Kummi on orgaaniline ühend, mille põhikomponendid on süsinik ja vesinik. Seda saadakse spetsiaalsetelt puittaimedelt, mida sageli nimetatakse kummitaimedeks. Sellised taimestiku esindajad kasvavad troopikas. Nende organid (viljad, lehed, oksad, tüvi, juured) sisaldavad lateksit. See piimjas vedelik ei ole taimede mahl, selle tähtsuse eripäras taimeorganismi elutegevusele kahtlevad botaanikud siiani. Just koagulatsiooniprotsessis olevast lateksist saadakse pidev elastne mass, mis on looduslik looduslik kautšuk.
Loodusliku kautšuki avastamise ajalugu
Christopher Columbuse panus maailma tsivilisatsiooni arengusse ei piirdu suurte geograafiliste avastustega. Just tema laev maabus 1493. aastal Hispaniola saarel ja viis esimese kummitoote Hispaaniasse. Tegemist oli elastse põrkava palliga, mida kohalikud tegid hevea mahlast, mis on leitudAmazonase kaldal. Nähes, kuidas indiaanlased oksendasid entusiastlikult ühe veidra pisiasja, mis maapinnale jõudes ka justkui elus alt tagasi põrkas, justkui hüpet tehes, olid hispaanlased tõsiselt üllatunud. Pärast seda, kui nad üritasid seda põrkavat palli käes hoida, jõudsid nad järeldusele, et see on üsna raske, ning märkasid ka selle kleepuvust ja iseloomulikku suitsulõhna.
Indiaanlaste kummikasutus sellega ei piirdunud. Kohalikud hõimud mitte ainult ei mänginud seda palli, vaid kasutasid seda erinevatel religioossetel tseremooniatel. Ja selle puu mahla, millest see saadi, peeti pühaks ja seda nimetati "cauchu", mis tõlkes tähendab "puu pisaraid".
Kolumbuse poolt Hispaaniasse toodud kurioosumite hulgas oli see ebatavaline pall. Sellest ajast sai alguse kummi kasutamise ajalugu.
Esimesed rakenduskatsed
Aga eurooplased ei pööranud indiaanlaste uudishimule piisav alt tähelepanu. Ja kuni XVIII sajandini ei mõelnud keegi sellele, kui laiad ja mitmekesised on kummi kasutusalad. Alles siis, kui Prantsuse ekspeditsiooni liikmed, kes külastasid Lõuna-Ameerika troopilisi metsi, toodi ta uuesti Euroopasse, pöörasid nad talle tähelepanu. Veelgi suurem huvi tekkis siis, kui Prantsuse teadlane Ch. Condamine, kes esines Pariisi Teaduste Akadeemia assambleel, demonstreeris selle aine proove, näitas võimalikke kasutusviise ja sellest saadavaid tooteid.
Loodusliku kautšuki laialdane kasutamine Euroopas algas 1770. aasta paiku, kui koolidesse ilmus uus tarvik – kummilastik, mida kasutati pliiatsijoonte kustutamiseks.
Järgmine algaskummi võimalike kasutusvõimaluste aktiivne otsimine. Just sel ajal pärineb trakside ja kumminiitide leiutamine. Ja šoti leiutaja C. Mackintosh arvas, et paneb kahe kangakihi vahele õhukese kummikihi, saades nii veekindla kanga. See materjal oli meeletult populaarne, sellest pärit vihmamantlid said oma nime leiutaja nime järgi. Neid kutsuti Macideks.
Kummitööstuse kokkuvarisemine
Esialgsed katsed luua veekindlate kingade tootmine ebaõnnestusid. Galoshes, kuigi nad muutusid lühikese aja jooksul üsna moes, ei erinenud praktilisuse poolest. Külma käes võivad need praguneda ja kuuma käes peaaegu sulasid ja eritusid ebameeldivast lõhnast.
Leiutajate entusiasm ei kestnud kaua. Ühel neist aastatest oli mitmel pool Euroopas väga kuum suvi. Kõrgete temperatuuride mõjul muutusid kummitööstuse tooted kohutav alt haisvaks massiks. Seejärel läksid kõik selle valdkonna ettevõtted pankrotti.
Charles Goodyeari avastus
Ja keegi poleks kalossidele ja mackintossedele mõelnud, kui mitte ameeriklase Charles Goodyeari visadus. Ta pühendas palju aastaid, et leida viise, kuidas kummist head materjali valmistada.
