کائوچو چیست؟

کائوچو چیست؟
کائوچو یا لاستیک طبیعی از گیاهان تولید می شود و به عنوان یک ترکیب شیمیایی در گروه پلیمرها طبقه بندی می شود که از مولکولهای بزرگ و همسان ساخته می شود. کائوچو به نام های دیگری از جمله لاستیک طبیعی، لاستیک هندی، لاتکس، لاستیک آمازونی یا کائوتچوک نیز شناخته می شود.

این ماده از پلیمرهای آلی ایزوپرن با ناخالصی های جزئی و سایر ترکیبات آلی به علاوه آب تشکیل شده است. تایلند و اندونزی دو تولید کننده برتر لاستیک طبیعی در جهان هستند. انواع پلی ایزوپرن که به عنوان لاستیک های طبیعی استفاده می شوند، در دسته الاستومرها طبقه بندی می شوند. برخی از این پلیمرها به طور طبیعی وجود دارند و برخی دیگر در آزمایشگاه ها و کارخانه ها تولید می شوند بنابراین می توان کائوچوی طبیعی و مصنوعی را تولید کرد.

کائوچو یکی از مهم ترین پلیمرهای جامعه بشری است. امروزه آشنایی اولیه با کائوچو از درس علوم پایه هفتم برای نوجوانان آغاز می شود.کائوچو طبیعی یک ماده اولیه ضروری است که در ایجاد بیش از 40000 محصول استفاده می شود. از این ماده در وسایل پزشکی، دستکش جراحی، لاستیک هواپیما و اتومبیل، پستانک، لباس، اسباب بازی و … استفاده می شود. قیمت خرید و فروش جهانی کائوچو طبیعی و مصنوعی تابعی از قیمت روز نفت در دنیا می باشد.

تولید کائوچو طبیعی از مایع شیری مایل به سفید که حاوی پروتئین، نشاسته، آلکالوئیدها و غیره است، انجام می شود که توسط گیاهان زیادی ساخته می شود. حدود 20000 گونه گیاه لاتکس تولید می کنند، اما فقط 2500 گونه آنها در لاتکس خود کائوچو دارند. عملکرد بیولوژیکی کائوچو طبیعی برای گیاهان کاملاً مشخص نیست.

با این حال، نشان داده شده است که این ماده می تواند بعد از آسیب دیدن گیاهان، با پوشاندن زخم ها و توقف از دست رفتن مایعات درون گیاه به بهبود آن کمک کند. این ترکیب همچنین از ورود باکتری ها و ویروس های مضر به گیاه جلوگیری می کند.

کائوچو طبیعی از زنجیرهای بلند پلیمری ایزوپرن تشکیل شده است که به صورت سست به هم متصل شده اند. هنگام جدا شدن، زنجیرها دوباره خودشان به هم متصل می شوند که این امر به لاستیک قابلیت ارتجاعی می دهد. برخلاف کائوچو های مصنوعی که در شرکت های پتروشیمی ساخته می شوند، کائوچو طبیعی از شیره لاتکس درختان ساخته می شود و آنها تا 99٪ لاتکس مورد نیاز دنیا را تأمین کننده می کنند.

ویژگی های کائوچو:
کائوچو طبیعی دارای انعطاف پذیری و مقاومت، همچنین ناخالصی ها و آسیب پذیری در برابر شرایط محیطی و هیدروکربن ها است. در مقایسه با لاستیک های دیگر، لاستیک طبیعی یکی از انعطاف پذیرترین انواع است و در برابر آب و برخی مواد شیمیایی مقاوم است. همچنین در برابر برش، پاره شدن، سایش، خستگی و سایش مقاوم است و دارای محدوده کاری بین -58 تا 212 درجه فارنهایت است. علاوه بر این، مقاومت کششی زیادی دارد و به راحتی به سایر مواد می چسبد.

