კაუჩუკი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ლატექსის შეგროვებე ჰევეას ხისგან, შრი-ლანკა

კაუჩუკი — ბუნებრივ კაუჩუკს შეიცავს ზოგიერთი ტროპიკული მცენარე, უმთავრესად ბრაზილიური ჰევეას რძისებრი სითხე - ლატექსი. ლატექსი კოლოიდური ხსნარია, რომლის კოაგულაციით მიიღება ბუნებრივი კაუჩუკი. კაუჩუკი ნიშნავს "ხის ცრემლებს". ნატურალური კაუჩუკის სამშობლოა ბრაზილია.

კაუჩუკის უმნიშვნელოვანესი თვისებაა ელასტიურობა. მას ახასიათებს დრეკადი დეფორმაცია, აგრეთვე წყლისა და აირების შეუღწევადობა. ნატურალური კაუჩუკის მედეგობა ტემპერატურის მიმართ დაბალია - სიცხეში იგი წებვადია, სიცივეში კი - მყიფე. ევროპაში კაუჩუკის ნაწარმი (კალოშები, წყალგაუმტარი ტანსაცმელი) გავრცელდა XIX საუკუნის დასაწყისში, მაგრამ ეს ნაწარმი დამზადდა ნატურალური კაუჩუკისგან. იგი იყო მოუხერხებელი ზემოთ აღნიშნული თვისებების გამო.

კაუჩუკის გამოყენების ისტორია დაიწყო 1839 წელს, როდესაც აღმოაჩინეს ვულკანიზაციის პროცესი - კაუჩუკისგან რეზინის მიღება (გოგირდის დამატებით), რომლის შედეგად მკვეთრად გაუმჯობესდა კაუჩუკის ფიზიკური თვისება. ამის შემდეგ დაიწყო მისი სწრაფი სამრეწველო გამოყენება. რეზინის დიდი რაოდენობა გამოყენებული იქნა საავტომობილო მრეწველობაში საბურავების დასამზადებლად.

ბუნებრივი კაუჩუკის წარმოების მონოპოლისტი დიდხანს რჩებოდა ბრაზილია. 1876 წელს ინგლისელებმა ბრაზილიიდან მოიპარეს ჰევეას თესლი, მიუხედავად სიკვდილით დასჯის შიშისა (მისი გატანა ქვეყნიდან აკრძალული იყო).

პირველი ნატურალური კაუჩუკის პლანტაციები გააშენეს 1898 წელს.

ტექნიკის განვითარებასთან ერთად სულ უფრო და უფრო იზრდებოდა მოთხოვნა კაუჩუკზე. ბუნებრივი რესურსები კი არ იყო საკმარისი ამ მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად. მეცნიერთა წინაშეე დადგა მაღალელასტიური სინთეზური მასალის შექმნის აუცილებლობის საკითხი.

ქიმიური ანალიზის მეთოდებით დადგენილია, რომ ნატურალური კაუჩუკი შედგება ნახშირბადისა (C) და წყალბადისაგან (H). მისი ფორმულაა (C5H8)n . ე.ი. კაუჩუკი ბუნებრივი მაღალმოლეკულური ნივთიერებაა. მისი ფარდობითი მოლეკულური მასა 100-ს აღწევს.

კაუჩუკის მოლეკულა შედგება იზოპრენის მოლეკულებისაგან -კაუჩუკი არის იზოპრენის პოლიმერიზაცის პროდუქტი, რაც ტოლობის სახით გამოისახება.

n CH2 = C _ CH = CH2 ___> (_ CH2 _ C = CH _ CH2 _)n
| |
CH3 CH3
იზოპრენი იზოპრენის კაუჩუკი

პირველადი კაუჩუკის მასის მიღება შეძლო იზოპრენიდან ი.ი.ოსტრომისლენსკიმ და ს.ვ. ლებედევმა 1906წელს, მაგრამ მიღებული პოლიმერის ხარისხი არ იყო დამაკმაყოფილებელი. დიდი რაოდენობის კარგი პოლიმერის მისაღებად საჭირო იყო იაფი იზოპრენი, რომლის მიღებაც იმ დროს არ იცოდნენ.

ს.გ. ლებედევმა თავისი გამოკვლევა ჩაატარა დიენური ნახშირწყალბადის პოლიმერიზაციით. მსოფლიოში კაუჩუკის პირველი სამრეწველო სინთეზი ს.ლებედევმა განახორციელა ეთილის სპირტისაგან (C2H5OH), კატალიზატორების (Al2O3ZnO) მეშვეობით მიიღეს ბუტადიენი 1,3.

2C2H5OH ___> CH2 = CH _ CH = CH2 + 2H2O + H2
ეთილის სპირტი ბუტადიენი 1,3

ბუტადიენი 1,3 -ის პოლიმერიზაციით (კატალიზატორი მეტალური ნატრიუმი Na) მიიღება სინთეზური კაუჩუკი.

nCH2 = CH _ CH = CH2 ___> (_ CH2 _ CH = CH _ CH2)n

ამჟამად მიღებულია მრავალი სახის სინთეზური კაუჩუკი, რომელიც წარმატებით გამოიყენება საყოფაცხოვრებო სფეროში. მიღებულია მრავალი სახის სინთეზური კაუჩუკი.

სინთეზური კაუჩუკი ცალკეული მაჩვენებლებით ბუნებრივ კაუჩუკზე უკეთესი თვისებებით ხასიათდება, მაგრამ დაბალია მისი ელასტიურობა. მაგალითად ქლოროპრენის კაუჩუკს ქლორის შემცველობის გამო ამაღლებული აქვს ცეცხლგამძლეობა. იგი მდგრადია ქიმიური რეაგენტების, გამხსნელების, სითბოსა და სინათლის მიმართ. ბუტადიენსტიროლის კაუჩუკი ცვეთამედეგია, რის გამოც წარმატებით გამოიყენება ავტომობილების საბურავების დასამზადებლად.

