المطاط مركب عضوي تتكون مكوناته الرئيسية من الكربون والهيدروجين. يتم الحصول عليها من نباتات خشبية خاصة ، والتي تسمى غالبًا نباتات المطاط. ينمو ممثلو النباتات هؤلاء في المناطق الاستوائية. تحتوي أعضائهم (الثمار ، الأوراق ، الفروع ، الجذع ، الجذور) على مادة اللاتكس. هذا السائل اللبني ليس عصير النباتات ، ولا يزال علماء النبات يشككون في تفاصيل أهميته لحياة الكائن النباتي. يتم الحصول على كتلة مرنة مستمرة من مادة اللاتكس أثناء عملية التخثر ، وهي عبارة عن مطاط طبيعي طبيعي.
تاريخ اكتشاف المطاط الطبيعي
مساهمة كريستوفر كولومبوس في تطوير الحضارة العالمية لا تقتصر على الاكتشافات الجغرافية الكبرى. كانت سفينته هي التي هبطت في جزيرة هيسبانيولا عام 1493 وأخذت أول منتج مطاط إلى إسبانيا. كانت كرة مطاطية مطاطية صنعها السكان المحليون من عصير نبات الهيفيا ، وهو نبات وجد عليهشواطئ الأمازون. عند رؤية كيف ألقى الهنود بحماس شيئًا صغيرًا غريبًا ، والذي وصل إلى الأرض ، ارتد أيضًا كما لو كان على قيد الحياة ، كما لو كان يقفز ، تفاجأ الإسبان بجدية. بعد محاولتهم الإمساك بهذه الكرة المرتدة ، توصلوا إلى استنتاج مفاده أنها ثقيلة جدًا ، ولاحظوا أيضًا لزوجة هذه الكرة ورائحتها المميزة للدخان.
لم يقتصر استخدام الهنود للمطاط على هذا الأمر. لم تلعب القبائل المحلية هذه الكرة فحسب ، بل استخدمتها في مختلف الاحتفالات الدينية. وعُصارة الشجرة التي أُخذت منها تعتبر مقدسة وسميت "كوتشو" وتعني "دموع الشجرة" في الترجمة.
من بين الأشياء المثيرة للاهتمام التي جلبها كولومبوس إلى إسبانيا كانت هذه الكرة غير العادية. منذ ذلك الوقت بدأ تاريخ استخدام المطاط.
محاولات التطبيق الأولى
لكن الأوروبيين لم ينتبهوا لفضول الهنود. وحتى القرن الثامن عشر ، لم يفكر أحد في مدى اتساع وتنوع مجالات تطبيق المطاط. فقط عندما قام أعضاء البعثة الفرنسية ، الذين زاروا الغابات الاستوائية في أمريكا الجنوبية ، بجلبه مرة أخرى إلى أوروبا ، انتبهوا إليه. نشأ اهتمام أكبر عندما أظهر العالم الفرنسي تش.كوندامين ، متحدثًا في جمعية أكاديمية باريس للعلوم ، عينات من هذه المادة ، وأظهر طرقًا للتطبيق المحتمل ومنتجاتها.
بدأ الاستخدام الواسع النطاق للمطاط الطبيعي في أوروبا حوالي عام 1770 ، عندما ظهر ملحق جديد في المدارس - صمغ ، والذي كان يستخدم لمحو خطوط القلم الرصاص.
بدأ التاليالبحث النشط عن الاستخدامات الممكنة للمطاط. في ذلك الوقت ، يعود اختراع الحمالات والخيوط المطاطية. وخمن المخترع الاسكتلندي سي. ماكينتوش وضع طبقة رقيقة من المطاط بين طبقتين من القماش ، وبالتالي الحصول على قماش مقاوم للماء. كانت هذه المواد ذات شعبية جنونية ، حيث حصلت معاطف المطر على اسمها من اسم المخترع. كانوا يطلق عليهم أجهزة Mac.
