Натуральная резина (цис-1,4-полиизопрен) представляет собой переработанный растительный продукт, который можно выделить из нескольких сотен видов деревьев и растений во многих районах мира, включая экваториальные районы Африки, Юго-Восточной Азии и Южной Америки. Млечный сок или латекс каучукового дерева. Гевея бразильская обеспечивает практически все (более 99%) мировых запасов натурального каучука. Натуральный каучук также производится из Фикус эластичный и другие африканские заводы в производственных районах, таких как Кот-д'Ивуар, Мадагаскар, Сенегал и Сьерра-Леоне. Природный транс-1,4-полиизопрен, известный как гуттаперча или балата, получают из деревьев Южной Америки и Индонезии. Это дает менее чистый каучук, чем цис изомер. Другим потенциальным источником коммерческого производства натурального каучука является кустарник гуаюла. Партениум аргентатум, который растет в жарких засушливых регионах, таких как юго-запад США.
Производство каучука гевеи разделено между плантациями площадью более 100 акров и небольшими фермами, обычно менее 10 акров. Продуктивность коммерческих каучуковых деревьев регулярно увеличивалась с 1970-х годов. Это повышение производительности связано, прежде всего, с развитием и пересадкой площадей более быстро созревающими и более урожайными деревьями. Использование химических удобрений и борьба с болезнями каучуковых деревьев также способствовали повышению урожайности. Строгие меры по контролю воздействия гербицидов и пестицидов во время хранения, смешивания и опрыскивания, использование соответствующей защитной одежды и защитных кремов, а также предоставление раздевалок и надлежащее медицинское наблюдение могут эффективно контролировать опасности, связанные с использованием сельскохозяйственных химикатов. .
Каучуковые деревья обычно собирают для получения латекса, делая спиральный надрез в коре дерева через день, хотя частота и метод простукивания различаются. Латекс собирают в чашки, подвешенные на дереве ниже надрезов. Содержимое стаканчиков переливается в большие контейнеры и перемещается на станции обработки. Аммиак обычно добавляют в качестве консерванта. Аммиак разрушает частицы каучука и образует двухфазный продукт, содержащий от 30 до 40% твердых веществ. Этот продукт дополнительно концентрируют до содержания твердых веществ 60%, в результате чего получают концентрат аммонизированного латекса, который содержит 1.6% аммиака по весу. Также доступен концентрат латекса с низким содержанием аммиака (от 0.15 до 0.25% аммиака). Концентрат с низким содержанием аммиака требует добавления в латекс вторичного консерванта, чтобы избежать коагуляции и загрязнения. Вторичные консерванты включают пентахлорфенат натрия, дисульфид тетраметилтиурама, диметилдитиокарбамат натрия и оксид цинка.
Основными опасностями для полевых рабочих являются воздействие стихии, укусы животных и насекомых, а также опасности, связанные с острыми инструментами, используемыми для разрезания деревьев. Полученные травмы следует лечить незамедлительно, чтобы снизить риск заражения. Профилактические и лечебные мероприятия могут снизить опасность климата и вредителей. Заболеваемость малярией и желудочно-кишечными заболеваниями на современных плантациях снизилась благодаря профилактике, борьбе с комарами и санитарным мероприятиям.
Кустарник гуаюла, произрастающий в южном Техасе и на севере центральной части Мексики, содержит натуральный каучук в своих стеблях и корнях. Для извлечения каучука необходимо собрать весь куст.
Каучук Guayule по существу идентичен каучуку Hevea, за исключением того, что каучук Guayule имеет меньшую прочность в сыром состоянии. Каучук Guayule в настоящее время не является жизнеспособной коммерческой альтернативой каучуку Hevea.
Типы натурального каучука
Типы производимого в настоящее время натурального каучука включают ребристые копченые листы, технически определенный каучук, крепы, латекс, эпоксидированный натуральный каучук и термопластичный натуральный каучук. Таиланд является крупнейшим поставщиком ребристых копченых листов, на долю которых приходится около половины мирового производства натурального каучука. Технически определенный каучук, или блочный натуральный каучук, был представлен в Малайзии в середине 1960-х годов, и на его долю приходится от 40 до 45% производства натурального каучука. Индонезия, Малайзия и Таиланд являются крупнейшими поставщиками технически определенного каучука. Технически определенный каучук получил свое название от того факта, что его качество определяется техническими характеристиками, в первую очередь чистотой и эластичностью, а не обычными визуальными характеристиками. Креп-каучук в настоящее время составляет лишь небольшую часть мирового рынка натурального каучука. Мировое потребление натурального каучукового латекса в последнее время выросло, в первую очередь из-за увеличения спроса на изделия из латекса в качестве барьера для вируса иммунодефицита человека и других патогенов, передающихся через кровь. Латексные концентраты используются для производства клеев, основы для ковров, пеноматериалов и продуктов, пропитанных окунанием. Погруженные продукты включают воздушные шары, перчатки и презервативы. Эпоксидированный натуральный каучук получают путем обработки натурального каучука надкислотами. Эпоксидированный натуральный каучук используется в качестве замены некоторых синтетических каучуков. Термопластичный натуральный каучук получается в результате частичной динамической вулканизации смесей полиолефинов и натурального каучука. Он находится на ранних стадиях коммерческой разработки.
Производственные процессы
Латекс из каучуковых деревьев либо доставляется потребителям в виде концентрата, либо перерабатывается в сухую резину (см. рис. 1 и рис. 2). Для технически определенного каучука один производственный процесс включает коагуляцию полевого латекса кислотой и пропускание коагулированного латекса через режущие машины и серию крепирующих валков. Молотковые мельницы или грануляторы превращают продукт в резиновую крошку, которую просеивают, промывают, сушат, упаковывают в кипы и упаковывают. Другой способ получения технически обоснованного каучука заключается в добавлении крошащего агента перед коагуляцией с последующим крошением крепирующими валками.
Рисунок 1. Сборщик каучукового дерева коагулирует собранный латекс, сначала собирая его на палку, а затем держа над чашей с дымом.
Рисунок 2. Переработка каучука на плантации в Восточном Камеруне
Ребристые копченые листы производятся путем пропускания коагулированного латекса через ряд валиков для получения тонких листов с тиснением в виде ребристого рисунка. Ребристый рисунок служит главным образом для увеличения площади поверхности материала и облегчения его высыхания. Листы консервируют, помещая их в коптильню при температуре 60ºC на неделю, визуально оценивают, сортируют и упаковывают в тюки.
Рецептуры компаундов, используемые для натуральных каучуков, в основном такие же, как и для большинства ненасыщенных синтетических каучуков. Могут потребоваться ускорители, активаторы, антиоксиданты, наполнители, пластификаторы и вулканизирующие агенты, в зависимости от того, какие свойства желательны для конечного соединения.
Опасности, возникающие при использовании механизированных методов производства (т. е. валков и центрифуг), требуют строгого контроля безопасности при установке, использовании и техническом обслуживании, включая внимание к ограждению машины. При использовании химикатов для обработки следует соблюдать соответствующие меры предосторожности. Следует обратить внимание на использование соответствующих поверхностей для ходьбы и работы, чтобы предотвратить скольжение, спотыкание и падение. Сотрудники должны пройти обучение безопасным методам работы. Требуется строгий контроль для предотвращения несчастных случаев, связанных с использованием тепла в качестве вспомогательного средства при отверждении.