Gomma naturale (cis-1,4-poliisoprene) è un prodotto vegetale trasformato che può essere isolato da diverse centinaia di specie di alberi e piante in molte aree del mondo, comprese le regioni equatoriali dell'Africa, del sud-est asiatico e del Sud America. La linfa lattiginosa, o lattice, dell'albero della gomma commerciale Hevea brasiliense fornisce essenzialmente tutto (più del 99%) della fornitura mondiale di gomma naturale. Viene prodotta anche la gomma naturale Ficus elastica e altre piante africane in zone di produzione come Costa d'Avorio, Madagascar, Senegal e Sierra Leone. Il trans-1,4-poliisoprene naturale è noto come guttaperca o balata e proviene da alberi del Sud America e dell'Indonesia. Questo produce una gomma meno pura rispetto al cis isomero. Un'altra potenziale fonte di produzione commerciale di gomma naturale è l'arbusto di guayule, Parthenium argentato, che cresce nelle regioni calde e aride, come gli Stati Uniti sudoccidentali.
La produzione di gomma Hevea è suddivisa tra piantagioni superiori a 100 acri e piccole aziende agricole, in genere inferiori a 10 acri. La produttività degli alberi della gomma commerciale è aumentata regolarmente dagli anni '1970. Questo aumento della produttività è dovuto principalmente allo sviluppo e al reimpianto di superfici con alberi a maturazione più rapida e ad alto rendimento. Anche l'uso di fertilizzanti chimici e il controllo delle malattie degli alberi della gomma hanno contribuito all'aumento della produttività. Misure rigorose per il controllo dell'esposizione a erbicidi e pesticidi durante lo stoccaggio, la miscelazione e l'irrorazione, l'uso di indumenti protettivi adeguati e creme barriera, la fornitura di spogliatoi e un'adeguata sorveglianza medica possono controllare efficacemente i pericoli associati all'uso di prodotti chimici per l'agricoltura .
Gli alberi della gomma vengono solitamente sfruttati per il lattice eseguendo un taglio a spirale attraverso la corteccia dell'albero a giorni alterni, sebbene la frequenza e il metodo di maschiatura varino. Il lattice viene raccolto in coppette appese all'albero sotto i tagli. Il contenuto delle tazze viene trasferito in grandi contenitori e trasferito alle stazioni di lavorazione. L'ammoniaca viene solitamente aggiunta come conservante. L'ammoniaca distrugge le particelle di gomma e produce un prodotto bifasico costituito dal 30 al 40% di solidi. Questo prodotto viene ulteriormente concentrato al 60% di solidi, risultando in un concentrato di lattice ammoniacato, che contiene l'1.6% di ammoniaca in peso. È disponibile anche un concentrato di lattice a basso contenuto di ammoniaca (da 0.15 a 0.25% di ammoniaca). Il concentrato a basso contenuto di ammoniaca richiede l'aggiunta di un conservante secondario al lattice per evitare la coagulazione e la contaminazione. I conservanti secondari includono il pentaclorofenato di sodio, il tetrametiltiuram disolfuro, il dimetilditiocarbammato di sodio e l'ossido di zinco.
I principali pericoli per i lavoratori sul campo sono l'esposizione agli elementi, punture di animali e insetti e rischi legati agli strumenti affilati utilizzati per praticare incisioni sugli alberi. Le lesioni che ne derivano devono essere trattate tempestivamente per ridurre il rischio di infezione. Le misure preventive e terapeutiche possono ridurre i pericoli del clima e dei parassiti. L'incidenza della malaria e delle malattie gastroenteriche è stata ridotta nelle moderne piantagioni attraverso la profilassi, il controllo delle zanzare e misure sanitarie.
L'arbusto di guayule, una pianta originaria del Texas meridionale e del Messico centro-settentrionale, contiene gomma naturale nei suoi steli e radici. L'intero arbusto deve essere raccolto per estrarre la gomma.
La gomma Guayule è essenzialmente identica alla gomma Hevea, tranne per il fatto che la gomma Guayule ha una resistenza verde inferiore. La gomma Guayule non è attualmente una valida alternativa commerciale alla gomma Hevea.
