„Kaucsuk” változatai közötti eltérés

Természetes kaucsukot próbáltak már előállítani többféle növény nedvéből, de a napjainkban gyártott mennyiség döntő része a [[Kaucsukfa|kaucsukfából]] (hevea''Hevea brasiliensis'') készül. A kaucsukfa trópusi növény. 25 °C-nál magasabb évi középhőmérsékletet és évi 1000-1500 mm csapadékot igényel – vagyis kb. az északi és a déli szélesség 15. foka között terem. A történelem folyamán mindig változott, hogy melyik országban állítottak elő több vagy kevesebb természetes kaucsukot. Előbb a vadon növő fákat használták, majd a XIX. században (ekkor kezdett fellendülni a gumiipar) Brazíliában jelentek meg az első kaucsukfa-ültetvények. Jelenleg a világon termelt kaucsuk 70%-át három ország adja: [[Thaiföld]], [[Malajzia]], [[Indonézia]].

Koagulálószerekkel kicsapják a kaucsukot és eltávolítják a vizet. Az előállított kaucsuk tulajdonságai függenek a latextől és az alkalmazott gyártástechnológiától. A [[latex]] összetétele függ a talajtól, éghajlattólég-hajlattól, agrotechnikai módszertől stb., és a kaucsuk előállítására is különféle módszerek használatosakhasználato-sak.

A napjainkban termelt kaucsuknak még mindig csak mintegy felét adják az ültetvények (nagyüzemi gazdálkodás) – a felét kistermelők. Bár az utóbbi évtizedekben egyre jobban elterjedtek a termékszabványoktermékszab-ványok, a természetes kaucsuk tulajdonságai még mindig messze nem olyan kiszámíthatók, mint a műkaucsukéi.

A kaucsukok előállítási módszere nagyon sokféle lehet, így többé vagy kevésbé különbözik az összetételükössze-tételük is. A kaucsuk tulajdonságait először is a fő polimer határozza meg, de másodsorban módosíthatjákmódosít-hatják a kisebb mennyiségben jelenlevő, a fő polimertől különféle mértékben eltérő egyéb polimerek is (pl. izomerek, elágazások, polimerizációfok stb.), harmadsorban pedig az egyéb anyagok is. Ezeket mind befolyásolják a felhasznált monomer tulajdonságai; hogy a polimerizáció oldatban vagy emulzióbanemulzi-óban zajlott-e; hidegen vagy melegen; milyen emulgeálószerekkel és katalizátorokkal; hogyan szabályozzákszabá-lyozzák a polimerizációfokot stb.

A kaucsukrész kb. 98,5% cisz-1,4-poliizoprént és 1,5% 3,4-poliizoprént tartalmaz. Ezenkívül tartalmazzatartal-mazza azokat a szárazanyagokat, amelyeket a kiindulási latex.

A kaucsuk közepes molekulatömege kb. 1,3 millió. (A műkaucsukoké általában kicsit kisebb). A molekulatömegmo-lekulatömeg-eloszlás görbéje viszonylag lapos. Érdekesség, hogy két, nem nagyon határozott maximumamaxi-muma van; egy félmillió és egy kétmillió környékén.

A kaucsuk makromolekuláit első megközelítésben képzeljük el úgy, mint a [[cérna]]szálakat. Egy-egy [[molekula]] [[moláris tömeg]]e általában százezres vagy milliós nagyságrendű. A molekulák [[polimerpoli-mer]]ek; általában 1-2 fajta (a 3 már ritka) monomer polimerizálásával keletkeznek. A szomszédos molekulák közti kölcsönhatások viszonylag gyengék; gyengébbek, mint például a [[fehérjefehér-je]]molekulák esetében. A makromolekulák a konformációs mozgás következtében állandóan tekeregnektekereg-nek-csavarodnak, véletlenszerűen. Ha ilyenkor egy másik makromolekula (egy részletének) közelébe kerülnek, kölcsönhatásba lépnek vele. Ez a kölcsönhatás általában elég gyenge, és nem elég ahhoz, hogy ott tartsa, [[kristály]]ba rendezze a makromolekula-szakaszokat. Vagyis a kaucsuk kristálytartalmakristálytar-talma kicsi. A műanyagokban a makromolekulák (vagy azok nagyobb szakaszai) általában rendezettebbenrendezet-tebben helyezkednek el egymás mellett, közöttük erősebb a kölcsönhatás.

