Каком растении содержится каучук

Происхождение названия

Слово «каучук» происходит от двух слов языка тупи-гуарани: «кау» — дерево, «учу» — течь, плакать. «Каучу» — сок гевеи, первого и самого главного каучуконоса. Европейцы прибавили к этому слову всего одну букву.

Получение натурального каучука

Натуральный каучук получают коагуляцией млечного сока (латекса) каучуконосных растений. Основной компонент каучука — углеводород полиизопрен (91-96%).

Распространение каучуконосов

Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определённого ботанического семейства. В зависимости от того, в каких тканях накапливается каучук, каучуконосные растения делят на:

• паренхимные — каучук в корнях и стеблях;
• хлоренхимные — каучук в листьях и зелёных тканях молодых побегов;
• латексные — каучук в млечном соке.

Травянистые латексные каучуконосные растения из семейства сложноцветных (кок-сагыз, крым-сагыз и другие), произрастающие в умеренной зоне, в том числе в южных республиках, содержащие каучук в небольшом количестве в корнях, промышленного значения не имеют.
Среди травянистых растений России есть всем знакомые одуванчик, полынь и молочай, которые тоже содержат млечный сок.

Промышленное значение имеют латексные деревья, которые не только накапливают каучук в большом количестве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская (Hevea brasiliensis), дающая по разным оценкам от 90 до 96% мирового производства натурального каучука.

Сырой каучук из других растительных источников обычно засорён примесями смол, которые должны быть удалены. Такие сырые каучуки содержат гуттаперчу — продукт некоторых тропических деревьев семейства сапотовых (Sapotaceae).

В течение Второй мировой войны (1939-1945) по экономическим причинам были культивированы другие, нетропические источники каучука: гуайуль (guayule) мексиканского происхождения, а также одуванчик кок-сагыз (Taraxatum kok- saghyz), произрастающий на территории Западного Туркестана.

Каучуконосы лучше всего произрастают не далее 10° от экватора на север и юг. Поэтому эта полоса шириной 1300 километров по обе стороны от экватора известна как «каучуковый пояс». Дело в том, что для каучуконосов требуется очень тёплый и влажный климат и плодородная почва. Развитие автомобильной промышленности значительно повысило потребности в резине и, соответственно, в каучуке. Поэтому появились новые плантации гевей: молодые деревца из Южной Америки посадили в Малайзии, на Шри-Ланке и в Индонезии. Они отлично прижились и дают большой урожай.

Сбор латекса и производство натурального каучука

Это высокое стройное дерево может достигать 45 метров в высоту при 2,5—2,8 м в обхвате. Родиной гевеи является бассейн Амазонки — великой водной магистрали. Отсюда вывозился первый каучук в Европу.

Каучук в гевее содержится в млечном соке — латексе, распределённом в млечных каналах, которые образуют в стволе концентрические кольца.

Латекс состоит из мельчайших частичек жидкости, твёрдых частиц и других примесей. Только около 33% латекса составляет каучук, 66% вода и около 1% другие вещества.

Для сбора латекса с деревьев на коре делается диагональный остроугольный надрез, вершиной угла направленный вниз, затем надрез расширяют до 0,3—0,5 от окружности ствола. Из надреза выделяется латекс и стекает в небольшую чашу. С каждого надреза получается около 30 мл латекса. После этого обычно на следующий день ниже первоначального надреза обдирается тонкая полоска коры, чтобы получить новый сок. Когда надрезы достигают поверхности земли, ствол оставляют в покое, чтобы он смог восстановить кору на дереве перед новой подсочкой. На 1 гектаре высаживается около 250 деревьев, в год с 1 гектара получают около 450 кг сухого необработанного каучука. Со специально выведенных высокоурожайных деревьев можно получить 2225 кг с гектара в год, были разработаны опытные деревья с урожайностью до 3335 кг с гектара в год.

Полученный латекс растягивают, разбавляют водой и подвергают коагуляции путём обработки кислотой, чтобы частицы каучука в латексе сцепились друг с другом. Затем производят протягивание между валками, придавая листам толщину 0,25 дюйма (?0,6 см), полученные листы высушивают путём обдувания сухим тёплым воздухом или дымом, и отправляют на погрузку.

Физические и химические свойства натурального каучука

• Натуральный каучук — аморфное, способное кристаллизоваться твёрдое тело.
• Природный необработанный (сырой) каучук — белый или бесцветный углеводород.

• Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Набухая и затем растворяясь в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике.
• Натуральный каучук однороден по своей молекулярной структуре, отличается высокими физическими свойствами, а также технологическими, то есть, способностью обрабатываться на оборудовании заводов резиновой промышленности.

• Особенно важным и специфическим свойством каучука является его эластичность (упругость) — способность каучука восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию.

Каучук — высокоэластичный продукт, обладает при действии даже малых усилий обратимой деформацией растяжения до 1000%, а у обычных твёрдых тел эта величина не превышает 1%. Эластичность каучука сохраняется в широких температурных пределах, и это является характерным его свойством. Но при долгом хранении каучук твердеет.
При температуре жидкого воздуха –195°C он жёсткий и прозрачный; от 0 ° до 10 °C — хрупкий и уже непрозрачный, а при 20 °C — мягкий, упругий и полупрозрачный. При нагреве свыше 50 °C он становится пластичным и липким; при температуре 80 °C натуральный каучук теряет эластичность; при 120 °C — превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Если поднять температуру до 200—250 °C, то каучук разлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов.

• Каучук — хороший диэлектрик, он имеет низкую водо- и газопроницаемость.