انهيار صناعة المطاط
المحاولات الأولية لإنشاء أحذية مقاومة للماء باءت بالفشل. على الرغم من أنها أصبحت عصرية تمامًا لفترة قصيرة من الزمن ، إلا أنها لم تختلف في التطبيق العملي. في البرد ، يمكن أن تتصدع ، وفي الحرارة كادت أن تذوب وتنضح برائحة كريهة.
حماسة المخترعين لم تدم طويلا. في إحدى تلك السنوات ، كان هناك صيف حار جدًا في أجزاء كثيرة من أوروبا. تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ، تحولت منتجات صناعة المطاط إلى كتلة كريهة الرائحة. ثم أفلست جميع الشركات في هذه الصناعة.
اكتشاف تشارلز جوديير
ولن يفكر أحد في الكالوشات والماكينتوس ، لولا مثابرة الأمريكي تشارلز جوديير. كرس سنوات عديدة لإيجاد طرق لصنع مادة جيدة من المطاط.
أجرى Goodyear الكثير من التجارب ، حيث مزج المطاط مع كل شيء تقريبًا. أضاف إليها الملح والفلفل والرمل وحتى الحساء. بعد أن أنفق كل أمواله وقوته ، كان المخترع يفقد الأمل بالفعل. لكن جهوده مع ذلك تكللت بالنجاح. عن طريق إضافة الكبريت إلى المادة اكتشفأن كلاً من القوة والمرونة واستقرار درجة الحرارة قد تحسنت
وهكذا تمكن من تحسين المطاط. أصبحت خصائص وتطبيق المركب الجديد مرة أخرى موضوع دراسة من قبل العلماء والصناعيين. المواد التي حصل عليها Goodyear هي ما نسميه الآن المطاط ، وعملية الحصول عليها هي تقسية المطاط.
ازدهار المطاط
بعد الاكتشاف المثير ، هطلت العديد من العروض لشراء براءة اختراع للمادة المخترعة على العالم المحظوظ. أصبح استخدام المطاط لإنتاج المطاط هائلاً. للقيام بذلك ، بدأت جميع البلدان تقريبًا في البحث عن طرق لزراعة أشجار المطاط على أراضيها. في هذا الصدد ، كانت البرازيل هي الأكثر حظًا ، لأن هذه الدولة كانت صاحبة الاحتياطيات الضخمة من هذه النباتات. بذلت الحكومة البرازيلية الكثير من الجهود لتبقى احتكارًا في هذا المجال ، وحظرت بشكل قاطع تصدير البذور ونباتات Hevea الصغيرة. تم تطبيق عقوبة الإعدام حتى على هذه الجريمة.
لكن الإنجليزي ويكهام ، الذي يمارس التجسس ، تمكن من اختراق شواطئ الأمازون ، حيث حصل سرًا على 70 ألف بذور شجرة مطاطية وأرسلها إلى بريطانيا. وعلى الرغم من أن المربين المحليين لم ينجحوا على الفور في زراعة هذا النبات الاستوائي في منطقة ذات مناخ مختلف ، فبفضل جهودهم ، بعد مرور بعض الوقت ، ظهر مطاط إنجليزي أرخص وبأسعار معقولة في السوق.
في غضون ذلك ، انتشر استخدام المطاط الطبيعي على نطاق واسع لدرجة أن عدد منتجات المطاط تجاوز 100000.عدد المنتجات الجديدة: أحزمة النقل والعزل الكهربائي ، "الأربطة المطاطية" للكتان ، الأحذية المطاطية ، بالونات الأطفال ، إلخ. لكن الاستخدام الرئيسي للمطاط الطبيعي كان مرتبطًا بصناعة السيارات ، عندما تم اختراع إطارات النقل لأول مرة ، ثم اطارات السيارات.
