Guma je polymér, ktorý môže byť prírodný alebo umelý. Prírodný kaučuk sa získava pomocou latex, ktorý sa produkuje u mnohých druhov tropických rastlín. Ale prakticky celá svetová výroba prírodného kaučuku pochádza z extrakcie latexu z Gumový strom(Hevea brasiliensis).
Na stonke tohto stromu sú urobené rezy a biela tekutina tečie, zhromažďuje sa v miskách a musí sa zhromažďovať často, aby sa zabránilo kontaminácii a hnilobe.
Latex (prírodný kaučuk) sa extrahuje z kaučukovníka (Hevea brasiliensis)
Gumový polymér je prídavný polymér, známy ako polyizoprén, pretože vzniká pridaním 1,4 izoprénových monomérov (metylbut-1,3-diénu):
Táto reakcia je tu zjednodušená, pretože na stromoch sú oveľa zložitejšie a potrebujú enzýmy pôsobiace ako katalyzátory. Hodnota n vo vyššie uvedenom polyizoprénovom vzorci je rádovo 5 000 a prírodný kaučuk je tvorený asi 35% tohto polyméru. Nižšie nájdete makromolekulu polyizoprénu:
Prírodný kaučuk má však niektoré vlastnosti, ktoré sťažujú jeho použitie. Napríklad v chladnom počasí sa stáva tvrdým a krehkým, zatiaľ čo v teple sa stáva mäkkým a lepkavým.
Preto musí prejsť procesom tzv vulkanizácia, ktorý objavil v roku 1839 Charles Goodyear. Je to prídavok síry k polyizoprénu, ktorý porušuje jeho dvojité väzby a vytvára sírne mostíky, ktoré spájajú bočné reťazce a spôsobujú hysteréziu spodnej gumy (ak je napríklad stlačená, rýchlo sa vráti do pôvodného tvaru), nízka trvalá deformácia a veľká pružnosť. Týmto spôsobom sa môže guma použiť na výrobu mnohých výrobkov.
Vedci napodobňovali reakciu, ktorá sa vyskytuje na stromoch kaučuku, začali uskutočňovať polymerizačné reakcie s prídavkom diénových zlúčenín, pričom vzniklo niekoľko druhov syntetických kaučukov. V závislosti od typu monoméru použitého na výrobu polyméru sa dosahujú gumy s rôznymi vlastnosťami.
Najbežnejšie syntetické kaučuky v súčasnosti sú tie, ktoré sa získavajú polymerizáciou acetylénu (buta-1,3-diénu), ktorý tvorí polybutadiéna z chloroprénu (2-chlórbut-1,3-diénu), ktorý produkuje polychlórprénalebo polyneoprénalebo jednoducho neoprén:
V súčasnosti sa viac ako prírodný kaučuk používa syntetický kaučuk. Berú sa do úvahy prírodné aj syntetické elastoméry, tj. látky, ktoré sa pri pôsobení napätia reverzibilným spôsobom menia z neusporiadaných preskupení na lineárne usporiadanie.
Guma použitá v pneumatikách je syntetická, známa ako Buna-S, ktorý je tvorený erytrénom (but-1,3-dién) a styrénom (vinylbenzén), ktorý je v angličtine napísaný styrénteda „S“ na konci. „Na“ tiež pochádza z pôsobenia sodíka (Na - z lat otrium) ako katalyzátor:
Buna-S je a kopolymér, ktorý vzniká pridaním rôznych monomérov. Ďalšími príkladmi syntetických kaučukov, ktoré sú tiež kopolymérmi, sú Buna-N, ktorý sa používa v plynových nádržiach, hadiciach a tesnení, a ABS, ktorá sa tiež používa na výrobu pneumatík, telefónov, puzdier a obalov elektrických spotrebičov.
Buna-N je tvorený erytrénom (but-1,3-dién), odkiaľ pochádza predpona „bu“, a akrylonitril, odkiaľ pochádza nitrilová skupina, a teda „N“ na konci. „Na“ pochádza zo sodíka, ktorý pôsobí ako katalyzátor pri polymerizačnej reakcii tohto kopolyméru:
ABS vzniká spojením troch monomérov: akrylonitrilu (A), but-1,3-diénu (B) a styrénu (S). styrén):
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/borracha-natural-sintetica.htm
