sudd

Gummi (Indisk. cao =träd och ochu =tår) är en samlingsbeteckning för elastiska polymerer som gummi tillverkas av. Gummi kan vara vulkaniserat, ovulkaniserat eller förvulkaniserat.

Vissa typer av gummi som produceras av växter är:naturgummi, balata, chicle gum, guttaperka och guayule gummi (Parthenium argentatum ). Naturgummi, tillverkat av latex (gummiträdets mjölkiga saft (Hevea brasiliensis )), är den ekonomiskt viktigaste. Syntetgummi, som idag täcker cirka 60 % av den globala efterfrågan, finns i många former. Dessutom förstås factice och gummiregenerering också som gummi.

Historik

Förcolumbiansk period

Folken i Mesoamerika och ursprungsbefolkningen i Amazonia använde naturgummi på en mängd olika sätt. Det mest kända är det mesoamerikanska bollspelet med en solid gummiboll. Dess vattenavvisande egenskap var också känd, så tyg belades med det; Mayafolket sägs ha försett sina fötter med en begränsad hållbar gummibeläggning.

De äldsta kända föremålen gjorda av gummi går tillbaka till 1600 f.Kr.

Bortom Centralamerika

Till en början nådde nyheten om gummi från Centralamerika bara ett fåtal personer i Europa, som kejsar Karl V, för vilken Hernán Cortés visade ett aztekiskt bollspelslag. Det var endast genom böcker som kunskap gjordes tillgänglig för allmänheten. År 1615 beskrev Juan de Troquemadas i "De la Monarquia Indiana" hur indianerna gjorde föremål vattenavvisande och conquistadoren Bernal Díaz del Castillo omkring 1520 hur aztekiska bollspelare. Detta konto upptäcktes och publicerades dock inte förrän 1632 i ett bibliotek i Madrid.

På en vetenskaplig expedition för Paris vetenskapsakademi från 1735 till 1745 i Amazonas, observerade Charles Marie de La Condamine hur gummi användes och beskrev den indiska produktionsmetoden. Detta utlöste ytterligare rapporter och de första europeiska experimenten med det nya materialet:1761 hittades ett lösningsmedel för fast gummi, runt 1770 skapades suddgummi, 1791 en första patenterad process av Samuel Peal för att applicera gummi löst i terpentin på tyg, 1824 första regnrocken eller Macintosh och Wellington-stövlarna. Dessa tidiga gummistövlar gjordes kända av Arthur Wellesley, 1:e hertig av Wellington i England i början av 1800-talet. Trots dessa och andra framgångar var materialet fortfarande svårt att använda eftersom det började fastna när det var varmt och blev skört när det var kallt.

Gummibom och krasch

Efter att Charles Goodyear uppfann vulkaniseringsprocessen 1839 skedde en gummiboom i Amazonasregionen mellan 1839 och 1910, vilket gjorde städerna Manaus och Belém till de rikaste regionerna i Brasilien på den tiden. Vid den tiden skapades Teatro Amazonas i Manaus, som öppnade den 7 januari 1897 med La Gioconda öppnades av Amilcare Ponchielli och den 364 km långa Madeira Mamoré Railway (EFMM). Detta var för att transportera gummi från områden i Amazonas som var svåra att nå med fartyg till Porto Velho på Rio Madeira. Järnvägsförbindelsen nämndes till och med i Petrópolis-fördraget, mellan Bolivia och Brasilien, eftersom man där kom överens om en förlängning av linjen från den brasilianska gränsstaden Guajará-Mirim på Río Mamoré till den bolivianska staden Riberalta. Denna byggdes dock aldrig eftersom gummibommen tog slut innan dess.

Efter att gummi i form av gummi blev ett viktigt material gjordes försök att odla gummiträd i plantager. De var bara framgångsrika utanför Sydamerika, som engelsmännen i sina kolonier i Asien. Redan 1876 hade engelsmannen Henry Wickham smugglat runt 70 000 gummifrön från Brasilien till brittiska Ceylon (nuvarande Sri Lanka), men det var först i början av 1900-talet innan större mängder från Asien kom ut på marknaden. Ett annat viktigt produktionsområde var det tropiska Afrika. Särskilt i Fristaten Kongo under Leopold II:s styre tvingades lokalbefolkningen att samla in gummi med brutala metoder ("Kongo grymheter"); invånarna utnyttjades även för detta ändamål i franska koloniala områden som Gabon och Centralafrikanska republiken.

