Kautsjuk

Forekomst og utvinning

Kautsjuk utvinnes overveiende (ca. 99 %) fra gummitreet, Hevea brasiliensis (vortemelkfamilien), mindre mengder fra diverse andre, f.eks. gummifiken, Ficus elastica, et gummitre som dyrkes en del i Assam og Myanmar (Burma). Også gummiløvetann eller koksagys, Taraxacum bicorne, har vært dyrket for sitt kautsjukinnhold, særlig i det sørlige Russland og Ukraina. Den meksikanske guayuleplanten, Parthenium argentatum, dyrkes i California og Mexico.

Historisk utvikling

Arkeologiske funn fra flere hundre år før Columbus kom til Amerika og fikk med seg de første prøver av kautsjuk tilbake til Europa (1496), viser at kautsjuk (fra guayuleplanten, castilloatre, Castilla elastica, og gummitreet) lenge hadde vært kjent og brukt av indianere i Mexico, Mellom- og Sør-Amerika til fottøy, vannflasker, baller, tøyimpregnering m.m.
Gummitreet vokser vilt i Sør-Amerika, særlig i Amazonasområdet, og Brasil var lenge den ledende kautsjukprodusent. Men 1876 smuglet briten Henry Wickham frø av gummitre til Storbritannia (Kew), og 1880 ble planter fra disse overført til Sri Lanka. Herfra stammer gummiplantasjene i Malaysia og Indonesia (de to største produsenter, 1996), Thailand, Sri Lanka, India, Myanmar (Burma), Liberia og andre tropiske land. Brasil spiller ikke lenger så stor rolle.

Kjemisk sammensetning og egenskaper

Lateksen er en dispersjon («emulsjon») av små kautsjukpartikler (diameter 0,0005–0,003 mm) i vann, hvor kautsjuk utgjør 30–45 %. Den inneholder dessuten bl.a. litt protein som virker som beskyttelseskolloid, steroler med antioksidantvirkning og fettsyrer som har betydning ved vulkaniseringen.
Ren kautsjuk er et mykt, elastisk, brennbart, høypolymert stoff med en midlere relativ molekylmasse av størrelsesorden 1 million før bearbeidingen. Densiteten er 0,93 g/cm3.
Biosyntesen av kautsjuk i gummitreet antas å skje ved en enzymatisk kondensasjonspolymerisasjon av isopentenyl-pyrofosfat under avspalting av pyrofosforsyre. Det dannes da kautsjukmolekyler som er umettede hydrokarbonkjeder bygd opp av et stort antall enheter med kjemisk formel –CH₂·C(CH₃)=CH·CH₂– og med cis-struktur ved dobbeltbindingen. Kautsjuk blir derfor betegnet som cis-1,4-polyisopren eller poly(1-metyl-cis-1-butenylen).

Isoprengummi

I 1950-årene lyktes det å utvikle katalysatorer for polymerisasjon av isopren, som fremstilles petrokjemisk, til et polyisopren med nettopp denne strukturen. Siden den gang er slik «syntetisk naturgummi» blitt meget vanlig, se isoprengummi.
Grunnsubstansen i guttaperka og balata er også polyisopren, men har ikke samme gummielastiske egenskaper.

Fremstilling

Tapping av lateks. Lateksen dannes i vertikale kanaler i gummitreets bark. Den tappes ved at barken snittes slik at lateksen siver ut og renner ned i en oppsamlingskopp. Snittet friskes opp ved ny avskjæring av litt bark, f.eks. annenhver dag. Tappingen kan begynne når treet er 5–6 år gammelt og kan pågå i mange år, idet barken stadig fornyer seg. Mange trær tilhører kloner som man har fått ved poding fra høytytende trær. Trær hvor rot, stamme og krone har hver sin opprinnelse, blir også brukt. Ytelsen kan økes sterkt ved å behandle barken med visse kjemikalier (stimulanter).

Stabilisering og valsing

Lateksen stabiliseres med litt formaldehyd eller ammoniakk og samles i store blandekar for å få jevn kvalitet. Noe av den blir skipet i konsentrert form (sentrifugert eller skummet) og benyttet til fremstilling av skumgummi, lim og forskjellige tynnveggede artikler. Det meste av lateksen blir imidlertid tilsatt en koagulant (oftest maursyre), slik at kautsjuken skilles ut. Etter den tradisjonelle prosessen blir den våte koagelen enten bearbeidet og grundig vasket, og så valset ut til en 1 mm tykk, knudret, lysegul krepp (eng. pale crepe), eller vaskingen er mindre grundig, og gummien valses ut og konserveres ved røyking (ribbed smoked sheet, RSS), den blir da mørk brun. Finnes det spor av tungmetaller i produktet, kan dette være meget uheldig for kvaliteten (gummigift). For å bedre konkurranseevnen overfor syntetiske gummityper er det tatt i bruk standardiserte produksjonsmetoder og teknisk klassifisering av kautsjuken etter viskositet og viskositetsstabilitet, vulkaniseringsegenskaper, innhold av forurensninger m.m.

Pressing til baller

Koagelen blir vasket og revet opp i småbiter (crumbs) som tørres og presses til firkantede blokker (baller) av standardvekt 33 ⅓ kg, som skipes på standardpaller i standardcontainere. Disse kvaliteter har betegnelsene SMR (Standard Malaysian Rubber), SIR (Standard Indonesian Rubber) osv. Noen av kvalitetene er mykere og mindre rene fordi de inneholder en del av de naturlig koagulerte, inntørkede og noe oksiderte lateksrester som dannes på trærne ved tappingen. Det produseres også viskositetsstabiliserte kvaliteter og kautsjuk som er drøyd med en olje.

Vulkanisering

I gummivarefabrikkene blir kautsjuken blandet med en rekke ingredienser, deriblant vulkaniseringsmidler, og det er først ved vulkanisering at de beste elastiske egenskaper kommer frem. Om denne videre bearbeiding til ferdigprodukter og om de forskjellige anvendelser, se gummi og naturgummi.

Andre produkter

Noe kautsjuk blir kjemisk modifisert til nye kommersielle produkter: syklisert kautsjuk, epoksidert kautsjuk, flytende kautsjuk, kautsjukhydroklorid, klorkautsjuk og podede kopolymerer, hvor kautsjukmolekylene har fått forgreninger av en annen polymertype.