Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Салат-латук и каучук

Салат-латук и каучук

Пока в России верят, что нефть и газ – главные природные дары на земле, в Канаде взялись пристально изучать салат-латук. Это самый обычный листовой салат – без кочана, известный каждому россиянину. Именно он продаётся в основном в наших супермаркетах. И млечный сок, который выделяется из стеблей этого салатного растения, все, кто его выращивал, видели. Но только команда исследователей из Канады додумалась искать в латуке не дополнительную пищевую ценность, а ферменты, участвующие в синтезе каучука в растениях.

Натуральный каучук предпочтительнее каучука синтетического, когда речь идёт о медицинских изделиях или об авиационных шинах. Да и в обыкновенных автомобильных шинах натурального каучука должно быть хотя бы 20 процентов.

Синтетический каучук добывают из нефтепродуктов, а натуральный до сих пор – в основном из сока гевеи бразильской, которая выращивается в Малайзии, Индонезии и Таиланде. Все эти страны – азиатские и потому подвержены рискам распространения патогенов, стихийных бедствий и геополитических конфликтов. А салат-латук выдерживает даже заморозки, и его можно растить везде. Так что если исследования канадских ученых окажутся успешными, натуральным каучуком можно будет заменить каучук синтетический.

Исследователи не уверены, что добывать каучук в промышленных масштабах будут именно из латука. Но его можно вырастить несколько раз в году, и он прекрасно подходит как образец, на основе данных которого будут искать еще более урожайное растение с теми же свойствами млечного сока, содержащего каучук.

Кстати, поиск заменителя гевеи в Северной Америке начинали почти сто лет назад. Им занимался Томас Эдисон. Те исследования поддерживала компания Ford. Через какое-то время исследовательская команда остановилась на траве золотарник, но тут появился каучук из нефтепродуктов, и исследования растений стали неинтересными уже в 1930 годы.

Сейчас учёные золотарник со счетов тоже не сбрасывают. Но предлагают ввести в него гены латука. Или одуванчика, корни которого тоже содержат млечный сок, а значит, каучук. Канадцы уверены, что конкурента гевеи они создадут в ближайшие 10 лет. Будут выращивать его на территории Канады. И заменят этим природным каучуком всю синтетику. Напомним, что синтетический каучук составляет сегодня примерно половину этого рынка. Заметим, что компании – производители шин уже выразили заинтересованность в замене нефтепродуктов одуванчиками. Вот так ботаника и превращается в экономику.

P.S. Школьники советских времен должны помнить из уроков химии, что такое кок-сагыз. Этот среднеазиатский одуванчик, растущий в естественных условиях в Казахстане, был открыт в 1931 году и оказался превосходным каучуконосом. Уже с 1933 года в Советском Союзе началось его промышленное выращивание: в России, Казахстане, Белоруссии, на Украине (в 1956 году здесь засевалось 7 тыс. га). Занялись выращиванием кок-сагыза и в других странах мира.

Но в нашей стране в середине 50-х годов натуральный каучук из кок-сагыза был вытеснен синтетическим. Может быть, теперь, с развитием генной инженерии и других биотехнологий, в России вспомнят об этом одуванчике?

Откуда каучуковое дерево берёт каучук?

Учёные из института физико-химических исследований RIKEN в Японии совместно с коллегами из научного университета Малайзии (USM) успешно разгадали геномную последовательность Гевеи бразильской (Hēvea brasiliēnsis), природного источника натурального каучука? растущего в Бразилии. Работа, опубликованная в журнале Scientific Reports, содержит незавершённую геномную последовательность, описывающую более чем 93% экспрессируемых генов и указывает участки, отвечающие за биоситез каучука.

Натуральный каучук циркулирует по латексным каналам и защищает растение от насекомых при повреждениях. Для человека это важный источник сырья, так как он обладает множеством полезных свойств, невоспроизводимыми в искусственном каучуке из нефти. Некоторые виды каучуковых деревьев обладают большим количеством каучука, нежели другие, но причины такого разнообразия пока не ясны. Команда под руководством Минами Матсуи из RIKEN CSRS и Александра Чонг из UTM, решили секвенировать и проанализировать геном гевеи бразильской.

