ゴム

ゴム (インド人。cao =木とおちゅ ＝引き裂き）とは、ゴムの原料となる弾性高分子の総称です。ゴムは、加硫、未加硫、または加硫前のいずれでもかまいません。

植物によって生成されるゴムの種類には、天然ゴム、バラタ、チクルガム、グッタパーチャ、グアユールガム (パルテニウム アルジェンタタム) があります。 ）。ラテックスから作られた天然ゴム（ゴムノキの乳白色の樹液（パラゴムノキ） ))、経済的に最も重要なものです。現在、世界の需要の約 60% を占める合成ゴムには、さまざまな形態があります。さらに、ファクチスとゴムの再生物もゴムであると理解されています。

歴史

先コロンブス期

メソアメリカの人々とアマゾニアの先住民族は、さまざまな方法で天然ゴムを使用していました.最もよく知られているのは、中実のゴムボールを使ったメソアメリカの球技です。その撥水性も知られていたので、生地にコーティングされていました。マヤ族は足に限られた耐久性のゴムコーティングを施したと言われています.

ゴム製の最古の物体は、紀元前 1600 年にさかのぼります。

中央アメリカ以外

当初、中央アメリカからのゴムのニュースは、エルナン・コルテスがアステカの球技チームを紹介した皇帝カール 5 世など、ヨーロッパの少数の人々にしか届きませんでした。知識が一般大衆に利用可能になったのは、本を通じてのみでした。 1615 年、フアン デ トロケマダスは「De la Monarquia Indiana」の中で、インディアンが物体を撥水性にする方法と、1520 年頃の征服者ベルナル ディアス デル カスティーヨがアステカのボール プレーヤーについて説明しました。しかし、この記述は 1632 年までマドリッドの図書館で発見および公開されませんでした。

1735 年から 1745 年にかけてアマゾン地域でパリ科学アカデミーの科学的調査を行ったシャルル マリー ド ラ コンダミーヌは、ゴムがどのように使用されているかを観察し、インドの製造方法を説明しました。これにより、さらなる報告と新しい材料を使用した最初のヨーロッパの実験が行われました。1761 年に固体ゴムの溶剤が発見され、1770 年頃に消しゴムが作成され、1791 年にサミュエル ピールがテレビン油に溶かしたゴムを布地に適用する最初の特許取得済みのプロセスが行われ、1824 年に最初のレインコートまたは Macintosh そしてウェリントンブーツ。これらの初期の長靴は、19 世紀初頭にイングランドの初代ウェリントン公爵アーサー ウェルズリーによって有名になりました。これらの成功やその他の成功にもかかわらず、この材料は、高温になるとくっつき始め、低温になると脆くなるため、依然として使いにくいものでした.

ラバーブームとクラッシュ

1839 年にチャールズ グッドイヤーが加硫プロセスを発明した後、1839 年から 1910 年にかけてアマゾン地域でゴムブームが起こり、マナウスとベレンの都市は当時ブラジルで最も豊かな地域になりました。当時、マナウスにアマゾナス劇場が創設され、1897 年 1 月 7 日に ラ ジョコンダ とともに開場しました。 Amilcare Ponchielli と 364 km のマデイラ マモレ鉄道 (EFMM) によって開通しました。これは、船で到達するのが困難なアマゾンの地域からリオ マデイラのポルト ヴェーリョまでゴムを輸送するためのものでした。鉄道の接続は、ボリビアとブラジルの間のペトロポリス条約にも言及されており、リオ マモレ川沿いのブラジル国境の町グアジャラ - ミリムからボリビアの都市リベラルタまでの延長が合意された.しかし、それ以前にゴムブームが終わったため、これが作られることはありませんでした。

ゴムの形のゴムが重要な材料になった後、プランテーションでゴムの木を育てる試みがありました.彼らは、アジアの植民地にいたイギリス人など、南アメリカ以外でのみ成功しました。早くも 1876 年に、イギリス人のヘンリー ウィッカムは、ブラジルからイギリスのセイロン (現在のスリランカ) に約 70,000 個のゴムの種を密輸していましたが、アジアから大量のゴムの種が市場に出回ったのは 20 世紀初頭のことでした。もう1つの重要な生産地は熱帯アフリカでした。特にレオポルド 2 世の支配下にあるコンゴ自由国では、地元住民は残忍な方法でゴムを集めることを余儀なくされました (「コンゴの残虐行為」)。住民は、ガボンや中央アフリカ共和国などのフランス植民地地域でも、この目的のために搾取されました.

