Le caoutchouc est un composé organique dont les principaux composants sont le carbone et l'hydrogène. Il est obtenu à partir de plantes ligneuses spéciales, souvent appelées plantes à caoutchouc. Ces représentants de la flore poussent sous les tropiques. Leurs organes (fruits, feuilles, branches, tronc, racines) contiennent du latex. Ce liquide laiteux n'est pas le jus des plantes, les botanistes doutent encore des spécificités de sa signification pour la vie de l'organisme végétal. C'est à partir du latex en cours de coagulation que l'on obtient une masse élastique continue, qui est du caoutchouc naturel naturel.
Histoire de la découverte du caoutchouc naturel
La contribution de Christophe Colomb au développement de la civilisation mondiale ne se limite pas aux grandes découvertes géographiques. C'est son navire qui a débarqué sur l'île d'Hispaniola en 1493 et a apporté le premier produit en caoutchouc en Espagne. C'était une balle rebondissante élastique que les habitants fabriquaient à partir du jus de l'hévéa, une plante que l'on trouve surrives de l'Amazonie. Voyant comment les Indiens ont jeté avec enthousiasme une petite chose bizarre qui, atteignant le sol, a également rebondi comme si elle était vivante, comme si elle faisait un saut, les Espagnols ont été sérieusement surpris. Après avoir essayé de tenir cette balle rebondissante, ils sont arrivés à la conclusion qu'elle était assez lourde, et ont également remarqué son caractère collant et l'odeur caractéristique de la fumée.
L'utilisation du caoutchouc par les Indiens ne se limitait pas à cela. Les tribus locales ont non seulement joué cette balle, mais l'ont utilisée dans diverses cérémonies religieuses. Et la sève de l'arbre dont elle provenait était considérée comme sacrée et s'appelait "cauchu", ce qui signifie "larmes de l'arbre" en traduction.
Parmi les curiosités apportées par Christophe Colomb en Espagne, il y avait cette balle inhabituelle. Depuis ce temps, l'histoire de l'utilisation du caoutchouc a commencé.
Premières tentatives d'application
Mais les Européens n'ont pas prêté attention à la curiosité des Indiens. Et jusqu'au XVIIIe siècle, personne ne pensait à l'étendue et à la diversité des domaines d'application du caoutchouc. Ce n'est que lorsque les membres de l'expédition française, qui ont visité les forêts tropicales d'Amérique du Sud, qu'il a de nouveau été amené en Europe, ils ont prêté attention à lui. Un intérêt encore plus grand est apparu lorsque le scientifique français Ch. Condamine, s'exprimant lors de l'assemblée de l'Académie des sciences de Paris, a présenté des échantillons de cette substance, a montré des voies d'application possibles et des produits qui en sont issus.
L'utilisation généralisée du caoutchouc naturel en Europe a commencé vers 1770, lorsqu'un nouvel accessoire est apparu dans les écoles - le gummilastic, qui servait à effacer les traits de crayon.
La suite a commencérecherche active d'utilisations possibles du caoutchouc. C'est à cette époque que remonte l'invention des bretelles et des fils de caoutchouc. Et l'inventeur écossais C. Mackintosh a deviné de poser une fine couche de caoutchouc entre deux couches de tissu, obtenant ainsi un tissu imperméable. Ce matériau était très populaire, ses imperméables tirent leur nom du nom de l'inventeur. Ils s'appelaient des Mac.
L'effondrement de l'industrie du caoutchouc
Les premières tentatives pour établir la production de chaussures imperméables ont échoué. Les galoches, bien qu'elles soient devenues très à la mode pendant une courte période, ne différaient pas par leur aspect pratique. Dans le froid, ils pouvaient se fissurer, et dans la chaleur, ils fondaient presque et dégageaient une odeur désagréable.
L'enthousiasme des inventeurs n'a pas duré longtemps. Au cours d'une de ces années, il y eut un été très chaud dans de nombreuses régions d'Europe. Sous l'influence des températures élevées, les produits de l'industrie du caoutchouc se sont transformés en une masse odorante. Toutes les entreprises de cette industrie ont alors fait faillite.
Découverte de Charles Goodyear
Et personne n'aurait pensé aux galoches et aux impertinents, sans la persévérance de l'Américain Charles Goodyear. Il a consacré de nombreuses années à trouver des moyens de fabriquer un bon matériau à partir de caoutchouc.
Goodyear a fait beaucoup d'expériences, mélangeant du caoutchouc avec presque tout. Il y ajouta du sel, du poivre, du sable et même de la soupe. Ayant dépensé tout son argent et sa force, l'inventeur perdait déjà espoir. Mais ses efforts furent néanmoins couronnés de succès. En ajoutant du soufre à la substance, il découvritque la résistance, l'élasticité et la stabilité à la température se sont améliorées.
