Kaučuk – zložitá cesta na výslnie

kaučukOd objavenia nového sveta v roku 1492 sa európski dobyvatelia stretávali s množstvom nepoznaných vecí a novou neznámou kultúrou. Spoznávali mnohé nové náboženstvá a prišli napríklad aj na to, že domorodé obyvateľstvo sa z kultových dôvodov venovalo hre s elastickými loptami. Tieto lopty si vyrábali z mliečne bielej šťavy neďalekých stromov. Keď šťava uschla, zmenila sa na pevnú hustú elastickú hmotu, ktorá odpudzovala vodu. Ideálny materiál, z ktorého indiáni zhotovovali nepremokavú obuv a fľaše. Mlieku zo stromu hovorili kaučuk, čo by sme mohli preložiť aj ako plačúce drevo.

Keďže sa dobyvatelia zaujímali skôr o zlato, tento zaujímavý materiál zostával dlho nepovšimnutý. Až o dvesto rokov, pri skúmaní Južnej Ameriky, vzbudil výraznejší záujem. Vtedajšie spracovanie malo však svoje limity. Tekutý latex nebol schopný vydržať dlhý transport. Kaučuk tak naďalej pôsobil v Európe skôr ako kuriozita. Až po vynájdení nových rozpúšťadiel sa v polovici 18. storočia otvorili pre kaučuk nové možnosti využitia. Všetky gumové výrobky však majú svoje nedostatky. V teple sa topia a lepia, no v mraze zasa tvrdnú a lámu sa. Medzi prvými sa s tým dokázal vyrovnať McCintosh. V roku 1823 sa mu podarilo vtesnať lepkavú kaučukovú látku medzi dva pruhy plátna. Samotný problém však naďalej nevyriešil. No získal materiál, z ktorého sa dalo ušiť vhodné oblečenie do dažďa.

Charles Goodyear

V roku 1837 vypukla hospodárska kríza, ktorá znamenala krach množstva podnikov. Obzvlášť to zasiahlo gumárenský priemysel, ktorého výrobky naďalej trpeli dávnymi nedostatkami. Pokusy stabilizovať gumu rôznymi prímesami boli stále neúspešné. Až v roku 1839 vynašiel Američan Charles Goodyear nové spôsoby, ako ovplyvniť vlastnosti kaučuku. Experimentoval  s kaučukovými roztokmi, do ktorých pridával práškovú síru.

Podobné pokusy už robili dávno pred ním iní nadšenci, ale on nahradil sušenie kaučuku na slnku sušením v rozpálenej peci. Skutočný úspech však stále neprichádzal. Pomohla tomu náhoda. Goodyear vystavil nechtiac vzorky vyššej teplote. Kaučuk sčasti zuhoľnatel. Goodyear zistil, že na niektorých miestach sa vytvoril materiál s elastickými vlastnosťami. Vlastne tak vynašiel vulkanizáciu.

Vulkanizácia

Surový kaučuk sa skladá z obrích molekúl, ktoré možno ľahko prisunúť k sebe. Pridaním síry a pôsobením tepla sa spustí chemická reakcia. Molekuly sa navzájom zosieťujú. Už sa nedajú presúvať k sebe, tvoria sieť, ktorá má elastické vlastnosti. Možno tak vyrábať spracovateľnú surovinu.

Brazílsky monopol

V roku 1824 tvorila celosvetová produkcia kaučuku asi 100 ton. Od roku 1830 nastal skutočný kaučukový boom – produkcia stúpla na 1000 ton. Brazília zásobovala monopolne prekvitajúci priemysel. Záujem o kaučuk iba rástol. Surový kaučuk prichádzal stále z Brazílie, pretože len v brazílskych pralesoch rástol strom hevea brasiliensis, ktorý vlastní kaučuk najlepšej kvality. Stromy sa vyskytujú v amazonskom pralese len ojedinele a sú ďaleko od seba. Zber kaučukového mlieka je tak mimoriadne náročný.

Za 50 rokov (medzi rokmi 1830 – 1880) však aj tak stúpla ročná produkcia kaučuku 5000 násobne, a teda až na 15.000 ton.

Na prelome 19. a 20. storočia sa z amazonských dedín stali skvostné metropoly. Obrovský dopyt a brazílsky monopol určovali cenu. Kaučuk stál na svetových trhoch toľko, čo striebro. Ponúkla sa tak možnosť vybudovať plantáže a zásobovať trh s kaučukom výkonnejšie, ale Brazília tento moment premeškala. Anglicko sa totiž už dávno pokúšala zbaviť závislosti na brazílskom kaučuku.

Vznik kaučukových plantáží

Potrebné semená zaobstaral Henry Wicken, anglický pestovateľ usadený v amazonskej oblasti. S pomocou indiánov získal 70.000 semien. S tvrdením, že ide o vzácne rastliny, sa mu podarilo preľstiť brazílskych colníkov a vyviezť náklad zo zeme.