Читайте так же:
Прибор для определения влажности древесины

Геномная информация может раскрыть какие гены ответственны за способность каучукового дерева производить латекс в больших количествах. Это, в свою очередь, поможет нам вывести каучуковые деревья в большей производительностью – объясняет автор статьи Нйок Шон Лау.

После секвенирования генома каучукового дерева учёные сравнили его с геномом других растений семейства Молочайные, такие как маниока и клещевина. Они обнаружили, что хотя растения и разделяют огромное количество кластеров из более чем 12 00 генных семейств, почти 2 000 генных семейств уникальны для каучукового дерева.

Команда искала гены относящиеся к самому каучуку и к сопротивляемости болезням – двум факторам влияющим на выделение каучука. Они обнаружили, что два наиболее распространённых белка, ответственных за синтез каучука, – фактор элонгации резины и малая резиновая частица – закодированы в большом количестве генов, собранных вместе в небольших участках генома. Хотя другие тропические растения также экспрессируют эти белки в некоторой степени, только у гевеи бразильской они закодированы более восьми раз в разных генах. Метод анализа CAGE, разработанный в RIKEN, раскрыл, что экспрессия этих белков специфична для тканей: экспрессия в латексе более чем в сто раз сильнее чем в листьях.

Команда также обнаружила, что, в сравнении с другими видами семейства Молочайных, каучуковые деревья обладают куда большим количеством генов относящихся к сопротивляемости болезням и что эти гены также формируют кластеры внутри генома.

Повышенный синтез латекса, обнаруженный в каучуковых деревьях – рассуждает Матсуи.

Возможно вызывается координированной экспрессией этих генов, совмещённой с увеличенным количеством генов из-за генной дупликации.

Это исследование поможет улучшить производство латекса, жизненно важного сырья для Малайзии – отмечает Чонг.

Мы надеемся продолжить работать с RIKEN и нашими промышленными партнёрами, чтобы применить полученные знания о геноме для улучшения производства каучука.

Теперь, когда геном известен, Матсуи уже планирует использовать его для продолжения исследований.

В дополнении к количеству каучука мы хотим улучшить его качество, модифицируя синтезирующие пути и разрабатывая синтетическое биологическое производство каучука в микроорганизмах или зелёных водорослях.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Добыча натурального каучука не удовлетворяет колоссальной потребности резиновой промышленности, поэтому возник вопрос о промышленном синтезе каучука. В тридцатых годах в нашей стране впервые в мире было налажено промышленное производство синтетического натрий-бутадиенового каучука. Его получают полимеризацией бутадиена-1 3 ( дивинила, стр. Мономер применяют в жидком или газообразном состоянии. Полимеризацию проводят в массе в автоклавах в присутствии металлического натрия; отсюда и название — натрий-бутадиеновый каучук.  [1]

Техника добычи натурального каучука заключается в подсочке коры деревьев гевеи. С подсоченного участка коры латекс по каплям стекает в подвешенную чашку. Сборщики латекса периодически сливают латекс из чаш в ведра и относят их на завод. Здесь латекс перемешивают и коагулируют, добавляя в него разбавленную муравьиную или уксусную кислоту. Полученный коа-гулюм отделяют от жидкой фазы, промывают, сушат, коптят или отбеливают.  [2]

Как видно из данных этой таблицы, производство синтетического каучука растет более быстрым темпом и уже превзошло по своему объему добычу натурального каучука . Так, с 1950 по 1965 г. производство синтетического каучука увеличилось более чем в 5 раз, в то время как добыча натурального каучука изменилась очень мало.  [4]

Натуральный, или природный, каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определенного ботанического семейства. На первом месте в мире по добыче натурального каучука в настоящее время стоит Малайзия.  [5]

Читайте так же:
Освещение участка загородного дома на солнечных батареях

Резиновая промышленность стала быстро развиваться, а это в свою очередь вызвало бурный рост добычи натурального каучука . Потребление каучука лишь за одно столетие, прошедшее со времени открытия вулканизации, возросло-более чем в 2000 раз. На этих плантациях труд туземцев подвергался и подвергается жесточайшей эксплуатации. Каучук-это смерть-стало поговоркой у жителей Конго.  [7]