Med plantagerna utanför Brasilien kunde priset pressas ner och gummiboomen i Amazonia tog slut. Även om den stora efterfrågan under första världskriget ledde till ett uppsving, höll detta inte i sig. Förutom brasilianarna led även britterna av det låga priset, varför de 1920 utarbetade Stevenson-planen (en:Stevenson-planen), en gummikartell som i första hand gick på bekostnad av den största konsumenten, USA. Vid den tiden kom Henry Ford på planen att själv odla gummi i Brasilien. I det som nu är Fordlândia, i kommunen Aveiro, sysselsatte Ford upp till 5 000 arbetare på 1920-talet, men på grund av olika svårigheter, såsom allvarliga angrepp av svampen Microcyclus ulei som finns i Brasilien , projektet misslyckades. 1934 gjordes ett nytt försök att stabilisera priset på gummi (sv:International Rubber Regulation Agreement).

Gummibrist under världskrigen

Under båda världskrigen förlorade Tyskland tillgången till sina gummikällor, vilket ledde till att man letade efter alternativ. Under första världskriget tillverkade Fritz Hofmann så kallat metylgummi, ett gummiersättningsmedel, av dimetylbutadien.

Gummi blev också ont om under andra världskriget. Denna gång inte bara för de europeiska axelmakterna, utan också för de allierade, eftersom de asiatiska plantagerna hade erövrats av Japan.

I Tyskland har I.G. Färger från 1935 på Bunafabriken styrenbutadiengummi. I Schkopau användes till exempel brunkol som råvara och det nödvändiga vätet kom från grannverket Leuna.

Från 1940 lagrade den amerikanska staten Rubber Reserve Company naturgummi eftersom USA befarade ett leveransstopp vid en japansk attack i Asien. När detta hände började USA från 1941 bygga 15 statligt finansierade fabriker för Buna-gummi. Patenten för styrenbutadiengummi innehades av Standard Oil i New Jersey, som genom ett avtal med I.G. Farben vägrade att släppa Buna-patenten för den amerikanska marknaden, varpå en undersökningskommission anklagade företaget för en "fortsatt konspiration till förmån för Tyskland" och Harry S. Truman talade om "förräderi" på en presskonferens. Den amerikanska kongressen beslutade att släppa Buna-patenten för Amerika. 1943 översteg USA:s produktion av 185 175 ton "Government Rubber" den tyska produktionen på 110 569 ton för första gången och kunde ökas till över 730 000 ton i slutet av kriget.

Det har gjorts försök att använda andra gummiavgivande växter. Under den ryska kampanjen fångade den tyska Wehrmacht ryskt forskningsmaterial om användningen av maskros (Taraxacum kok-saghyz Rodin) för gummiproduktion. Det fanns tyska planer 1944 att odla maskrosor på 120 000 hektar i Östeuropa, eftersom de innehöll mellan 6 % och 10 % gummi i rötterna, men detta blev omöjligt på grund av krigets gång. I USA, Guayule (Parthenium argentatum ) studerades som en ersättningsväxt under andra världskriget. Även här är gummi huvudsakligen koncentrerat i rötterna, med en andel på 7% till 10%.

Syntetgummi

Omkring 1860 kunde Greville Williams destillera isopren från naturgummi och molekylformeln C₅ H₈ bestämma. På så sätt gjorde han det möjligt för Gustave Bouchardat 1879 att för första gången tillverka syntetiskt gummi i en process som varade flera månader genom att värma isopren som erhållits från gummi med saltsyra och erhålla en gummiliknande substans. Omkring 1900 producerade J. Kondakow det första helsyntetiska gummit av dimetylbutadien och redan 1909 beviljades det första patentet för tillverkning av syntetiskt gummi till Fritz Hofmann. 2 500 ton av den tillverkades i Bayer i Leverkusen från 1915 till 1918.