• Каучук не растворяется в воде, щёлочи и слабых кислотах; в этиловом спирте его растворимость небольшая, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а уж затем растворяется.
• Легко окисляется химическими окислителями, медленно — кислородом воздуха.
• Теплопроводность каучука в 100 раз меньше теплопроводности стали.
• Наряду с эластичностью, каучук ещё и пластичен — он сохраняет форму, приобретённую под действием внешних сил. Пластичность каучука, проявляющаяся при нагревании и механической обработке, является одним из отличительных свойств каучука. Так как каучуку присущи эластические и пластические свойства, то его часто называют пласто-эластическим материалом.
• При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переход его из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесс происходит не мгновенно, а во времени. При этом в случае растяжения каучук нагревается за счёт выделяющейся теплоты кристаллизации. Кристаллы каучука очень малы, они лишены чётких граней и определённой геометрической формы.

При температуре около –70 °C каучук полностью теряет эластичность и превращается в стеклообразную массу.

• Вообще все каучуки, как аморфные материалы, могут находиться в трёх физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем.

Высокоэластическое состояние для каучука наиболее типично.

• Каучук легко вступает в химические реакции с целым рядом веществ: кислородом (O2), водородом (H2), галогенами (Cl2, Br2), серой (S) и другими. Эта высокая реакционная способность каучука объясняется его ненасыщенной химической природой. Особенно хорошо реакции проходят в растворах каучука, в которых каучук находится в виде молекул сравнительно крупных коллоидных частиц.

Почти все химические реакции приводят к изменению физических и химических свойств каучука: растворимости, прочности, эластичности и других. Кислород и, особенно, озон, окисляют каучук уже при комнатной температуре. Внедряясь в сложные и большие молекулы каучука, молекулы кислорода разрывают их на более мелкие, и каучук, деструктурируясь, становится хрупким и теряет свои ценные технические свойства.
Процесс окисления лежит также в основе одного из превращений каучука — перехода его из твёрдого в пластичное состояние.

Вклад участников

Сотников Виталий Александрович

Шуршат по асфальту мягкие и прочные шины автомобилей. Это вам не стук деревянных колёс по брусчатой мостовой. А обязан человек такому комфорту для своего уха растениям, по стеблям и стволам которых бежит удивительный млечный сок.

Гевея бразильская

Гевея бразильская родилась во влажных тропиках Южной Америки. Вечнозелёное дерево спокойно росло в благодатном климате, когда берегов континента достигли жаждущие богатства и славы испанские и португальские завоеватели.

Среди множества чудес, встретивших незваных пришельцев, был мягкий чёрный шар, который местные ребятишки пинали босыми ногами. Оказалось, что мяч скатан из «слёз дерева», что на языке аборигенов звучало как «као-чу». Не даром лучшие футболисты рождаются в Южной Америке. Видимо, у них уже в генах заложена любовь к играм с мячом и вековая сноровка.

А плакало дерево млечным соком, вытекавшим из ран и порезов. «Слёзы» годились не только для игр. Из них индейцы мастерили непромокаемую обувь, которая в период дождей защищала ноги от влаги, а в жару становилась липкой и тягучей, теряя форму и размер.

Только в XIX веке «каучук» занял достойное место среди заморских чудес. Сначала из него сделали ластик, которым можно было удалить с листа графитовый след карандаша, затем непромокаемые плащи… а с развитием автомобильного производства он стал незаменимым.

Хотя сегодня учёные изобрели искусственный каучук, Гевея бразильская продолжает трудиться на благо человечества. Где начинается бизнес, там заканчивается честь, и вот уже запрещённые к вывозу из Бразилии семена дерева дают всходы в Индонезии и на Цейлоне, где собирается треть производимого в мире каучука.

Доморощенный одуванчик

Каучук можно добывать не только из 30-метровых вечнозелёных деревьев Гевеи, стволы которых вырастают до полуметра в диаметре, но и из наших неистребимых одуванчиков, сплошным ковром застилающих обочины дорог, городские газоны и назойливо пробирающихся на овощные грядки.

По всем частям растения лениво растекается млечный сок, не уступающий по качеству млечному соку Гевеи бразильской. Вот только с ростом Одуванчик подкачал, а потому даже сплошные заросли ничтожно малы для массового производства каучука.

А вот попробовать смастерить футбольный мяч собственными руками, а заодно очистить огород от сорняка, очень даже можно. В крайнем случае прихватить ближайшие полянки, желтеющие от цветков растения. Если на мяч млечного сока не наберётся, можно сделать ластик для школьных уроков рисования или геометрии.

Кок-сагыз

Родственник Одуванчика, растущий в Средней Азии, тоже является травянистым многолетником. Однако, люди разводили плантации растения и млечный сок использовали для производства каучука, пока учёные умы не изобрели искусственный каучук, который оказался гораздо дешевле.

Как знать, возможно, человек ещё вернётся к помощи травянистого растения. По крайней мере, некоторые автомобильные американские монстры не исключают такого варианта, называя почему-то Кок-сагыз «Русским одуванчиком».

Фикус каучуконосный

Фикус каучуконосный – ещё один представитель тропиков, по жилам которого бежит каучук. У нас Фикусы предпочитают жить в комнатных условиях, поэтому годятся только для того, чтобы человек тратил время на протирание жёстких крупных листьев от пыли, дабы привести в порядок нервную систему после бурного трудового дня.

Поскольку Фикус — это не травянистое растение, как Одуванчик или Кок-сагыз, а вечнозелёное дерево, поднимающееся в естественных условиях к небесам до 40 метров, приходится останавливать его прыть в комнатных условиях, когда потолок мрачно нависает над верхушкой.

А вот такого красавца я встретила на днях среди зелени отеля «Синдбад», что раскинулся на песках города Хургада в Египте:

Из десятка таких деревьев мяч, я думаю, получился бы. Но здесь не занимаются производством мячей, а оздоравливают тела и души европейцев, белорусов, украинцев, казахов и даже китайцев.