Резиновая промышленность стала быстро развиваться, а это в свою очередь вызвало бурный рост добычи натурального каучука .  [9]

Резиновая промышленность стала быстро развиваться, а это в свою очередь, вызвало бурный рост добычи натурального каучука . Потребление каучука лишь за одно столетие, прошедшее со времени открытия вулканизации, возросло-более чем в 2000 раз. На этих плантациях труд туземцев подвергался и подвергается жесточайшей эксплуатации.  [10]

Как видно из данных этой таблицы, производство синтетического каучука растет более быстрым темпом и уже превзошло по своему объему добычу натурального каучука. Так, с 1950 по 1965 г. производство синтетического каучука увеличилось более чем в 5 раз, в то время как добыча натурального каучука изменилась очень мало.  [11]

Натуральный каучук известен человеку очень давно. Он является продуктом растительного происхождения и добывается главным образом из млечного сока ( латекса) дерева гевеи, произрастающего в ряде тропических стран. На первом месте в мире по добыче натурального каучука в настоящее время стоит Малайя.  [12]

Типы натурального каучука, добываемого в настоящее время, включают смокед-шиты ( высококачественный натуральный каучук), технически определенный каучук, крепы, латекс, эпоксидированный каучук и термопластичный натуральный каучук. Крупнейшим поставщиком смокед-шитов является Таиланд, который обеспечивает почти половину мировой добычи натурального каучука. Технически определенный каучук, или блочный натуральный каучук ( block), был впервые представлен в Малайзии в середине 1960 — х годов и составляет 40 — 45 % добычи натурального каучука . Индонезия, Малайзия и Таиланд являются крупнейшими поставщиками технически определенного каучука. Технически определенный каучук получил свое имя в связи с тем, что его качество определяется техническими характеристиками, преимущественно его чистотой и эластичностью, а не традиционными визуальными характеристиками. Крепы в настоящий момент представляют собой лишь небольшую часть мирового рынка натурального каучука. Мировое потребление натурального латекса в последние годы возросло преимущественно благодаря спросу на латексные продукты, создающие барьер для вируса иммунодефицита человека и других переносимых кровью патогенов. Концентраты латекса используются для производства клеев, подкладочного покрытия ковров, пены и продуктов погружения. Продукты погружения включают в себя воздушные шары, перчатки и презервативы. Эпоксидированный натуральный каучук используется как заменитель для некоторых синтетических ка-учуков. Термопластичный натуральный каучук получают в результате частичной динамической вулканизации смесей ( блендов) полиолефинов и натурального каучука. Этот вид каучука находится на ранней стадии своего промышленного развития.  [13]

Натуральный каучук ( гис-1 4-полиизопрен) — это переработанный растительный продукт, который может быть выделен из нескольких сотен видов деревьев и растений во многих регионах мира, включая экваториальные районы Африки, Юго-Восточную Азию и Южную Америку. Млечный сок, или латекс, промышленного каучукового дерева гевея ( Hevea brasiliensis) обеспечивает практически все ( более 99 %) мировые поставки натурального каучука. Натуральный каучук также добывается из фикуса ( Ficus elastica) и других африканских растений в таких районах добычи, как Берег Слоновой Кости, Мадагаскар, Сенегал и Сьерра Леоне. Натуральный транс-1 4-полиизопрен, известный как гуттаперча, или балата ( balata), добывается из деревьев в Южной Америке и Индонезии. Гуттаперча дает меньше чистого каучука, чем цис-изомер. Другим потенциальным источником добычи промышленного натурального каучука является кустарник гуайоль ( guayule) Parthenium argentatum), который растет в жарких, засушливых районах, таких как юго-западные районы Соединенных Штатов.  [14]

Читайте так же:
Редуктор для сварки полуавтоматом

Применение каучука в медицине и промышленности. Применение натурального каучука: примеры

Каучук представляет собой органическое соединение, основными компонентами которого являются углерод и водород. Получают его из особых древесных растений, которые часто называют каучуконосными. Такие представители флоры произрастают в тропиках. Их органы (плоды, листья, ветви, ствол, корни) содержат латекс. Эта млечная жидкость не является соком растений, ученые-ботаники до сих пор сомневаются в специфике ее значения для жизнедеятельности растительного организма. Именно из латекса в процессе коагуляции получается сплошная упругая масса, которая и является натуральным природным каучуком.