Det första kommersiellt gångbara syntetiska gummit var styren-butadiengummi (SBR), en emulsionspolymer av 1,3-butadien och styren utvecklad av Walter Bock 1929. 1930 utvecklade Erich Konrad och Eduard Tschunkur butadien-akrylnitrilgummi (NBR) och i USA skapade DuPont kloroprengummi (CR), som nu säljs som neopren. Silikongummi skapades i USA 1942 och fluorgummi 1948. Under åren som följde utvecklades fler och fler syntetiska gummin skräddarsydda för specifika behov.

Naturgummi

De gamla mesoamerikanerna var omedvetna om vulkanisering, så de åstadkom omvandlingen av latex till ett gummiliknande material genom att lägga till träd- och växtsafter.

I Brasilien kan naturgummi fortfarande endast erhållas till stora kostnader som en samlarprodukt (extraktivism). Denna ekologiskt felfria, hållbara förvaltning erbjuder många lokalbefolkning en självständig, anständig tillvaro. (se även:Chico Mendes)

Handelsformulär

Naturgummi kan säljas som vätska, vilket gör det enkelt att blanda senare. För detta ändamål förtjockas trädsaften på plats och stabiliseras med ammoniak. Om naturgummi är förvulkaniserat förblir det fortfarande flytande.

Naturgummi kan även säljas som ett fast material. För att göra detta koaguleras vätskan (som får den att koagulera). Sedan tvättas, torkas och formas det fuktiga materialet på olika sätt. Några traditionella affärer är:rökta lakan, lufttorkade lakan, bleka crepes (tvättade) och bruna crepes (otvättade).

• Crepe-gummi:Naturgummit är koagulerat med natriumsulfit. Gummit löper genom räfflade rullar och slutligen några släta rullar.

• Gummi:Naturgummit koaguleras med en svag myrsyra eller ättiksyra. Gummit valsas sedan i ett valsverk till en slät remsa några millimeter tjock och cirka en halv meter bred och den sista valsen präglar ett karakteristiskt mönster.

Efter att ha separerats i 'sheets' eller 'crepes' ca 1 meter långa torkas dessa, sorteras efter kvalitet och säljs i balar på ca 100 kg.

Idag är naturgummi, tillverkat med nationellt standardiserade processer, det vanligaste. Exempel på dessa metoder är:Thai Tested Rubber (TTR), Standard Indonesian Rubber (SIR) eller Standard Malaysian Rubber (SMR).

Naturgummi kan även säljas i form av ett pulver.

Världsproduktion

De fem viktigaste länderna för produktion av naturgummi idag är Thailand, Indonesien, Malaysia, Indien och Folkrepubliken Kina. De största afrikanska producenterna är:Elfenbenskusten, Nigeria och Liberia. Världsproduktionen uppgår till 7,6 miljoner ton (torrvikt, 2003) per år, varav 80 % exporteras. Huvudkunderna är USA, Japan, Kina, Tyskland och Frankrike.

Källa:Handelsblatt - Världen i siffror (2005)

Hälsa

En allergi, den så kallade latexallergin, kan uppstå mot naturgummi – egentligen mot spår av protein som det innehåller. Även om den är relativt utbredd är den exakta prevalensen inte känd; det uppskattade värdet är 3-20%. Det är dock känt att personer som ofta kommer i kontakt med naturgummi utgör en riskgrupp som lider av denna allergi betydligt oftare. Det är läkare, operationssköterskor, sjuksköterskor, men även barn som ofta måste opereras. Använder du istället rent, syntetiskt gummi är detta möjligt utan problem. Vissa plaster innehåller dock naturlatex utan märkning, vilket kan vara mycket problematiskt, särskilt för patienter med denna allergi.

Syntetgummi

Huvudartikel:Syntetgummi

Idag tillverkas gummi huvudsakligen syntetiskt genom polymerisation. Det är mestadels tillverkat av styren och butadien, andra råvarubaser är styrenakrylat, rent akrylat, vinylacetat.

Polymerkedjorna är vanligtvis uppbyggda av kolväten. Kedjor baserade på silikoner eller andra föreningar är också möjliga.

Världsproduktion

För närvarande står syntetgummi för cirka 60 % av den totala efterfrågan på gummi. 1998, enligt International Institute for Synthetic Rubber Producers (IISRP), var försäljningen 10,4 miljoner ton, varav 70 % gick till bilindustrin. De mest sålda syntetiska kvaliteterna är:styren-butadiengummi (SBR), polybutadiengummi (BR), nitrilgummi (NBR), kloroprengummi (CR) och etylen-propylen-diengummi (EPDM). Styrenbutadienlatex (SBL) är viktigt för mattindustrin och silikongummi (SI) för applikationer vid temperaturer upp till 300 °C.

