiinnostus heräsi, kun ranskalainen tiedemies Ch. Condamine, joka puhui Pariisin tiedeakatemian kokouksessa, esitteli näytteitä tästä aineesta, osoitti mahdollisia käyttötapoja ja tuotteita siitä.
Luonnonkumin laaja käyttö alkoi Euroopassa noin vuonna 1770, jolloin kouluihin ilmestyi uusi lisävaruste - kumilasti, jota käytettiin kynäviivojen poistamiseen.
Seuraava alkoiaktiivisen kumin mahdollisten käyttötarkoitusten etsiminen. Tuohon aikaan henkselien ja kumilankojen keksintö juontaa juurensa. Ja skotlantilainen keksijä C. Mackintosh arvasi asettaneensa ohuen kumikerroksen kahden kangaskerroksen väliin, jolloin saatiin vedenpitävä kangas. Tämä materiaali oli hullun suosittua, sen sadetakit saivat nimensä keksijän nimestä. Niitä kutsuttiin Maceiksi.
Kumiteollisuuden romahdus
Ensimmäiset yritykset saada aikaan vedenpitävien kenkien tuotantoa epäonnistuivat. Galoshes, vaikka niistä tuli melko muodikkaita lyhyen ajan, eivät eronneet käytännöllisyydestä. Kylmässä ne voivat halkeilla, ja kuumuudessa ne melkein sulaivat ja niistä tuli epämiellyttävää hajua.
Keksijöiden innostus ei kestänyt kauan. Yhtenä noista vuosista monissa osissa Eurooppaa oli erittäin kuuma kesä. Korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta kumiteollisuuden tuotteet muuttuivat kamal alta haisevaksi massaksi. Kaikki tämän alan yritykset menivät sitten konkurssiin.
Charles Goodyearin löytö
Eikä kukaan olisi ajatellut kalosseja ja mackintosseja, ellei amerikkalaisen Charles Goodyearin sinnikkyys olisi ollut. Hän omisti monta vuotta löytääkseen tapoja tehdä hyvää materiaalia kumista.
Goodyear teki paljon kokeita sekoittaen kumia melkein kaikkeen. Hän lisäsi siihen suolaa, pippuria, hiekkaa ja jopa keittoa. Kun keksijä oli käyttänyt kaikki rahansa ja voimansa, hän menetti jo toivonsa. Mutta hänen ponnistelunsa kruunasi kuitenkin menestys. Lisäämällä rikkiä aineeseen hän havaitsiettä lujuus, elastisuus ja lämpötilan kestävyys ovat parantuneet.
Siksi hän onnistui parantamaan kumia. Uuden yhdisteen ominaisuudet ja käyttö on jälleen tullut tiedemiesten ja teollisuusmiesten tutkimuskohteena. Goodyearin hankkimaa materiaalia kutsutaan nykyään kumiksi, ja prosessi, jolla se saadaan, on kumin vulkanointi.
Kumipuomi
Sensaatiomaisen löydön jälkeen onnekkaalle tiedemiehelle satoi lukuisia tarjouksia ostaa patentti keksitylle materiaalille. Kumin käyttö kumin valmistuksessa on tullut v altavaksi. Tätä varten melkein kaikki maat alkoivat etsiä tapoja kasvattaa kumipuita alueellaan. Tässä suhteessa Brasilia oli onnekkain, koska juuri tämä v altio oli tällaisten kasvien v altavien varojen omistaja. Brasilian hallitus teki paljon ponnisteluja pysyäkseen monopolina tällä alueella ja kielsi kategorisesti siementen ja nuorten Hevea-kasvien viennin. Tästä rikoksesta otettiin käyttöön jopa kuolemanrangaistus.
Mutta vakoilua harjoittava englantilainen Wickham onnistui tunkeutumaan Amazonin rannoille, missä hän hankki ja lähetti salaa 70 000 kumipuun siementä Britanniaan. Ja vaikka paikalliset kasvattajat eivät heti onnistuneet kasvattamaan tätä trooppista kasvia alueella, jolla on erilainen ilmasto, heidän ponnistelujensa ansiosta markkinoille ilmestyi jonkin ajan kuluttua halvempaa ja edullisempaa englantilaista kumia.