يعتمد استخدام المطاط والمطاط في بلدنا منذ فترة طويلة على إنتاجهما من المواد الخام الأجنبية. فقط عندما تم اكتشاف الهندباء في كازاخستان ، والتي تحتوي جذورها على المطاط ، ظهرت أولى منتجات المطاط من المواد المنزلية. لكنها كانت عملية شاقة للغاية ، حيث أن استخراج المطاط من جذور الهندباء استغرق وقتًا طويلاً جدًا بسبب تركيزه المنخفض (16-28٪).
الحصول على المطاط الصناعي
الموارد الطبيعية من المطاط الطبيعي لا تلبي الاحتياجات العالية للسكان في السلع المصنوعة من هذه المادة. الآن إنتاج المطاط الصناعي أكبر بكثير.
S. تلقى V. Lebedev في عام 1910 لأول مرة المطاط الصناعي. كانت مادة الإنتاج عبارة عن بوتادين ، والذي تم عزله من كحول الإيثيل. في وقت لاحق ، من خلال إجراء تفاعل البلمرة باستخدام فلز الصوديوم ، تم الحصول على المطاط الصناعي بوتادين.
الإنتاج الصناعي للمطاط الصناعي
في عام 1925 ، كلف SV Lebedev نفسه بمهمة إيجاد طريقة صناعية لتركيب المطاط. بعد عامين ، تم حلها بنجاح. تم تصنيع الكيلوغرامات القليلة الأولى من المطاط في المختبر. كان ليبيديف هو من تولىدراسة خصائص هذا المطاط ووضع وصفات للحصول على المنتجات اللازمة للمستهلك منه.
وفي السنوات اللاحقة ، كان استخدام المطاط أهم مهمة لعمل S. V. Lebedev. وفقًا لطريقته ، تم الحصول على الدفعة الأولى من هذه المادة على نطاق صناعي في أول مصنع في العالم ينتج هذه المادة.
في الفترة من 1932 إلى 1990 ، كان الاتحاد السوفيتي الرائد من حيث الإنتاج في هذه الصناعة. جعل استخدام المطاط الصناعي من الممكن توسيع نطاق المنتجات المطاطية ، على وجه الخصوص: منتجات المطاط اللين ، ونعال الأحذية ، والأنابيب والخراطيم المختلفة ، والمواد المانعة للتسرب والمواد اللاصقة ، والدهانات القائمة على اللاتكس وغيرها.
خصائص وتطبيقات المطاط الصناعي
الآن نمت مجموعة المطاط الصناعي بشكل ملحوظ مقارنة بمنتصف القرن العشرين. يمكن أن تختلف أنواعه المختلفة اختلافًا كبيرًا في التركيب الكيميائي وخصائص المستهلك. يعتمد تصنيف المطاط الصناعي على الاختلاف في المونومرات المستخدمة في إنتاجه. لذلك ، هناك أنواع إيزوبرين ، بوتادين ، كلوروبرين وأنواع أخرى. وفقًا لتصنيف آخر ، يتم تقسيم المطاط إلى أنواع اعتمادًا على المجموعة المميزة للذرات التي يتكون منها تكوينها. على سبيل المثال ، من المعروف أنواع بولي كبريتيد ومطاط السيليكون العضوي وما إلى ذلك.
الطريقة الرئيسية لإنتاج المطاط الصناعي هي بلمرة الدايين والألكينات. يمكن تسمية المونومرات الأكثر شيوعًا في هذه الحالة بوتادين ، إيزوبرين ، إيثيلين ، أكريلونيتريل ، إلخ.
يتم الحصول على بعض أنواع مطاط البولي كبريتيد والبولي يوريثين أثناء تفاعل التكثيف المتعدد.
المطاط للأغراض العامة والخاصة
وفقًا للتطبيقات ، يمكن تقسيم المطاط إلى مواد ذات أغراض عامة وخاصة. يمتلك ممثلو المجموعة الأولى مجموعة من الخصائص التي تجعل من الممكن استخدامها لإنتاج سلع مختلفة ، والتي يجب أن تظهر خصائصها المرنة في درجات الحرارة العادية. لكن استخدام المطاط الصناعي لأغراض خاصة يعني الحفاظ على الخصائص في المواقف القصوى ، على سبيل المثال ، تحت تأثير الصقيع والنار والأوزون والأكسجين ، إلخ.