Nyújtáskor a kaucsukmolekulát kihúzzuk a szomszéd makromolekulák közül. A kaucsuk tehát [[folyadékfo-lyadék]], csak nagyon sűrű ([[viszkózus]]). [[Nem-newtoni folyadék]], vagyis folyási ([[reológia]]i) tulajdonságai némiképpen eltérnek például a víz folyási tulajdonságaitól (többféle modell született a folyási tulajdonságok leírására, melyek többé-kevésbé leírják a kaucsuk viselkedését).

Az erő megszűntekor a kihúzott makromolekula nem megy vissza a helyére: a kaucsuk első megközelítésbenmegköze-lítésben nem rugalmas. Ha ennél közelebbről nézzük, akkor az egyenesre kihúzott molekula az erő megszűntekor „visszaráncosodik”; további rugalmasság származik abból, hogy a kaucsukmolekulák sosem teljesen egyenesek, hanem girbegurbák, elágaznak és egymásba gubancolódnak – azonban a maradó deformáció a vulkanizálatlan kaucsuk esetében mindig jóval nagyobb, mint a rugalmasan visszadeformálódott rész.

Bár a nem-kaucsuk komponensek részaránya kicsi, mégis jelentősen befolyásolják a természetes kaucsukkau-csuk tulajdonságait. A fehérjék például hidrofil részecskék. Növelik a penészesedési hajlamot, csökkentikcsök-kentik a természetes kaucsuk alapú gumik vízállóságát, növelik a kristályosodási hajlamot, különösen a gumitermék nyújtásakor. A fehérjemolekulák miatt erősebb a szomszédos molekulák közti kölcsönhatáskölcsön-hatás. Ez már nyersen is nagyobb rugalmasságot kölcsönöz a kaucsuknak, mint pl. a szintetikus poliizoprén esetében. A gyanták és zsírszerű anyagok lágyítóként is működnek. A sokféle funkciós csoport miatt a természetes kaucsuk molekulái elágazóbbak, mint a szintetikus poliizoprén esetében. Az elágazások és a hosszabb molekulák miatt sok energiát igényel a megdolgozás, de a szilárdság is nagyobb. A természetes kaucsukból készült vulkanizátumok jó dinamikus tulajdonságokkal rendelkeznekrendel-keznek (kis [[Hiszterézis#mechanikai hiszterézis|hiszterézis]], csekély melegedés).

A gyanták és a kis molekulák nem elhanyagolható aránya miatt jó a nyerstapadása és a nyersszilárdságanyersszilárdsá-ga. A gyanták javítják az alaktartást.

A vulkanizáció sebessége viszonylag nagy (ebben része van a fehérjéknek és zsíroknak is), de a gumikeverékgumi-keverék eléggé beégésveszélyes, és reverzióra is hajlamos a vulkanizátum.

Nem ellenálló az öregedéssel szemben (ebben közrejátszanak a természetes kaucsukban nyomokban megtalálható változó vegyértékű fémek is). Fáradási repedések is könnyen kialakulnak a vulkanizátumokban, de a nagy kristályosodási hajlam miatt a repedések továbbterjedési sebessége kicsiki-csi.

Üvegesedési hőmérséklete –73 °C. –50 °C és +20 °C között nyújtás nélkül is kristályosodik, (leggyorsabban –25 °C-on), ezért felhasználás előtt a természetes kaucsuk legtöbbleg-több fajtáját dekrisztallizálni kell. 50…70 °C körüli hőmérsékletű meleg levegőt fújnak be a tárolóhelyiségbe (a kristályos rész olvadáspontja kb. 40 °C), vagy mikrohullámokkal melegítik.

A természetes kaucsuk általános rendeltetésű kaucsuk, vagyis nagyon sokféle területen használható. Az előállított természetes kaucsuk kétharmadát azonban [[gumiabroncsgyártás]]ra használják. Itt van szükség jó dinamikus tulajdonságokra (különösen a teherabroncsoknál, melyek vastagabb falú termékektermé-kek, mint a személyabroncsok), nagy szakítószilárdságra és beszakítószilárdságra. A [[gumiabroncsgumiab-roncs]]ok radializációja (a radiálabroncsok térhódítása a diagonálabroncsokkal szemben) is növeli a természetes kaucsuk felhasználást, mivel a radiálabroncs nem gyártható olyan gyenge nyersszilárdságúnyersszilárdsá-gú keverékekből, mint a diagonálabroncs.

A természetes kaucsukból számottevő mennyiséget használnak még a műszaki gumitermékek, [[gumifonalgumi-fonal]]ak, a ragasztók és latexek előállításánál és a cipőgyártásban.