ブラジル以外のプランテーションでは、価格を押し下げることができ、アマゾニアのゴムブームは終焉を迎えました.第一次世界大戦中の大きな需要は上昇につながりましたが、これは長続きしませんでした.ブラジル人に加えて、イギリス人も低価格に苦しんでいました。そのため、彼らは 1920 年にスティーブンソン プラン (en:Stevenson Plan) を考案しました。これは、主に最大の消費者であるアメリカを犠牲にしたゴム カルテルです。当時、ヘンリー・フォードはブラジルでゴムを自分で栽培する計画を思いつきました。現在のフォードランディア (アヴェイロ市) では、フォードは 1920 年代に最大 5,000 人の労働者を雇用しましたが、ブラジルで発見された Microcyclus ulei 菌による深刻な蔓延など、さまざまな困難が原因でした。 、プロジェクトは失敗しました。 1934 年には、ゴムの価格を安定させるための別の試みが行われました (en:国際ゴム規制協定)。

世界大戦中のゴム不足

両世界大戦中、ドイツはゴム資源へのアクセスを失い、代替品の探索を促しました。第一次世界大戦中、フリッツ ホフマンは、ジメチル ブタジエンからゴムの代替品である、いわゆるメチル ゴムを製造しました。

ゴムも第二次世界大戦中に不足しました。今回は、ヨーロッパの枢軸国だけでなく、アジアのプランテーションが日本に征服されたため、連合国のためにも。

ドイツでは、I.G.ブナ工場の 1935 年からの色は、スチレン ブタジエン ゴムです。たとえば、シュコパウでは亜炭が原料として使用され、必要な水素は近隣のロイナ工場から供給されました。

1940 年から、米国のRubber Reserve Company は、 アジアで日本の攻撃が発生した場合、米国は供給が停止することを恐れたため、天然ゴム.これが起こったとき、米国は 1941 年から 15 の政府出資によるブナゴム工場の建設を開始しました。スチレン ブタジエン ゴムの特許は、ニュージャージー州のスタンダード オイルが保有していました。ファーベンはアメリカ市場向けのブナ特許の公開を拒否し、調査委員会は同社を「ドイツに有利な陰謀を続けている」と非難し、ハリー・S・トルーマンは記者会見で「反逆罪」について語った.アメリカ議会は、ブナの特許をアメリカ向けに解放することを決定しました。 1943 年、米国の 185,175 トンの「政府ゴム」の生産量は、ドイツの 110,569 トンの生産量を初めて上回り、終戦までに 730,000 トン以上に増加する可能性がありました。

他のゴムを産出する植物を使用する試みがありました.ロシアのキャンペーン中に、ドイツ国防軍はタンポポの使用に関するロシアの研究資料を捕獲しました (Taraxacum kok-sa​​ghyz ロダン）ゴム製造用。 1944 年、東ヨーロッパの 120,000 ヘクタールでタンポポを栽培するというドイツの計画がありました。タンポポの根には 6% から 10% のゴムが含まれていましたが、戦争の過程でこれは不可能になりました。アメリカでは、グアユル (パルテニウム アルゲンタタム ）は、第二次世界大戦中に代替植物として研究されました。ここでも、ゴムは主に根元に集中しており、その割合は 7% から 10% です。

合成ゴム

1860 年頃、Greville Williams は天然ゴムと分子式 C₅ からイソプレンを蒸留することができました。 H₈ 決定。こうして彼は、1879 年にギュスターヴ・ブシャールダが、ゴムから得られるイソプレンを塩酸で加熱し、ゴム状の物質を得ることによって、数か月にわたるプロセスで初めて合成ゴムを製造することを可能にしました。 1900 年頃、J.​​ コンダコウはジメチルブタジエンから最初の完全合成ゴムを製造し、1909 年には早くも合成ゴム製造の最初の特許がフリッツ ホフマンに付与されました。 1915 年から 1918 年にかけて 2,500 トンがレバークーゼンのバイエルで製造されました。