ბუტადიენი 1,3 -ის პოლიმერიზაციით (კატალიზატორი მეტალური ნატრიუმი Na) მიიღება სინთეზური კაუჩუკი.

nCH2 = CH _ CH = CH2 ___> (_ CH2 _ CH = CH _ CH2)n

ამჟამად მიღებულია მრავალი სახის სინთეზური კაუჩუკი, რომელიც წარმატებით გამოიყენება საყოფაცხოვრებო სფეროში. მიღებულია მრავალი სახის სინთეზური კაუჩუკი.

სინთეზური კაუჩუკი ცალკეული მაჩვენებლებით ბუნებრივ კაუჩუკზე უკეთესი თვისებებით ხასიათდება, მაგრამ დაბალია მისი ელასტიურობა. მაგალითად ქლოროპრენის კაუჩუკს ქლორის შემცველობის გამო ამაღლებული აქვს ცეცხლგამძლეობა. იგი მდგრადია ქიმიური რეაგენტების, გამხსნელების, სითბოსა და სინათლის მიმართ. ბუტადიენსტიროლის კაუჩუკი ცვეთამედეგია, რის გამოც წარმატებით გამოიყენება ავტომობილების საბურავების დასამზადებლად.

დროთა განმავლობაში შეიცვალა კაუჩუკის სინთეზურად მიღების წყაროები. მაგალითად: ბუტადიენის მისაღებად საჭირო იყო ეთილის სპირტი, ხოლო სპირტის მისაღებად საჭირო იყო მარცვლეული და კარტოფილი. ამჟამად კაუჩუკის სინთეზისათვის იყენებენ ნახშირწყალბადებს, რომელიც არის ნავთობის თანხლები აირებში და ნავთობის გადამუშავების შედეგად მიღებულ ნავთობპროდუქტებში.

სინთეზური კაუჩუკი ავტომობილების საბურავების მასალაა.

კაუჩუკის ვულკანიზაცია[რედაქტირება]

ბუნებრივ და სინთეზურ კაუჩუკს ძირითადად რეზინის სახით იყენებენ, რადგან მათ გაცილებით მეტი სიმტკიცე, ელასტიურობა და ბევრი უკეთესი მექანიკური თვისება აქვს.

რეზინის მისაღებად ახდენენ კაუჩუკის ვულკანიზაციას. კაუჩუკს, გოგირდს, შემავსებლებს (მნიშვნელოვანი შემავსებელია მური) და სხვა ნივთიერებების ნარევს ახურებენ. შედეგად წარმოიქმნება გიგანტური მოლეკულები, რომელთაც უკვე 3 განზომილება აქვს: სიგრძე, სიგანე, სისქე. ასეთ კაუჩუკს (რეზინს) სივრცითი სტრუქტურა აქვს და მნიშვნელოვნად უფრო მტკიცეა, ვიდრე არავულკანიზირებული კაუჩუკი: არ იხსნება გამხსნელებში, ის მხოლოდ ჯირჯვდება.

თუ კაუჩუკს დავუმატებთ მეტი რაოდენობით გოგირდს, ის კარგავს ელასტიურობას, მიიღება ებონიტი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება როგორც იზოლატორი.

კაუჩუკოვანი მცენარეები[რედაქტირება]

კაუჩუკოვანი მცენარეები, მცენარეები, რომლებიც თავის ამა თუ იმ ორგანოში წარმოქმნიან და შეიცავენ ნატურალურ კაუჩუკს. იმის მიხედვით, თუ რომელ ქსოვილში გროვდება კაუჩუკი, გამოყოფენ ლატექსურ (კაუჩუკი რძეწვენში - ლატექსშია), პარენქიმულ (ღერძული ორგანოების — ღეროსა და ფესვის პარენქიმიაში) და ქლორენქიმულ (ახალგაზრდა ყლორტებისა და და ფოთლების მწვანე ქსოვილებში) კაუჩუკოვან მცენარეებს. მათ შორის საწარმოო მნიშვნელობა აქვს ლატექსიან ხეებს, რომლებიც დიდი რაოდენობით შეიცავენ რძეწვენს, საიდანაც ადვილად შეიძლება კაუჩუკის გამოყოფა. ამ მხრივ ყველაზე მნიშვნელოვანია ბრაზილიური ჰევეა, რომელიც ბუნებრივი კაუჩუკის მსოფლიო წარმოების 95%-ს იძლევა, დანარჩენი 5% მიიღება სხვა ტროპიკული ლიტექსიანი მცენარეებისაგან - საპიუმის, მანიოკის (რძიანასებრთა ოჯახი), ფიკუსის, კასტილას (თუთისებრთა ოჯახი), ლანდოლფიას (ქენდირისებრთა ოჯახი) გვარებიდან. ლატექსიანი კაუჩუკოვანი მცენარეებია აგრეთვე კოგსაგიზი, ტაუსაგიზი, კრიომსაგიზი და სხვა, მაგრამ მათ ფესვებში კაუჩუკი მცირე რაოდენობითაა. პარენქიმულ კაუჩუკოვან მცენარეებს განეკუთვნება მექსიკური გვაიულა (რთულყვავილოვნებიდან). ქლორენქიმულ კაუჩუკოვან მცენარეებს საწარმოო მნიშვნელობა არა აქვთ.

ლიტერატურა[რედაქტირება]

  • გ. ჭირაქაძე - ორგანული ქიმია.
  • В. М. Потапов - Органическая химия.