Guma to polimer, który może być naturalny lub sztuczny. Kauczuk naturalny pozyskiwany jest poprzez lateks, który jest produkowany w wielu gatunkach roślin tropikalnych. Ale praktycznie cała światowa produkcja kauczuku naturalnego pochodzi z ekstrakcji lateksu z Kauczukowiec(Hevea brasiliensis).
Na pniu tego drzewa wykonuje się nacięcia, a biały płyn spływa, zbierany w miskach i musi być zbierany często, aby uniknąć zanieczyszczenia i gnicia.
Lateks (kauczuk naturalny) jest pozyskiwany z drzewa kauczukowego (Hevea brasiliensis)
Polimer gumowy to polimer addycyjny, znany jako poliizopren, ponieważ powstaje przez dodanie 1,4 monomerów izoprenowych (metylobut-1,3-dien):
Ta reakcja zachodzi tutaj w sposób uproszczony, ponieważ w drzewach są one znacznie bardziej złożone i potrzebują enzymów pełniących rolę katalizatorów. Wartość n w powyższym wzorze poliizoprenu jest rzędu 5000, a kauczuk naturalny składa się z około 35% tego polimeru. Zobacz makrocząsteczkę poliizoprenu poniżej:
Kauczuk naturalny ma jednak pewne właściwości, które utrudniają jego użytkowanie. Na przykład w chłodne dni staje się twardy i kruchy, podczas gdy w upale staje się miękki i lepki.
Dlatego musi przejść przez proces zwany wulkanizacja, który został odkryty w 1839 roku przez Charlesa Goodyeara. Jest to dodatek siarki do poliizoprenu, który rozbija jego podwójne wiązania i tworzy mostki siarkowe, które łączą łańcuchy boczne i powodują histerezę dolnej gumy (jeśli zostanie np. ściśnięta, szybko wróci do pierwotnego kształtu), małe odkształcenie trwałe i duże elastyczność. W ten sposób gumę można wykorzystać do produkcji wielu produktów.
Naśladując reakcję zachodzącą w drzewach kauczukowych, naukowcy zaczęli przeprowadzać reakcje polimeryzacji z dodatkiem związków dienowych, tworząc kilka rodzajów kauczuków syntetycznych. W zależności od rodzaju monomeru użytego do produkcji polimeru uzyskuje się kauczuki o różnych właściwościach.
Obecnie najpowszechniejszymi kauczukami syntetycznymi są te otrzymywane przez polimeryzację acetylenu (buta-1,3-dienu), który tworzy polibutadien, oraz z chloroprenu (2-chlorobut-1,3-dien), który wytwarza polichloropren, lub polineopren, lub po prostu, neopren:
Obecnie kauczuki syntetyczne są używane częściej niż kauczuki naturalne. Uwzględniane są zarówno naturalne, jak i syntetyczne elastomery, to znaczy substancje, które pod wpływem napięcia zmieniają się z nieuporządkowanych przegrupowań w układy liniowe w sposób odwracalny.
Guma stosowana w oponach jest syntetyczna, znana jako Buna-S, tworzony przez erytren (but-1,3-dien) i styren (winylobenzen), który w języku angielskim jest napisany styrenestąd „S” na końcu. „Na” również pochodzi od działania sodu (Na – z łac. wtriumf) jako katalizator:
Buna-S jest kopolimer, powstające przez dodanie różnych monomerów. Inne przykłady kauczuków syntetycznych, które są również kopolimerami, to: Buna-N, który jest stosowany w wyściółkach zbiorników gazu, węży i uszczelek oraz ABS, który jest również wykorzystywany do produkcji opon, telefonów, obudów urządzeń elektrycznych i opakowań.
Buna-N składa się z erytrenu (but-1,3-dien), skąd pochodzi przedrostek „bu”, oraz akrylonitryl, z którego pochodzi grupa nitrylowa, stąd „N” na końcu. „Na” pochodzi od sodu, który działa jako katalizator w reakcji polimeryzacji tego kopolimeru:
ABS powstaje z połączenia trzech monomerów: akrylonitrylu (A), but-1,3-dienu (B) i styrenu (S). styren):
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/borracha-natural-sintetica.htm
