Natürliches Gummi (cis-1,4-Polyisopren) ist ein verarbeitetes Pflanzenprodukt, das aus mehreren hundert Baum- und Pflanzenarten in vielen Gebieten der Welt isoliert werden kann, einschließlich der äquatorialen Regionen Afrikas, Südostasiens und Südamerikas. Der Milchsaft oder Latex des kommerziellen Gummibaums hevea brasiliensis liefert im Wesentlichen den gesamten (mehr als 99 %) der weltweiten Versorgung mit Naturkautschuk. Auch Naturkautschuk wird daraus hergestellt Ficus elastica und andere afrikanische Werke in Produktionsgebieten wie Côte d'Ivoire, Madagaskar, Senegal und Sierra Leone. Natürliches trans-1,4-Polyisopren ist als Guttapercha oder Balata bekannt und stammt von Bäumen in Südamerika und Indonesien. Dadurch entsteht ein weniger reiner Kautschuk als der cis Isomer. Eine weitere potenzielle Quelle für die kommerzielle Naturkautschukproduktion ist der Guayule-Strauch, Parthenium argentatum, die in heißen, trockenen Regionen wie dem Südwesten der Vereinigten Staaten wächst.
Die Produktion von Hevea-Kautschuk ist zwischen Plantagen mit einer Größe von mehr als 100 Acres und kleinen Farmen, typischerweise weniger als 10 Acres, aufgeteilt. Die Produktivität kommerzieller Gummibäume hat sich seit den 1970er Jahren regelmäßig erhöht. Diese erhöhte Produktivität ist in erster Linie auf die Erschließung und Wiederbepflanzung von Anbauflächen mit schneller reifenden, ertragreicheren Bäumen zurückzuführen. Der Einsatz von chemischen Düngemitteln und die Bekämpfung von Gummibaumkrankheiten haben ebenfalls zur Produktivitätssteigerung beigetragen. Strenge Maßnahmen zur Kontrolle der Exposition gegenüber Herbiziden und Pestiziden während Lagerung, Mischen und Sprühen, die Verwendung geeigneter Schutzkleidung und Schutzcremes sowie die Bereitstellung von Umkleidekabinen und eine angemessene medizinische Überwachung können die mit der Verwendung von landwirtschaftlichen Chemikalien verbundenen Gefahren wirksam kontrollieren .
Gummibäume werden normalerweise für Latex angezapft, indem an abwechselnden Tagen ein spiralförmiger Schnitt durch die Rinde des Baums gemacht wird, obwohl die Häufigkeit und Methode des Klopfens variieren. Der Latex wird in Bechern gesammelt, die unterhalb der Schnitte am Baum aufgehängt werden. Der Inhalt der Becher wird in Großbehälter umgefüllt und zu Bearbeitungsstationen transportiert. Ammoniak wird üblicherweise als Konservierungsmittel zugesetzt. Ammoniak zerstört die Kautschukpartikel und erzeugt ein zweiphasiges Produkt, das aus 30 bis 40 % Feststoffen besteht. Dieses Produkt wird weiter auf 60 % Feststoffe konzentriert, was zu einem mit Ammoniak versetzten Latexkonzentrat führt, das 1.6 Gew.-% Ammoniak enthält. Ein Latexkonzentrat mit niedrigem Ammoniakgehalt (0.15 bis 0.25 % Ammoniak) ist ebenfalls erhältlich. Das Konzentrat mit niedrigem Ammoniakgehalt erfordert die Zugabe eines sekundären Konservierungsmittels zum Latex, um Koagulation und Kontamination zu vermeiden. Sekundäre Konservierungsmittel umfassen Natriumpentachlorophenat, Tetramethylthiuramdisulfid, Natriumdimethyldithiocarbamat und Zinkoxid.
Die Hauptgefahren für Außendienstmitarbeiter sind Witterungseinflüsse, Tier- und Insektenstiche sowie Gefahren im Zusammenhang mit den scharfen Werkzeugen, mit denen Einschnitte in die Bäume vorgenommen werden. Daraus resultierende Verletzungen sollten umgehend behandelt werden, um das Infektionsrisiko zu verringern. Vorbeugende und therapeutische Maßnahmen können die Gefahren von Klima und Schädlingen reduzieren. Das Auftreten von Malaria und Magen-Darm-Erkrankungen wurde auf modernen Plantagen durch Prophylaxe, Mückenbekämpfung und Hygienemaßnahmen reduziert.
Der Guayule-Strauch, eine einheimische Pflanze aus Südtexas und Nord-Zentralmexiko, enthält Naturkautschuk in seinen Stängeln und Wurzeln. Für die Gewinnung des Kautschuks muss der ganze Strauch geerntet werden.
Guayule-Kautschuk ist im Wesentlichen identisch mit Hevea-Kautschuk, außer dass Guayule-Kautschuk eine geringere Grünfestigkeit aufweist. Guayule-Kautschuk ist derzeit keine brauchbare kommerzielle Alternative zu Hevea-Kautschuk.