با این حال، کائوچوی طبیعی به اندازه لاستیک های دیگر مانند نئوپرن در مقاومت در برابر گرما، نور و ازن موثر نیست. این ماده همچنین بسته به نوع درختی که از آن تولید می شود متفاوت است و همچنین حاوی ناخالصی های طبیعی است. در حالی که کائوچوی طبیعی در برابر آب و برخی مواد شیمیایی مقاوم است، هنوز هم در برابر نفت و حلال های غیر قطبی آسیب پذیر است.

تفاوت کائوچو طبیعی و مصنوعی:
همانطور که در قسمت های قبل گفتیم کائوچو یا لاستیک طبیعی از شیره درختان خاص گرفته می شود و پس از پردازش های خاص مورد استفاده قرار می گیرد. ولی کائوچوی مصنوعی شامل هر نوع الاستومر مصنوعی است. آنها پلیمرهای ساخته شده از محصولات جانبی نفت هستند. سالانه حدود 32 میلیون تن لاستیک در ایالات متحده تولید می شود و از این میزان دو سوم مصنوعی است.

درآمد جهانی حاصل از تولید و خرید و فروش کائوچوهای مصنوعی احتمالاً در سال 2020 به 56 میلیارد دلار می رسد. نوع مصنوعی، درست مثل نوع طبیعی، در صنعت خودرو، پروفیل درب و پنجره، آب بندهایی مانند حلقه های O و واشر، شیلنگ، تسمه، تشک و کف استفاده های زیادی دارند.

آنها طیف متفاوتی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی را ارائه می دهند، بنابراین می توانند قابلیت اطمینان یک محصول یا کاربرد خاص آن را بهبود ببخشند. لاستیک های مصنوعی از دو جنبه اصلی، پایداری حرارتی و مقاومت در برابر روغن ها و ترکیبات مربوط به آن، از کائوچوهای طبیعی برتر هستند. آنها به عنوان مثال در برابر اکسید کننده هایی مانند اکسیژن و ازن که می توانند عمر محصولاتی مانند لاستیک را کاهش دهند، مقاومت بیشتری دارند.

کائوچو چگونه ساخته می شود؟
ابتدا باید کائوچوی طبیعی را از یک درخت تولید کننده لاستیک جمع آوری کرد، سپس با مواد شیمیایی و گرما پردازش کرد تا در تولید مورد استفاده قرار گیرد. در این فرآیند درخت قطع می شود و شیره آن درون یک ظرف ریخته می شود. یک سوم لاتکس در این مرحله لاستیک است که در یک سوسپانسیون کلوئیدی نگه داشته می شود و یک سوم دیگر آب است. برای تصفیه لاتکس به لاستیک، لاتکس را با اسید فرمیک مخلوط می کنند تا لاستیک منعقد شود، سپس آن را شسته و به صورت بلوک فشرده و یا به ورقه درآورده و سپس دود می دهند.

بعد از طریق ماشین کاری تغییرات دیگری در کائوچو ایجاد می شود تا کارایی بیشتری داشته باشد، سپس با مواد شیمیایی مخلوط می شود تا خواص آن بهبود یابد. سرانجام از طریق اکستروژن به فرم های دلخواه در می آید و سپس ولکانیزه می شود که آن را با دوام تر و مقاوم تر می کند.

ولکانیزاسیون شامل گرم کردن لاستیک با مقداری گوگرد در یک زودپز در حدود 320 درجه فارنهایت است، اگرچه می توان آن را با بخار پخت، مایکرو ویو کرد یا از بستر سیال یا نمک های فلز مذاب عبور داد تا جوشانده شود.

ولکانیزاسیون زنجیره های مولکولی پلی ایزوپرن را بهم پیوند می دهد تا مقاومت فیزیکی و شیمیایی ایجاد کنند و چسبندگی لاستیک خام از بین برود. اگرچه لاستیک مصنوعی در دهه 1930 اختراع شد، هنوز هم لاستیک طبیعی یا کائوچو به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد و کمی کمتر از نیمی از بازار را تشکیل می دهد.