Sillä välin luonnonkumin käyttö on yleistynyt niin laajasti, että kumituotteiden määrä on ylittänyt 100 000 kappaletta.uusien tuotteiden määrä: kuljetinhihnat ja sähköeristeet, liinavaatteiden "kuminauhat", kumikengät, lasten ilmapallot jne. Luonnonkumin pääasiallinen käyttötarkoitus liittyi kuitenkin autoteollisuuteen, kun ensimmäiset vaununrenkaat keksittiin ja sitten auton renkaat.
Kumin ja kumin käyttö maassamme on pitkään perustunut niiden tuotantoon ulkomaisista raaka-aineista. Vasta kun Kazakstanista löydettiin voikukkia, joiden juuret sisältävät kumia, ilmestyivät ensimmäiset kotimaisesta materiaalista valmistetut kumituotteet. Mutta se oli erittäin työläs prosessi, koska kumin uuttaminen voikukan juurista kesti hyvin kauan sen alhaisen pitoisuuden vuoksi (16-28 %).
Synteettisen kumin hankkiminen
Luonnonkumin luonnonvarat eivät täytä väestön suuria tarpeita tästä materiaalista valmistettujen tavaroiden suhteen. Nyt synteettisen kumin tuotanto on paljon suurempaa.
S. V. Lebedev vuonna 1910 sai ensimmäistä kertaa synteettistä kumia. Valmistusmateriaalina oli butadieeni, joka eristettiin etyylialkoholista. Myöhemmin, suorittamalla polymerointireaktio natriummetallilla, saatiin synteettistä butadieenikumia.
Synteettisen kumin teollinen tuotanto
Vuonna 1925 SV Lebedev asetti itselleen tehtävän löytää teollinen menetelmä kumin synteesiä varten. Kaksi vuotta myöhemmin se ratkaistiin onnistuneesti. Ensimmäiset kilot kumia syntetisoitiin laboratoriossa. Lebedev otti vastaantutkia tämän kumin ominaisuuksia ja kehittää reseptejä kuluttajalle välttämättömien tuotteiden saamiseksi siitä.
Ja seuraavina vuosina kumin käyttö oli S. V. Lebedevin työn tärkein tehtävä. Hänen menetelmänsä mukaan ensimmäinen erä tätä materiaalia teollisessa mittakaavassa hankittiin maailman ensimmäisessä tätä materiaalia tuottavassa tehtaassa.
Ajanjaksolla 1932-1990 Neuvostoliitto oli tämän alan tuotannon johtaja. Synteettisen kumin käyttö mahdollisti kumituotteiden valikoiman laajentamisen, erityisesti: pehmeät kumituotteet, kengänpohjat, erilaiset putket ja letkut, tiivisteet ja liimat, lateksipohjaiset maalit ja muut.
Synteettisen kumin ominaisuudet ja sovellukset
Nyt synteettisten kumien valikoima on kasvanut merkittävästi verrattuna 1900-luvun puoliväliin. Sen eri tyypit voivat poiketa suuresti kemiallisesta koostumuksesta ja kuluttajaominaisuuksista. Synteettisen kumin luokitus perustuu sen valmistuksessa käytettävien monomeerien eroihin. Joten on olemassa isopreeni, butadieeni, kloropreeni ja muut tyypit. Toisen luokituksen mukaan kumit jaetaan tyyppeihin niiden koostumuksen muodostavien atomien tyypillisen ryhmän mukaan. Esimerkiksi polysulfidityypit, organopiikumit jne. tunnetaan.
Synteettisten kumien pääasiallinen valmistusmenetelmä on dieenien ja alkeenien polymerointi. Yleisimmät monomeerit voidaan tässä tapauksessa kutsua butadieeniksi, isopreeniksi, eteeniksi, akryylinitriiliksi jne.
Polykondensaatioreaktion aikana saadaan tietyntyyppisiä polysulfidi- ja polyuretaanikumeja.