Kemisk struktur

Naturgummi består av polymeriserat isopren (2-metyl-1,3-butadien) med en extremt enhetlig struktur (cis-1,4-polyisoprenhalt> 99%); dess genomsnittliga molmassa är extraordinärt hög på cirka 2 miljoner g·mol.

Materialegenskaper

Gummits egenskaper förändras avsevärt till följd av vulkanisering. Dessutom används gummi nu i allmänhet som en blandning.

Ovulkaniserat gummi är viskoelastiskt, vilket innebär att efter att en yttre kraft applicerats, töjs materialet långsamt till sin slutliga förlängning och återgår inte helt till sin ursprungliga form efter att kraften avlägsnats. Efter vulkanisering visar gummi två viktiga elasticitetsområden:Vid höga temperaturer är materialet fortfarande viskoelastiskt, medan det vid låga temperaturer uppvisar ett elastiskt beteende. Men om temperaturen sjunker under glasets övergångstemperatur blir gummit hårt och sprött.

Vulkaniserat naturgummi är särskilt elastiskt (även vid låga temperaturer) och har hög draghållfasthet.

Ytterligare bearbetning

Gummit kompletteras vanligtvis med fyllmedel som kimrök, t.ex. B. att öka nötningsbeständigheten hos bildäck, mjukgörare, factice (tvärbundna mineral- eller vegetabiliska oljor med gummiliknande egenskaper), tvärbindningskemikalier, åldringshämmare, flamskyddsmedel och pigment eller färgämnen. Ytterligare tillägg är möjliga beroende på kraven på slutprodukten.

Både naturgummi och syntetiskt gummi är vulkaniserat.

Gummi kan vidarebearbetas till poröst gummi, även känt som skumgummi, där det elastiska skummet har en helt sluten porstruktur för att öppna helt kan ha. På så sätt kan inte bara material och därmed kostnader sparas utan även vissa mekaniska egenskaper hos profilen, som t.ex. B. hårdheten kan ändras.

produkter

Mellan 65 % och 70 % av allt gummi går till tillverkning av bildäck.

Naturgummi kan användas som enda polymer eller i blandningar med syntetiska gummin. Nackdelen är att naturgummi kan lösas upp när det kommer i kontakt med solljus eller UV-ljus eller med fetter.

De huvudsakliga användningsområdena är bindemedel för pappersbeläggning, mattunderlag och doppade artiklar som t.ex t.ex. tunna handskar.

I skummad form används gummi till madrasser och svampar. Det finns också i mycket tunna filmer för kondomer, handskar eller ballonger och i tjockare filmer för tillverkning av formar, lastbils- och bildäck, motorfästen och olika gummi-/metallblandningar.

En annan viktig tillämpning är gummitätningsprofiler. På grund av de gynnsamma väderegenskaperna används främst EPDM för detta. Tätningssystemen tillverkas genom extrudering och flockas ofta, lamineras och/eller målas i efterföljande efterbehandlingsprocesser.

Plagg och andra artiklar gjorda av caoutchouc (latex) eller gummi irriterar huden och andra sinnen (lukt, optik) på ett speciellt sätt (värme - kyla, fukt, betoning på kroppsformer) och tjänar därmed gummifetischism.

Referenser

Georg Abts:Introduktion till gummiteknik . Hanser-Verlag, 2007, ISBN 3-446-40940-8

• gutta-percha
• Chicle
• Balata
• Vulkanisering
• Vulkameter

Individuella bevis

1. ↑ "Fords besatthet av gummi. En emperisk studie av irrationell beslutsamhet
2. ↑ Jochen Streb, Utvecklingen av syntetgummiindustrin i Tyskland och USA före och under andra världskriget
3. ↑ Odling av maskros för framställning av gummi
4. ↑ Beskärningsdatabas Maskros
5. ↑ Guayule gröda databas
6. ↑ https://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/284/5422/1988
7. ↑ Latexallergiinformationsföreningen