2000 semien už čoskoro klíčilo v anglických skleníkoch a ako kríčky sa dostávali do juhovýchodnej Ázie, kde v anglických kolóniách vznikali prvé kaučukovníkové plantáže. V roku 1914 dodávali tieto plantáže 70.000 ton kaučuku, necelých 60 % svetovej produkcie. Ťažba na plantáži bola oveľa lacnejšia ako v pralese, čo zlikvidovalo brazílsky monopol.

Kaučuk v automobilizme

Guma je elastická, odolná, pružná, dobre tlmí nárazy, a preto sa ukazovala ako ideálna na výrobu pneumatík. No samotné pneumatiky začali byť pohodlné až vtedy, keď írsky zverolekár, John Dunlop, vynašiel vzdušnicu. V skutočnosti však nebol prvý, pretože už pred 40-timi rokmi si ju nechal patentovať Robert Thompson. Dunlopova vzdušnica však prišla v pravý čas, pretože automobilový priemysel túžil po ľahkobežnom ráfiku. Dopyt po kaučuku tak znovu stúpol. Tempo bolo závratné. 

Syntetický kaučuk

S nárastom počtu automobilov súvisel i vzrastajúci dopyt po kaučuku. Rýchlo sa dá odhadnúť, že tak veľký záujem nebude možné uspokojiť bez iného spôsobu. Objavil sa teda syntetický kaučuk. Navyše, jeho chemický základný kameň – izoprén, bol známy už od roku 1860.

odlievanie kaučukuV roku 1909 sa podarilo nemeckému chemikovi Fritzovi Hoffmannovi vyrobiť z izoprénu umelý kaučuk. Chýbal však rentabilný postup výroby izoprénu. Fritz použil ľahšie dostupnú látku dimetylbutadien, z ktorej sa vyrábal metylkaučuk a v roku 1910 sa už začali lisovať prvé pneumatiky. Táto náhrada bola však menej kvalitná.

V Nemecku sa počas 1. svetovej vojny vyrobilo len 2500 ton. Po vojne bola jeho výroba zastavená. Až v roku 1933 bola zahrnutá do štvorročného plánu (v snahe o sebestačnosť). Hitler dal pokyn na výstavbu obrieho závodu, ktorý sa mal zaoberať výrobou tzv. Buta S – syntetického kaučuku.

Po útoku na Pearl Harbor bola Amerika odrezaná od väčšiny svojich juhoázijských kaučukových plantáží. Preto boli na území USA veľmi rýchlo postavené zariadenia na výrobu syntetického kaučuku. V roku 1942 bol vyrobený prvý americký syntetický kaučuk. Zo syntetického kaučuku sa vyrábali pneumatiky a dokonca i atrapy, ktoré mali zmiasť nepriateľský prieskum. Guma tak bola materiál, ktorý doslova pomáhal vyhrávať bitky.

„Zušľachťovanie“ kaučuku

V roku 1953 dostal Nobelovu cenu za chémiu Herman Steubinger, za svoje práce o makromolekulách. Jeho teórie umožnili chemikom výrobu umelých vlákien a možnosť vyrábať plasty na mieru. Pomocou presných prísad a postupov bolo možné vyrobiť kaučuk s vopred zadanými vlastnosťami, podľa použitia. Rovnako sa pri tom využíval prírodný i syntetický kaučuk.

Kaučuk v súčasnosti

Moderné pneumatiky musia vydržať extrémne záťaže. Počas jazdy nesmú hučať, musia mať minimálny valivý odpor kvôli spotrebe paliva, a to všetko pri maximálnej životnosti. Moderná pneumatika pre bežné auto sa skladá z 25 konfekčných dielov. Na najviac namáhané časti sa používajú zmesi založené na prírodnom kaučuku. Pri výrobe kondómov sa využíva takmer výhradne prírodný kaučuk. Zhotovujú sa máčaním z latexu a potrebnú elasticitu získavajú následnou vulkanizáciou.

Úplne nové vlastnosti majú silikónové kaučuky. Silikónový kaučuk si zachováva svoje elastické vlastnosti i v obrovskom rozpätí teplôt. Vzniká tak ideálna látka na použitie v extrémnych podmienkach, napr. pri letoch do kozmu.     

_______

Autor: Jozef Teťák

Zdroj: dokumentárny film Miľníky vedy a techniky – bicykel, kaučuk

Obrázky:

upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Affiche_Caoutchouc_1927.jpg

latexworkshops.com/site/wp-content/themes/LatexJim/img/Tapper.jpg

Pridajte komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená.

Táto webová stránka používa Akismet na redukciu spamu. Získajte viac informácií o tom, ako sú vaše údaje z komentárov spracovávané.