تطبيق مطاط الايزوبرين
تكوين مطاط الأيزوبرين مشابه جدًا للمطاط الطبيعي. وبالتالي ، فإن نطاق خصائص هذه المواد هو نفسه إلى حد كبير.
تشمل عيوبه ضعف المقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة والأوزون وأشعة الشمس المباشرة. قوة التماسك المنخفضة للمطاط المبنية عليها هي خاصية تجعل مطاط الأيزوبرين أقل شيوعًا. يصعب استخدامه بسبب زيادة الالتصاق وعدم كفاية الهيكل العظمي والسيولة. ولكن في المنتجات المتجانسة التي لا تتطلب الانضمام إلى عدد كبير من الأجزاء ، يتم استخدام مطاط الأيزوبرين على نطاق واسع.
رقع مطاطية
يتم استخدام المطاط في الطب أيضًا. المنتج الأكثر شيوعًا في الصناعة الطبية ، الذي يتم الحصول عليه من استخدام المطاط ، هو الرقعة. إنه خليط من المطاط والطب ومواد ذات صلة. فوائد هذه البقع:
- لزوجة طويلة ؛
- التوافق مع العديد من الأدوية ؛
- ضرر ؛
- سهولة في الاستخدام.
عملية الإنتاج هي إذابة جزء واحد من المطاط في 12 جزءًا من البنزين. ثم يتم إدخال المكونات الأخرى المصاحبة في المحلول: زيت التربنتين (يزيد اللزوجة) ، اللانولين (يحمي من الجفاف) ، أكسيد الزنك (يقلل التهيج) ، الأدوية (تخلق تأثيرًا علاجيًا).
يزرع المطاط
منتجات المطاط الحيوية حقًا هي زراعة الأعضاء البشرية. بدأ استخدام المطاط في إنتاجها مؤخرًا نسبيًا وشكل بداية حقبة جديدة في تطور الطب.
غرسات القصبة الهوائية عبارة عن مواد مصنوعة من بولي أكتيلات ، بولي سيلوكسانيس ، بولي أميد. القلب الصناعي وأجزاؤه مصنوعة من البولي يوريثان والبوليوكسيلان. البولي إيثيلين والبولي بروبيلين هما مادة لإنتاج غرسات أجزاء من المريء ، والبولي فينيل كلورايد هو المكون الرئيسي لغرسات أجزاء أخرى من الجهاز الهضمي. الأوعية الدموية الاصطناعية مصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثاليت ، بولي تترافلورو إيثيلين والبولي بروبيلين. تساعد مادة البولي أكريلات والبولي أميد والبولي يوريثان الأشخاص ذوي الإعاقة في العثور على عظام ومفاصل جديدة.
استخدام المطاط في المنتجات الصناعية
أهمية المطاط في الاقتصاد الوطني هائلة. لكن استخدام المطاط الطبيعي في شكله النقي أمر كبيرندرة. غالبًا ما يتم استخدامه في شكل مطاط. تم العثور على المنتجات المصنوعة من هذه المواد في الحياة اليومية في كل خطوة. ويشمل ذلك عزل الأسلاك وإنتاج الأحذية والملابس وإطارات السيارات وغير ذلك الكثير.
في صناعة الأحذية ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام الأنواع التالية من المطاط: مسامي (نعل) ، يشبه الجلد (الجزء السفلي من الحذاء) ، شفاف (كعب).
لم ينتشر استخدام المطاط الطبيعي ونظائره الاصطناعية عن طريق الصدفة. إنها تلبي غالبية احتياجات الإنسان ، كونها واحدة من أكثر المواد تنوعًا.