最初の商業的に実行可能な合成ゴムは、1929 年にウォルター ボックによって開発された 1,3-ブタジエンとスチレンのエマルジョン ポリマーであるスチレン-ブタジエン ゴム (SBR) でした。 1930 年、Erich Konrad と Eduard Tschunkur はブタジエン アクリロニトリル ゴム (NBR) を開発し、米国では DuPont がクロロプレン ゴム (CR) を作成しました。これは現在ネオプレンとして販売されています。シリコーンゴムは1942年にアメリカで、フッ素ゴムは1948年に誕生しました。その後の数年間で、特定のニーズに合わせた合成ゴムがますます開発されました。

天然ゴム

古代メソアメリカ人は加硫を知らなかったので、木や植物の樹液を加えてラテックスをゴムのような素材に変えました。

ブラジルでは、天然ゴムは依然として収集家の製品として多額の費用をかけてしか入手できません (抽出主義)。この生態学的に完璧で持続可能な管理は、多くの地元の人々に独立したまともな存在を提供します。 (参照:チコ・メンデス)

取引形態

天然ゴムは液状で販売できるので、後から混ぜるのも簡単です。この目的のために、樹液は現場で濃縮され、アンモニアで安定化されます。天然ゴムが予備加硫されている場合、それはまだ液体のままです。

天然ゴムは固形物として販売することもできます。これを行うために、液体を凝固させます (凝固させます)。次に、湿った材料を洗浄し、乾燥させ、さまざまな方法で成形します。伝統的な取引には、スモーク シート、自然乾燥シート、淡いクレープ (洗浄済み)、茶色のクレープ (未洗浄) があります。

• ちりめんゴム:天然ゴムを亜硫酸ナトリウムで凝固させます。ゴムはリブ付きローラーを通過し、最後にいくつかの滑らかなローラーを通過します。

• シートゴム:天然ゴムは弱ギ酸または酢酸で凝固します。次に、ゴムは圧延機で厚さ数ミリ、幅約 0.5 メートルの滑らかなストリップに圧延され、最後のローラーで特徴的なパターンがエンボス加工されます。

長さ約1メートルの「シート」または「クレープ」に分けられた後、これらは乾燥され、品質によって選別され、約100kgのベールで販売されます.

今日では、全国的に標準化されたプロセスを使用して製造された天然ゴムが最も一般的です。これらの方法の例としては、Thai Tested Rubber (TTR)、Standard Indonesia Rubber (SIR)、または Standard Malaysian Rubber (SMR) があります。

天然ゴムは粉末の形で販売することもできます.

世界の生産量

今日、天然ゴムの最も重要な 5 つの生産国は、タイ、インドネシア、マレーシア、インド、中華人民共和国です。アフリカ最大の生産国は、コートジボワール、ナイジェリア、リベリアです。世界の生産量は年間760万トン（乾燥重量、2003年）に達し、そのうち80％が輸出されています。主な顧客は、米国、日本、中国、ドイツ、フランスです。

出典:Handelsblatt - 数字で見る世界 (2005)

健康

アレルギー、いわゆるラテックスアレルギーは、天然ゴムに発生する可能性があります。実際には、天然ゴムに含まれる微量のタンパク質に発生します.比較的広範囲に広がっていますが、正確な有病率は不明です。推定値は 3 ～ 20% です。しかし、天然ゴムと頻繁に接触する人々は、このアレルギーにかなり頻繁に苦しむリスクグループを代表することが知られています.これらは、医師、外科看護師、看護師だけでなく、しばしば手術を受けなければならない子供たちです.代わりに純粋な合成ゴムを使用すると、これは問題なく可能です。ただし、一部のプラスチックにはラベルのない天然ラテックスが含まれており、特にこのアレルギーのある患者にとっては非常に問題になる可能性があります.