Arten von Naturkautschuk
Zu den derzeit hergestellten Naturkautschukarten gehören gerippte Räucherplatten, technisch spezifizierter Kautschuk, Krepps, Latex, epoxidierter Naturkautschuk und thermoplastischer Naturkautschuk. Thailand ist der größte Lieferant von geriffelten Rauchplatten, auf die etwa die Hälfte der weltweiten Naturkautschukproduktion entfällt. Technisch spezifizierter Kautschuk oder Block-Naturkautschuk wurde Mitte der 1960er Jahre in Malaysia eingeführt und macht etwa 40 bis 45 % der Naturkautschukproduktion aus. Indonesien, Malaysia und Thailand sind die größten Lieferanten von technisch spezifiziertem Kautschuk. Technisch spezifizierter Kautschuk leitet seinen Namen von der Tatsache ab, dass seine Qualität durch technische Spezifikationen bestimmt wird, in erster Linie durch seine Reinheit und Elastizität, und nicht durch herkömmliche optische Spezifikationen. Kreppkautschuk macht heute nur noch einen kleinen Teil des Weltmarktes für Naturkautschuk aus. Der weltweite Verbrauch von Naturkautschuklatex ist in letzter Zeit gestiegen, hauptsächlich aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach Latexprodukten als Barriere gegen das menschliche Immunschwächevirus und andere durch Blut übertragene Krankheitserreger. Latexkonzentrate werden zur Herstellung von Klebstoffen, Teppichrücken, Schaumstoffen und getauchten Produkten verwendet. Zu den getauchten Produkten gehören Luftballons, Handschuhe und Kondome. Epoxidierter Naturkautschuk wird durch Behandlung von Naturkautschuk mit Persäuren hergestellt. Epoxidierter Naturkautschuk wird als Ersatz für einige synthetische Kautschuke verwendet. Thermoplastischer Naturkautschuk entsteht durch partielle dynamische Vulkanisation von Blends aus Polyolefinen und Naturkautschuk. Es befindet sich in den frühen Stadien der kommerziellen Entwicklung.
Produktionsprozesse
Latex aus Gummibäumen wird entweder als Konzentrat an die Verbraucher geliefert oder zu Trockenkautschuk weiterverarbeitet (siehe Abbildung 1 und Abbildung 2). Für technisch spezifizierten Kautschuk umfasst ein Herstellungsverfahren das Koagulieren des Feldlatex mit Säure und das Führen des koagulierten Latex durch Schneidemaschinen und eine Reihe von Kreppwalzen. Hammermühlen oder Granulatoren wandeln das Produkt in Gummikrümel um, die gesiebt, gewaschen, getrocknet, zu Ballen gepresst und verpackt werden. Ein weiteres Verfahren zur technisch spezifizierten Kautschukherstellung ist die Zugabe eines Krümelungsmittels vor der Koagulation und die anschließende Krümelung mittels Kreppwalzen.
Abbildung 1. Gummibaumzapfer, der gesammelten Latex koaguliert, indem er ihn zuerst auf einem Stock sammelt und ihn dann über eine Rauchschale hält
Abbildung 2. Verarbeitung von Kautschuk auf einer Plantage in Ostkamerun
Gerippte geräucherte Blätter werden hergestellt, indem koagulierter Latex durch eine Reihe von Walzen geführt wird, um dünne Blätter herzustellen, die mit einem gerippten Muster geprägt sind. Das Rippenmuster dient hauptsächlich dazu, die Oberfläche des Materials zu vergrößern und seine Trocknung zu unterstützen. Die Blätter werden konserviert, indem sie eine Woche lang in einer Räucherkammer bei 60 °C gelagert, visuell sortiert, sortiert und in Ballen verpackt werden.
Die für Naturkautschuke verwendeten Compoundierformeln sind im Wesentlichen die gleichen wie die für die meisten ungesättigten Synthesekautschuke. Beschleuniger, Aktivatoren, Antioxidantien, Füllstoffe, Weichmacher und Vulkanisationsmittel können alle erforderlich sein, je nachdem, welche Eigenschaften in der fertigen Mischung erwünscht sind.
Die Gefahren, die sich aus der Verwendung mechanisierter Produktionsmethoden (dh Walzen und Zentrifugen) ergeben, erfordern strenge Sicherheitskontrollen während der Installation, Verwendung und Wartung, einschließlich der Beachtung des Maschinenschutzes. Beim Einsatz von Verarbeitungschemikalien sind entsprechende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Es sollte auf die Verwendung geeigneter Geh- und Arbeitsflächen geachtet werden, um Ausrutschen, Stolpern und Stürzen vorzubeugen. Mitarbeiter sollten in sicheren Arbeitspraktiken geschult werden. Eine strenge Überwachung ist erforderlich, um Unfälle im Zusammenhang mit der Verwendung von Wärme als Hilfsmittel beim Aushärten zu vermeiden.