Tipi di gomma naturale
Le tipologie di gomma naturale attualmente prodotte comprendono lastre nervate fumè, gomma tecnicamente specificata, crepes, lattice, gomma naturale epossidata e gomma naturale termoplastica. La Tailandia è il più grande fornitore di fogli affumicati rigati, che rappresenta circa la metà della produzione mondiale di gomma naturale. La gomma tecnicamente specificata, o gomma naturale a blocchi, è stata introdotta in Malesia a metà degli anni '1960 e rappresenta circa il 40-45% della produzione di gomma naturale. Indonesia, Malesia e Tailandia sono i maggiori fornitori di gomma tecnicamente specificata. La gomma tecnicamente specificata deriva il suo nome dal fatto che la sua qualità è determinata da specifiche tecniche, principalmente la sua purezza ed elasticità, piuttosto che da specifiche visive convenzionali. La gomma crepe ora rappresenta solo una piccola parte del mercato mondiale della gomma naturale. Il consumo mondiale di lattice di gomma naturale è recentemente aumentato, principalmente a causa dell'aumento della domanda di prodotti in lattice come barriera al virus dell'immunodeficienza umana e ad altri agenti patogeni trasmessi per via ematica. I concentrati di lattice vengono utilizzati per la produzione di adesivi, supporti per tappeti, schiuma e prodotti immersi. I prodotti immersi includono palloncini, guanti e preservativi. La gomma naturale epossidata viene prodotta trattando la gomma naturale con peracidi. La gomma naturale epossidata viene utilizzata in sostituzione di alcune gomme sintetiche. La gomma naturale termoplastica deriva dalla vulcanizzazione dinamica parziale di miscele di poliolefine e gomma naturale. È nelle prime fasi dello sviluppo commerciale.
Processi di produzione
Il lattice degli alberi della gomma viene spedito ai consumatori sotto forma di concentrato o ulteriormente trasformato in gomma secca (vedi figura 1 e figura 2). Per la gomma tecnicamente specificata, un processo di produzione prevede la coagulazione del lattice di campo con acido e il passaggio del lattice coagulato attraverso macchine da taglio e una serie di rulli crespatori. I mulini a martelli o granulatori convertono il prodotto in granuli di gomma, che vengono vagliati, lavati, asciugati, imballati e imballati. Un altro metodo di produzione della gomma tecnicamente specificato prevede l'aggiunta di un agente sbriciolante prima della coagulazione, seguita dallo sbriciolamento mediante rulli crespatori.
Figura 1. Estrattore dell'albero della gomma che coagula il lattice raccolto raccogliendolo prima su un bastoncino e poi tenendolo sopra una ciotola di fumo
Figura 2. Lavorazione della gomma in una piantagione nel Camerun orientale
Le lastre affumicate rigate vengono prodotte facendo passare il lattice coagulato attraverso una serie di rulli per produrre fogli sottili, che vengono goffrati con un motivo rigato. Il motivo a coste serve principalmente ad aumentare la superficie del materiale ea favorirne l'asciugatura. I fogli vengono conservati mettendoli in un affumicatoio a 60ºC per una settimana, classificati visivamente, selezionati e imballati in balle.
Le formule di mescola utilizzate per le gomme naturali sono essenzialmente le stesse utilizzate per la maggior parte delle gomme sintetiche insature. Possono essere richiesti acceleratori, attivatori, antiossidanti, riempitivi, ammorbidenti e agenti vulcanizzanti, a seconda delle proprietà desiderate nel composto finito.
I pericoli derivanti dall'uso di metodi di produzione meccanizzati (es. rulli e centrifughe) richiedono severi controlli di sicurezza durante l'installazione, l'uso e la manutenzione, compresa l'attenzione alla protezione della macchina. Quando si utilizzano prodotti chimici per la lavorazione, è necessario adottare adeguate precauzioni. Occorre prestare attenzione all'uso di adeguate superfici di calpestio e di lavoro per evitare scivolamenti, inciampi e cadute. I dipendenti dovrebbero ricevere una formazione sulle pratiche di lavoro sicure. È necessaria una stretta supervisione per prevenire gli incidenti associati all'uso del calore come ausilio nella cura.