Kumit yleisiin ja erikoistarkoituksiin
Sovelluksien mukaan kumit voidaan jakaa yleis- ja erikoismateriaaleihin. Ensimmäisen ryhmän edustajilla on joukko ominaisuuksia, jotka mahdollistavat niiden käytön erilaisten tavaroiden valmistukseen, joiden elastisten ominaisuuksien tulisi ilmetä tavallisissa lämpötiloissa. Mutta synteettisen kumin käyttö erityistarkoituksiin edellyttää ominaisuuksien säilymistä äärimmäisissä tilanteissa, esimerkiksi pakkasen ja tulen, otsonin ja hapen vaikutuksesta jne.
Isopreenikumipinnoite
Isopreenikumin koostumus on hyvin samanlainen kuin luonnonkumin. Näin ollen näiden aineiden ominaisuudet ovat suurelta osin samat.
Sen haittoja ovat huono kestävyys korkeita lämpötiloja, otsonia ja suoraa auringonvaloa vastaan. Niihin perustuvan kumin alhainen koheesiolujuus on ominaisuus, joka tekee isopreenikumista vähemmän suositun. Sen käyttö on vaikeaa lisääntyneen tahmeuden, riittämättömän rungon ja juoksevuuden vuoksi. Mutta monoliittisissa tuotteissa, joissa ei vaadita useiden osien yhdistämistä, isopreenikumia käytetään laaj alti.
Kumipaikat
Kumin käyttöä lääketieteessä tapahtuu myös. Lääketeollisuuden yleisin kumin käytöstä saatu tuote on laastari. Se on sekoitus kumia, lääkkeitä jasamank altaiset aineet. Näiden korjaustiedostojen edut:
- pitkä tahmea;
- yhteensopivuus monien lääkkeiden kanssa;
- harmittomuus;
- helppokäyttöisyys.
Tuotantoprosessissa liuotetaan 1 osa kumia 12 osaan bensiiniä. Ja sitten liuokseen lisätään muita mukana tulevia komponentteja: tärpätti (lisää tahmeutta), lanoliini (suojaa kuivumiselta), sinkkioksidi (vähentää ärsytystä), lääkkeet (luovat terapeuttisen vaikutuksen).
Kumiimplantit
Todella tärkeät kumituotteet ovat ihmisen elinimplantteja. Kumin käyttö niiden tuotannossa alkoi suhteellisen äskettäin ja merkitsi uuden aikakauden alkua lääketieteen kehityksessä.
Henkitorven implantit ovat polyaktylaateista, polysiloksaaneista ja polyamideista valmistettuja materiaaleja. Tekosydän ja sen osat on valmistettu polyuretaaneista ja polyoksylaaneista. Polyeteeni ja polypropeeni ovat materiaalia ruokatorven osien implanttien valmistukseen, ja polyvinyylikloridi on ruoansulatuskanavan muiden osien implanttien pääkomponentti. Keinotekoiset verisuonet valmistetaan polyeteenitereftalaatista, polytetrafluorietyleenistä ja polypropeenista. Polyakrylaatit, polyamidit, polyuretaanit auttavat vammaisia löytämään uusia luita ja niveliä.
Kumin käyttö teollisuustuotteissa
Kumin merkitys kansantaloudessa on v altava. Mutta luonnonkumin käyttö puhtaassa muodossaan on suuriharvinaisuus. Useimmiten sitä käytetään kumin muodossa. Tästä materiaalista valmistettuja tuotteita löytyy jokaisesta arjesta. Tämä sisältää lankojen eristyksen, kenkien ja vaatteiden sekä autonrenkaiden tuotannon ja paljon muuta.
Kenkäteollisuudessa käytetään pääsääntöisesti seuraavia kumityyppejä: huokoinen (pohja), nahkamainen (kengän alaosa), läpinäkyvä (korkokengät).
Luonnonkumin ja sen synteettisten analogien käyttö ei ole yleistynyt sattum alta. Ne täyttävät suurimman osan ihmisten tarpeista ja ovat yksi monipuolisimmista materiaaleista.
