Wie wird Kautschuk hergestellt?
Kautschuk ist ein unglaublich weit verbreitetes und vielseitiges Material, das für die Herstellung vieler Artikel wie Gummibänder, Schuhe, Badekappen und Schläuche verwendet wird. Die Hälfte der gesamten Gummiproduktion wird für die Herstellung von Autoreifen verwendet. Wie wird Kautschuk hergestellt und woher kommt er?
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Ursprünge des Kautschuks
Die Menschen nutzen die dauerhafte und elastische Beschaffenheit von Kautschuk seit über 1.000 Jahren zur Herstellung von Produkten. Obwohl frühe Formen von Kautschuk aus natürlichen Quellen hergestellt wurden, entwickelten Wissenschaftler mit zunehmender Nachfrage nach diesem Material in Labors künstlichen oder synthetischen Kautschuk, der das natürliche Material nachahmte. Heutzutage wird der meiste Kautschuk synthetisch hergestellt.
Naturkautschuk
Naturkautschuk wird durch Extraktion eines flüssigen Saftes, Latex genannt, aus bestimmten Baumarten hergestellt. Es gibt mehr als 2.500 Baumarten, die diesen Saft produzieren (darunter auch Pflanzen wie Löwenzahn), aber der überwiegende Teil des Latex für die Kautschukproduktion stammt vom Hevea brasiliensis-Baum oder dem treffend benannten Gummibaum. Diese Bäume sind in Südamerika beheimatet, kommen aber heute vor allem in Südostasien vor.
Latex wird von den Bäumen gewonnen, indem man einen Schnitt in die Rinde macht und den flüssigen Saft in Schalen auffängt. Dieser Vorgang wird als Anzapfen bezeichnet. Um zu verhindern, dass der Saft erstarrt, wird Ammoniak hinzugefügt. Anschließend wird dem Gemisch Säure zugesetzt, um den Kautschuk in einem als Koagulation bezeichneten Prozess zu extrahieren. Dies kann etwa 12 Stunden dauern.
Die Mischung wird dann durch Walzen geführt, um überschüssiges Wasser zu entfernen. Danach werden die Kautschukschichten auf Gestellen in Räucherkammern aufgehängt oder an der Luft getrocknet. Einige Tage später werden sie dann zu Ballen gefaltet und können verarbeitet werden.
Synthetischer Kautschuk
Als während des Ersten Weltkriegs die natürlichen Kautschukquellen knapp wurden, entwickelten deutsche Wissenschaftler künstlichen Kautschuk. Obwohl diese frühen Formen des Kautschuks von schlechterer Qualität als Naturkautschuk waren, wurde synthetischer Kautschuk im Laufe der Forschung immer besser. Heute ist synthetischer Kautschuk genauso stark und zuverlässig wie Naturkautschuk.
Synthetischer Kautschuk unterscheidet sich von Naturkautschuk dadurch, dass er durch die Verknüpfung von Polymermolekülen in einem Labor hergestellt wird.
Verarbeitung von Kautschuk
Beide, Natur- und synthetischer Kautschuk, müssen eine Reihe von Prozessen durchlaufen, um zu einem brauchbaren Produkt zu werden. Diese Schritte können je nach Verwendungszweck des Endprodukts leicht angepasst werden.
Zunächst werden dem Kautschuk Chemikalien zugesetzt, um ihn stabil zu machen. Sonst würde der Kautschuk bei Kälte spröde oder bei hohen Temperaturen klebrig werden. Üblicherweise wird der Gummimischung ein Rußfüllstoff zugesetzt, um ihre Festigkeit und Haltbarkeit zu verbessern.
Der Gummi wird dann sorgfältig gemischt und abgekühlt, bevor er geformt wird. Er kann geformt werden, indem er in Walzen gedrückt wird, was als Kalandrieren bezeichnet wird, oder indem er durch Löcher gepresst wird, um hohle Schläuche zu bilden, was als Extrusion bezeichnet wird.
Vulkanisierung
Um Gummi stark und haltbar zu machen, durchläuft er schließlich eine Wärmebehandlungsphase, die als Vulkanisierung bezeichnet wird. Dabei wird der Gummi gekocht (oft mit Schwefel), um zusätzliche Bindungen oder Vernetzungen zwischen den Gummimolekülen zu schaffen, damit sie nicht so leicht auseinanderfallen. Charles Goodyear entdeckte diesen Prozess zufällig, als er etwas Gummi auf einen heißen Herd warf und feststellte, dass die Hitze den Gummi härter und haltbarer machte.
Nach der Vulkanisierung werden alle Unvollkommenheiten aus dem Gummi entfernt und er wird dann zum Endprodukt geformt oder gegossen.
Als eine der wichtigsten Erfindungen aller Zeiten ist Gummi auch heute noch vielseitig einsetzbar.
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