合成ゴム

主な記事:合成ゴム

今日、ゴムは主に重合によって合成的に製造されています。それは主にスチレンとブタジエンから作られ、他の原料ベースはスチレンアクリレート、純粋なアクリレート、酢酸ビニルです。

ポリマー鎖は通常、炭化水素で構成されています。シリコーンまたは他の化合物に基づくチェーンも可能です.

世界の生産量

現在、合成ゴムはゴムの総需要の約60％を占めています。国際合成ゴム生産者協会 (IISRP) によると、1998 年の売上高は 1,040 万トンで、その 70% が自動車業界に向けられました。最も売れている合成グレードは、スチレン-ブタジエン ゴム (SBR)、ポリブタジエン ゴム (BR)、ニトリル ゴム (NBR)、クロロプレン ゴム (CR)、およびエチレン-プロピレン-ジエン ゴム (EPDM) です。スチレン ブタジエン ラテックス (SBL) はカーペット業界にとって重要であり、シリコーン ゴム (SI) は 300 °C までの温度での用途に重要です。

化学構造

天然ゴムは、非常に均一な構造を持つ重合イソプレン (2-メチル-1,3-ブタジエン) で構成されています (シス-1,4-ポリイソプレン含量> 99%)。その平均モル質量は約 200 万 g·mol と非常に高いです。

材料特性

ゴムは加硫によって性質が大きく変化します。さらに、ゴムは現在、コンパウンドとして一般的に使用されています。

未加硫ゴムは粘弾性です。つまり、外力が加えられると、材料は最終的な伸びまでゆっくりと伸び、力を取り除いても元の形状に完全には戻りません。加硫後、ゴムは 2 つの重要な弾性領域を示します。高温では材料は依然として粘弾性を示しますが、低温では弾性挙動を示します。ただし、温度がガラス転移温度を下回ると、ゴムは硬くてもろくなります。

加硫された天然ゴムは特に弾力性があり (低温でも)、高い引張強度を備えています。

さらなる処理

ゴムは通常、カーボンブラックなどのフィラーで補われます。 B. 自動車タイヤの耐摩耗性を高めるため、可塑剤、ファクチス (ゴムのような特性を持つ架橋鉱物油または植物油)、架橋化学物質、老化防止剤、難燃剤、顔料または染料。最終製品の要件に応じて、さらに追加することができます。

天然ゴムと合成ゴムの両方が加硫されています。

ゴムは、発泡ゴムとしても知られる多孔質ゴムにさらに加工することができ、弾性発泡体は完全に閉じた気孔構造を持っています。 完全に開く がある可能性があり。このようにして、材料とコストを節約できるだけでなく、プロファイルの特定の機械的特性、例えばB. 硬度を変更できます。

製品

すべてのゴムの 65% から 70% が自動車のタイヤの生産に使用されます。

天然ゴムは、単独のポリマーとして、または合成ゴムとのブレンドで使用できます。欠点は、天然ゴムが日光や紫外線、または脂肪と接触すると溶解する可能性があることです.

主な用途は、紙のコーティング、カーペットの裏地、および次のような浸漬製品のバインダーです。 g. 薄い手袋

発泡体のゴムは、マットレスやスポンジに使用されます。また、コンドーム、手袋、風船用の非常に薄いフィルムや、金型、トラックや自動車のタイヤ、エンジン マウント、さまざまなゴム/金属化合物を製造するための厚いフィルムにも含まれています.

もう 1 つの重要なアプリケーションは、ゴム製シール プロファイルです。天候に恵まれているため、主に EPDM が使用されます。シーリング システムは押し出しによって製造され、多くの場合、その後の仕上げ工程でフロック加工、ラミネート加工、および/または塗装が施されます。

カウチューク (ラテックス) またはゴムで作られた衣服やその他の物品は、特別な方法 (暖かさ - 寒さ、湿気、体型の強調) で皮膚やその他の感覚 (匂い、視覚) を刺激し、ゴムフェチに役立ちます.

参考文献

Georg Abts:ゴム技術の紹介 . Hanser-Verlag、2007 年、ISBN 3-446-40940-8

• グッタパーチャ
• チクル
• バラタ
• 加硫
• ヴァルカメーター

個別の証明