STRUKE:

kaučuk

ilustracija
KAUČUK – 1. prirodni, 2. stiren-butadienski, 3. etilen-propilenski

kaučuk (franc. caoutchouc < španj. cauchuc, caucho, iz nekog južnoamer. indijanskog jezika), polimerni materijal, temeljna sirovina za proizvodnju gume i gumenih proizvoda. Prema podrijetlu razlikuje se prirodni i sintetski kaučuk.

Prirodni kaučuk osušeni je mliječni sok (lateks) tropskog drveća iz roda kaučukovca. Najveći prinos lateksa daje plantažni uzgoj biljke Hevea brasiliensis (95% svjetske proizvodnje prirodnoga kaučuka), koja potječe iz doline Amazone, a od početka XX. st. uzgaja se pretežito na plantažama jugoistočne Azije. Lateks se dobiva urezivanjem kore kaučukovca, odakle on lagano istječe i stalno se skuplja. Njegov sastav i količina ovise ponajprije o vrsti drveta, sezoni i uzgoju. Osnovni je sastojak lateksa i prirodnoga kaučuka cis-1,4-poliizopren, polimer izoprena, s velikim lančastim makromolekulama, koje se pri istezanju razvlače i tvore vrlo dugačke paralelne snopove, što je osnova velike elastičnosti proizvoda na bazi kaučuka. (→ elastomeri)

Proizvodnja prirodnoga kaučuka počinje koagulacijom lateksa dodatkom razrijeđenih kiselina (mravlja, octena). Stajanjem nastaje talog kaučuka, koji se odvaja, ispire vodom i obrađuje prolaskom kroz sustav dvovaljaka, suši toplim zrakom i izvlači u vrpce ili preša u bale. Kaučuk je amorfne strukture; na hladnoći je krhak, na temperaturi višoj od 100 °C ljepljiv i mekan poput voska. Obradbom (gnjetenjem) na zagrijanim dvovaljcima ili u miješalicama (mastikacija) kaučuku se smanjuje molekularna masa pa postaje plastičan i prikladan za daljnju preradbu. Kaučuku se zatim primješavaju sredstva za vulkanizaciju (ponajprije sumpor) i drugi dodatci, pa se tako priređena kaučukova smjesa vulkanizacijom prerađuje u gumene proizvode (→ guma). – Dio lateksa koncentrira se na 63 do 70% suhe tvari i izravno upotrebljava u različite svrhe: višekratnim uranjanjem prikladnih kalupa nastaju tanki filmovi, koji se suše, vulkaniziraju i odvajaju (rukavice, baloni), a koncentrirani lateks služi i za impregnaciju tekstila, papira ili kao ljepilo. Najveća je primjena lateksa u izradbi pjenastih (spužvastih) polimernih materijala.

Sintetski kaučuk naziv je za mnoge polimerne materijale s elastomernim svojstvima. Proizvode se sintetski, polimerizacijom prikladnih organskih spojeva, monomera (npr. butadiena, stirena, izobutilena, etilena, propilena, akrilonitrila i dr.). Sintetski kaučuci pokazuju svojstva slična svojstvima prirodnoga kaučuka, nemaju tako pravilnu molekularnu građu ni tako dobra elastomerna svojstva, ali se zbog dostupnosti i niže cijene mnogo više upotrebljavaju. U gumu se prerađuju kao i prirodni kaučuk, pripravom smjese s dodatcima i vulkanizacijom. Među najvažnijim su sintetskim kaučucima stiren-butadienski, butilni, etilen-propilenski, polibutadienski, poliizoprenski, polikloroprenski, silikonski. Manje su zastupljeni nitrilni, polisulfidni, poliuretanski, fluorirani, poliakrilni i dr.

Stiren-butadienski kaučuk (SBR) kopolimer je stirena (25 do 30%) i butadiena, najvažniji i najviše upotrebljavani sintetski kaučuk. Proizvodi se polimerizacijom u vodenoj emulziji, od nedavno uspješno i u otopini. SBR dobiven emulzijskim postupkom po svojstvima se približava prirodnomu, otporniji je prema djelovanju kisika i ozona, lakše se prerađuje i fleksibilniji je, posebno na vrlo niskim temperaturama, no njegovi vulkanizati manje su otporni na habanje. Polimerizacijom u otopini dobiva se termoplastični stiren-butadienski kaučuk, koji nije pogodan za izradbu automobilskih guma; rabi se u izradbi gumene obuće, a zbog posebnih svojstava nalazi mnoge druge primjene, posebice u smjesama s drugim polimernim materijalima, kojima povećava udarnu čvrstoću.

Butilni kaučuk nastaje polimerizacijom izobutilena uz mali udio izoprena, što olakšava vulkanizaciju. Brzina prolaska plinova i para kroza nj oko osam je puta manja od brzine prolaska kroz prirodni kaučuk, pa je to glavni materijal za izradbu unutrašnjih guma (zračnica), a služi i za izradbu pneumatskih i toplovodnih cjevovoda, membrana, zračnih jastuka i sl.

Etilen-propilenski kaučuk kopolimer je etilena i propilena, koji se kopolimeriziraju uz Ziegler-Nattin katalizator (→ kataliza). Vulkanizacija je moguća uz perokside, a uz sumpor samo nakon dodatka nekog diena. Njegove makromolekule ne sadrže dvostruke veze, pa su vulkanizirani proizvodi izvanredno postojani prema starenju zbog djelovanja kisika ili ozona. Primjenjuje se u proizvodnji spremnika za kemikalije, brtvila za prozore vozila, toplovodnih cjevovoda, u oblaganju kabela i kao dodatak SBR-u i prirodnomu kaučuku.

Regenerirani kaučuk dobiva se od otpadaka stare gumene robe (automobilskih guma, gumene obuće i ostalih gumenih izradaka). Ti se otpatci toplinom i sredstvima za bubrenje regeneriraju, tj. pretvaraju u polimerni materijal koji se može oblikovati kao i sirova kaučukova smjesa. Visokovrijedni regenerati mogu se upotrijebiti kao samostalne sirovine, a regenerati manje vrijednosti kao jeftini omekšivači i punila.

U svijetu se 2012. proizvelo 11,4 milijuna tona prirodnoga kaučuka i 15,1 milijuna tona sitetskog kaučuka; ukupno je utrošeno 25,9 milijuna tona, od čega se 56% upotrijebilo u industriji vozila i prometala. U Hrvatskoj se kaučuk ne proizvodi, ali se prerađuje u mnogobrojne gumene proizvode.

kaučuk. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 13.11.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=30938>.