Goodyear tegi palju katseid, segades kummi peaaegu kõigega. Ta lisas sellele soola, pipart, liiva ja isegi suppi. Olles kulutanud kogu oma raha ja jõu, oli leiutaja juba lootust kaotamas. Kuid tema pingutusi kroonis siiski edu. Ainele väävlit lisades avastas taet nii tugevus, elastsus kui ka temperatuuristabiilsus on paranenud.
Seega õnnestus tal kummi parandada. Uue ühendi omadused ja kasutusala on taas muutunud teadlaste ja töösturite uurimisobjektiks. Goodyeari saadud materjali nimetatakse nüüd kummiks ja selle saamise protsess on kummi vulkaniseerimine.
Kummibuum
Pärast sensatsioonilist avastust sadas õnnelikule teadlasele palju pakkumisi leiutatud materjalile patendi ostmiseks. Kummi kasutamine kummi tootmiseks on muutunud tohutuks. Selleks hakkasid peaaegu kõik riigid otsima võimalusi oma territooriumil kummipuude kasvatamiseks. Sellega seoses oli Brasiilial kõige rohkem õnne, sest just see osariik oli selliste taimede tohutute varude omanik. Brasiilia valitsus tegi palju pingutusi, et jääda selles valdkonnas monopoliks, keelates kategooriliselt seemnete ja noorte Hevea taimede ekspordi. Selle kuriteo eest kehtestati isegi surmanuhtlus.
Aga spionaažipraktikat pidaval inglasel Wickhamil õnnestus tungida Amazonase kallastele, kust ta hankis ja saatis Suurbritanniasse salaja 70 000 kummipuu seemet. Ja kuigi kohalikel aretajatel ei õnnestunud seda troopilist taime kohe teistsuguse kliimaga territooriumil kasvatada, ilmus tänu nende jõupingutustele mõne aja pärast turule odavam ja soodsam Inglise kautšuk.
Vahepeal on loodusliku kautšuki kasutamine nii lai alt levinud, et kummitoodete arv on ületanud 100 000 piiri.uute toodete arv: konveierilindid ja elektriisolatsioon, linased "kummikud", kummist jalanõud, laste õhupallid jne. Kuid loodusliku kautšuki peamine kasutusala oli seotud autotööstusega, kui leiutati esimesed vankrirehvid ja seejärel autorehvid.
Meie riigis on kummi ja kummi kasutamine pikka aega põhinenud nende tootmisel välismaisest toorainest. Alles siis, kui Kasahstanis avastati võililled, mille juured sisaldavad kummi, ilmusid esimesed kodumaisest materjalist kummitooted. Kuid see oli väga töömahukas protsess, kuna kummi eraldamine võilillejuurtest võttis selle madala kontsentratsiooni (16–28%) tõttu väga kaua aega.
Sünteetilise kummi hankimine
Loodusliku kautšuki loodusvarad ei rahulda elanikkonna kõrgeid vajadusi sellest materjalist valmistatud kaupade järele. Nüüd on sünteetilise kummi tootmine palju suurem.
S. V. Lebedev sai 1910. aastal esimest korda sünteetilist kummi. Tootmismaterjaliks oli butadieen, mis eraldati etüülalkoholist. Hiljem saadi polümerisatsioonireaktsiooni läbiviimisel naatriummetalli abil sünteetiline butadieenkummi.
Sünteetilise kummi tööstuslik tootmine
1925. aastal seadis SV Lebedev endale ülesandeks leida tööstuslik meetod kummi sünteesiks. Kaks aastat hiljem lahendati see eduk alt. Esimesed paar kilogrammi kummi sünteesiti laboris. See oli Lebedev, kes võttis ülesselle kummi omaduste uurimine ja retseptide väljatöötamine sellest tarbijale vajalike toodete saamiseks.
Ja järgnevatel aastatel oli kummi kasutamine S. V. Lebedevi töö kõige olulisem ülesanne. Tema meetodi kohaselt saadi esimene partii seda materjali tööstuslikus mastaabis maailma esimeses seda materjali tootvas tehases.
Ajavahemikul 1932–1990 oli Nõukogude Liit selle tööstusharu tootmise osas liider. Sünteetilise kummi kasutamine võimaldas laiendada kummitoodete valikut, eelkõige: pehmed kummitooted, jalatsitallad, erinevad torud ja voolikud, hermeetikud ja liimid, lateksipõhised värvid ja muud.