Ainsi, il a réussi à améliorer le caoutchouc. Les propriétés et l'application du nouveau composé sont redevenues le sujet d'étude des scientifiques et des industriels. Le matériau obtenu par Goodyear est ce que nous appelons maintenant le caoutchouc, et le procédé par lequel il est obtenu est la vulcanisation du caoutchouc.
Bassin en caoutchouc
Après la découverte sensationnelle, de nombreuses offres d'achat d'un brevet pour le matériau inventé ont plu à l'heureux scientifique. L'utilisation du caoutchouc pour la production de caoutchouc est devenue énorme. Pour ce faire, presque tous les pays ont commencé à chercher des moyens de faire pousser des hévéas sur leur territoire. À cet égard, le Brésil a été le plus chanceux, car c'est cet État qui était propriétaire des immenses réserves de telles plantes. Le gouvernement brésilien a fait beaucoup d'efforts pour rester un monopole dans ce domaine, interdisant catégoriquement l'exportation de graines et de jeunes plants d'hévéa. La peine de mort a même été introduite pour ce crime.
Mais l'Anglais Wickham, qui pratique l'espionnage, a réussi à pénétrer les rives de l'Amazone, où il a secrètement obtenu et envoyé 70 000 graines d'hévéas en Grande-Bretagne. Et bien que les sélectionneurs locaux n'aient pas immédiatement réussi à cultiver cette plante tropicale dans un territoire au climat différent, grâce à leurs efforts, après un certain temps, du caoutchouc anglais moins cher et plus abordable est apparu sur le marché.
En attendant, l'utilisation du caoutchouc naturel s'est tellement répandue que le nombre de produits en caoutchouc a dépassé les 100 000.le nombre de nouveaux produits: bandes transporteuses et isolants électriques, "élastiques" pour le linge, chaussures en caoutchouc, ballons pour enfants, etc. Mais l'utilisation principale du caoutchouc naturel était associée à l'industrie automobile, lorsque les premiers pneus de voiture ont été inventés, puis pneus de voiture.
L'utilisation du caoutchouc et du caoutchouc dans notre pays repose depuis longtemps sur leur production à partir de matières premières étrangères. Ce n'est que lorsque des pissenlits ont été découverts au Kazakhstan, dont les racines contiennent du caoutchouc, que les premiers produits en caoutchouc à partir de matériaux nationaux sont apparus. Mais c'était un processus très laborieux, car l'extraction du caoutchouc des racines de pissenlit prenait très longtemps en raison de sa faible concentration (16-28%).
Obtenir du caoutchouc synthétique
Les ressources naturelles du caoutchouc naturel ne répondent pas aux besoins élevés de la population en produits fabriqués à partir de ce matériau. Aujourd'hui, la production de caoutchouc synthétique est beaucoup plus importante.
S. V. Lebedev en 1910 a reçu pour la première fois du caoutchouc synthétique. Le matériau de production était le butadiène, qui a été isolé de l'alcool éthylique. Plus tard, en effectuant une réaction de polymérisation à l'aide de sodium métallique, du caoutchouc synthétique butadiène a été obtenu.
Production industrielle de caoutchouc synthétique
En 1925, SV Lebedev se donne pour mission de trouver une méthode industrielle de synthèse du caoutchouc. Deux ans plus tard, il a été résolu avec succès. Les premiers kilogrammes de caoutchouc ont été synthétisés en laboratoire. C'est Lebedev qui a reprisétudier les propriétés de ce caoutchouc et développer des recettes pour en tirer les produits nécessaires au consommateur.
Et dans les années suivantes, l'utilisation du caoutchouc était la tâche la plus importante du travail de S. V. Lebedev. C'est selon sa méthode que le premier lot de ce matériau à l'échelle industrielle a été obtenu dans la première usine au monde produisant ce matériau.
Dans la période de 1932 à 1990, l'Union soviétique était le leader en termes de production dans cette industrie. L'utilisation du caoutchouc synthétique a permis d'élargir la gamme d'articles en caoutchouc, notamment: produits en caoutchouc souple, semelles de chaussures, tuyaux et flexibles divers, mastics et adhésifs, peintures à base de latex et autres.