Sünteetilise kummi omadused ja rakendused
Nüüd on sünteetiliste kummide valik võrreldes 20. sajandi keskpaigaga oluliselt kasvanud. Selle erinevad tüübid võivad keemilise koostise ja tarbijaomaduste poolest suuresti erineda. Sünteetilise kautšuki klassifikatsioon põhineb selle valmistamisel kasutatavate monomeeride erinevusel. Niisiis on olemas isopreen, butadieen, kloropreen ja muud tüüpi. Teise klassifikatsiooni järgi jagatakse kummid tüüpideks sõltuv alt nende koostist moodustavatest iseloomulikest aatomite rühmadest. Näiteks on teada polüsulfiidide, räniorgaaniliste kummide jms tüübid.
Sünteetiliste kummide tootmise peamine meetod on dieenide ja alkeenide polümerisatsioon. Sel juhul võib levinumaid monomeere nimetada butadieeniks, isopreeniks, etüleeniks, akrüülnitriiliks jne.
Mõnda tüüpi polüsulfiid-polüuretaankummi saadakse polükondensatsioonireaktsiooni käigus.
Üld- ja eriotstarbelised kummid
Vastav alt rakendustele võib kummid jagada üld- ja eriotstarbelisteks materjalideks. Esimese rühma esindajatel on omaduste kogum, mis võimaldab neid kasutada erinevate kaupade tootmiseks, mille elastsed omadused peaksid ilmnema tavalistel temperatuuridel. Kuid sünteetilise kummi kasutamine erieesmärkidel eeldab omaduste säilimist äärmuslikes olukordades, näiteks pakase ja tule, osooni ja hapniku mõjul jne.
Isopreenkummist pealekandmine
Isopreenkummi koostis on väga sarnane loodusliku kummiga. Järelikult on nende ainete omaduste ulatus suures osas sama.
Selle puudused hõlmavad halba vastupidavust kõrgetele temperatuuridele, osoonile ja otsesele päikesevalgusele. Nendel põhineva kummi madal kohesioonitugevus on omadus, mis muudab isopreenkummi vähem populaarseks. Selle kasutamine on raskendatud suurenenud kleepuvuse, ebapiisava luustiku ja voolavuse tõttu. Kuid monoliitsetes toodetes, mis ei nõua suure hulga osade ühendamist, kasutatakse laialdaselt isopreenkummi.
Kummiplaastrid
Toimub ka kummi kasutamine meditsiinis. Meditsiinitööstuse levinuim toode, mis saadakse kummi kasutamisest, on plaaster. See on segu kummist, ravimitest jaseotud ained. Nende plaastrite eelised:
- pikk kleepuvus;
- ühilduvus paljude ravimitega;
- kahjutus;
- kasutuslihtsus.
Tootmisprotsessis lahustatakse 1 osa kummi 12 osas bensiinis. Ja seejärel lisatakse lahusesse muud kaasnevad komponendid: tärpentin (suurendab kleepuvust), lanoliin (kaitseb kuivamise eest), tsinkoksiid (vähendab ärritust), ravimid (loovad ravitoime).
Kummiimplantaadid
Tõeliselt olulised kummitooted on inimorganite implantaadid. Kummi kasutamine nende tootmisel algas suhteliselt hiljuti ja tähistas uue ajastu algust meditsiini arengus.
Hingetoru implantaadid on polüaktülaatidest, polüsiloksaanidest ja polüamiididest valmistatud materjalid. Tehissüda ja selle osad on valmistatud polüuretaanidest ja polüoksülaanidest. Polüetüleen ja polüpropüleen on materjal söögitoru osade implantaatide valmistamiseks ning polüvinüülkloriid on seedesüsteemi muude osade implantaatide põhikomponent. Kunstlikud veresooned on valmistatud polüetüleentereftalaadist, polütetrafluoroetüleenist ja polüpropüleenist. Polüakrülaadid, polüamiidid, polüuretaanid aitavad puuetega inimestel leida uusi luid ja liigeseid.
Kummi kasutamine tööstustoodetes
Kummi tähtsus rahvamajanduses on tohutu. Kuid loodusliku kautšuki kasutamine puhtal kujul on suurharuldus. Enamasti kasutatakse seda kummi kujul. Sellest materjalist valmistatud tooteid leidub igapäevaelus igal sammul. See hõlmab traadi isolatsiooni, jalatsite ja rõivaste ning autorehvide tootmist ja palju muud.
Kingatööstuses kasutatakse reeglina järgmisi kummitüüpe: poorne (tald), nahataoline (jalatsi alumine osa), läbipaistev (kontsad).
Loodusliku kautšuki ja selle sünteetiliste analoogide kasutamine ei ole juhuslikult levinud. Need vastavad enamikule inimeste vajadustest, olles ühed kõige mitmekülgsemad materjalid.