Propriétés et applications du caoutchouc synthétique
Maintenant, la gamme de caoutchoucs synthétiques s'est considérablement élargie par rapport au milieu du 20e siècle. Ses différents types peuvent différer considérablement en termes de composition chimique et de propriétés de consommation. La classification du caoutchouc synthétique est basée sur la différence des monomères utilisés dans sa production. Ainsi, il existe de l'isoprène, du butadiène, du chloroprène et d'autres types. Selon une autre classification, les caoutchoucs sont divisés en types en fonction du groupe caractéristique d'atomes qui composent leur composition. Par exemple, des types de polysulfure, de caoutchoucs organosiliciés, etc. sont connus.
La principale méthode de production de caoutchoucs synthétiques est la polymérisation de diènes et d'alcènes. Les monomères les plus courants dans ce cas peuvent être appelés butadiène, isoprène, éthylène, acrylonitrile, etc.
Certains types de polysulfure, caoutchoucs de polyuréthane sont obtenus au cours de la réaction de polycondensation.
Caoutchoucs à usage général et spécial
Selon les applications, les caoutchoucs peuvent être divisés en matériaux à usage général et à usage spécial. Les représentants du premier groupe ont un ensemble de propriétés qui permettent de les utiliser pour la production de divers biens, dont les propriétés élastiques devraient apparaître à des températures ordinaires. Mais l'utilisation de caoutchouc synthétique à des fins spéciales implique la préservation des propriétés dans des situations extrêmes, par exemple sous l'influence du gel et du feu, de l'ozone et de l'oxygène, etc.
Application de caoutchouc isoprène
La composition du caoutchouc isoprène est très similaire à celle du caoutchouc naturel. Par conséquent, la gamme de propriétés de ces substances est en grande partie la même.
Ses inconvénients incluent une mauvaise résistance aux températures élevées, à l'ozone et à la lumière directe du soleil. La faible force de cohésion du caoutchouc à base d'eux est une propriété qui rend le caoutchouc isoprène moins populaire. Son utilisation est difficile en raison d'une adhérence accrue, d'un squelette et d'une fluidité insuffisants. Mais dans les produits monolithiques qui ne nécessitent pas l'assemblage d'un grand nombre de pièces, les caoutchoucs isoprène sont largement utilisés.
Pièces en caoutchouc
L'utilisation du caoutchouc en médecine a également lieu. Le produit le plus courant de l'industrie médicale, obtenu à partir de l'utilisation du caoutchouc, est un patch. C'est un mélange de caoutchouc, médicinal etsubstances apparentées. Avantages de ces patchs:
- longue viscosité;
- compatibilité avec de nombreux médicaments;
- innocuité;
- facilité d'utilisation.
Le processus de production consiste à dissoudre 1 partie de caoutchouc dans 12 parties d'essence. Et puis d'autres composants d'accompagnement sont introduits dans la solution: térébenthine (augmente l'adhésivité), lanoline (protège du dessèchement), oxyde de zinc (réduit l'irritation), médicaments (créent un effet thérapeutique).
Implants en caoutchouc
Les produits en caoutchouc vraiment vitaux sont les implants d'organes humains. L'utilisation du caoutchouc dans leur production a commencé relativement récemment et a marqué le début d'une nouvelle ère dans le développement de la médecine.
Les implants trachéaux sont des matériaux à base de polyactylates, polysiloxanes, polyamides. Le cœur artificiel et ses composants sont fabriqués à partir de polyuréthanes et de polyoxylanes. Le polyéthylène et le polypropylène sont le matériau pour la production d'implants de parties de l'œsophage, et le chlorure de polyvinyle est le composant principal des implants d'autres parties du système digestif. Les vaisseaux sanguins artificiels sont fabriqués à partir de polyéthylène téréphtalate, de polytétrafluoroéthylène et de polypropylène. Les polyacrylates, les polyamides, les polyuréthanes aident les personnes handicapées à trouver de nouveaux os et articulations.
Utilisation du caoutchouc dans les produits industriels
L'importance du caoutchouc dans l'économie nationale est énorme. Mais l'utilisation du caoutchouc naturel dans sa forme pure est un grandrareté. Le plus souvent, il est utilisé sous forme de caoutchouc. Les produits fabriqués à partir de ce matériau se retrouvent dans la vie de tous les jours à chaque étape. Cela inclut l'isolation des fils, la production de chaussures et de vêtements, les pneus de voiture et bien plus encore.
Dans l'industrie de la chaussure, en règle générale, les types de caoutchouc suivants sont utilisés: poreux (semelle), semblable au cuir (partie inférieure de la chaussure), transparent (talons).
L'utilisation du caoutchouc naturel et de ses analogues synthétiques ne s'est pas généralisée par hasard. Ils répondent à la majorité des besoins humains, étant l'un des matériaux les plus polyvalents.