применение каучука

История открытия натурального каучука

Вклад Христофора Колумба в развитие мировой цивилизации не ограничивается Великими географическими открытиями. Именно его корабль, пристав к острову Эспаньола в 1493 году, увез в Испанию первое изделие из каучука. Это был эластичный прыгучий мяч, который местные жители делали из сока гевеи – растения, встречающегося на берегах Амазонки. Увидев, как индейцы увлеченно подбрасывали диковинную вещицу, которая достигая земли, еще и отскакивала, как живая, словно совершая прыжок, испанцы не на шутку удивились. Попробовав подержать этот прыгучий шарик, они пришли к выводу, что он достаточно тяжелый, а еще обратили внимание на его липкость и характерный запах дыма.

Применение каучука у индейцев этим не ограничивалось. Местные племена не только играли в этот мяч, но использовали его в различных религиозных обрядах. А сок дерева, из которого он получался, считали священным и называли его «каучу», что в переводе означает «слезы дерева».

Среди диковинок, привезенных Колумбом в Испанию, был и этот необычный мячик. С этого времени и началась история применения каучука.

Первые попытки применения

Но европейцы не обратили должного внимания на диковинку индейцев. И вплоть до XVIII века не задумывались над тем, насколько широки и многообразны области применения каучука. Лишь когда членами французской экспедиции, побывавшей в тропических лесах Южной Америки, он был вновь привезен в Европу, на него обратили внимание. Еще больший интерес появился, когда французский ученый Ш. Кондамин, выступая на ассамблее Парижской академии наук, продемонстрировал образцы этого вещества, показал способы возможного применения и изделия из него.

Широкое применение натурального каучука в Европе началось примерно в 1770 году, когда в школах появилась новая принадлежность – гуммиластик, который использовали для того, чтобы стирать карандашные линии.

Далее начались активные поиски возможных областей использования каучука. Именно к тому времени относится изобретение подтяжек и резиновых нитей. А шотландский изобретатель Ч. Макинтош догадался проложить тонкий пласт резины между двумя слоями ткани, получив таким образом непромокаемую ткань. Этот материал имел сумасшедшую популярность, плащи из него получили свое название по имени изобретателя. Их называли макинтошами.

Крах каучуковой промышленности

Начальные попытки наладить производство непромокаемой обуви не увенчались успехом. Галоши хоть и стали достаточно модными на короткий период времени, но практичностью не отличались. В холод они могли потрескаться, а в жару чуть ли не расплавлялись и источали неприятный запах.

применение природного каучука

Энтузиазма изобретателей хватило ненадолго. В один из тех годов на многих территориях Европы было очень жаркое лето. Под воздействием высоких температур изделия каучуковой промышленности превратились в ужасно пахнущую массу. Все предприятия этой отрасли тогда обанкротились.

Открытие Чарльза Гудьира

И никто бы больше не вспомнил о галошах и макинтошах, если бы не упорство американца Чарльза Гудьира. Он посвятил поиску способов создания из каучука хорошего материала много лет.

Гудьир проводил множество экспериментов, смешивая каучук практически со всем. Он добавлял в него и соль, и перец, и песок, и даже суп. Потратив все свои деньги и силы, изобретатель уже было потерял надежду. Но его усилия все же увенчались успехом. Добавив в вещество серу, он обнаружил, что и прочность, и эластичность, и температурная устойчивость улучшились.

Читайте так же:
Физические свойства натурального каучука

Таким образом, ему удалось усовершенствовать каучук. Свойства и применение нового соединения вновь стали объектом изучения ученых и промышленников. Полученный Гудьиром материал мы сейчас называемым резиной, а процесс, в ходе которого он получен – вулканизацией каучука.

Резиновый бум

После сенсационного открытия на счастливого ученого посыпались многочисленные предложения о покупке патента на изобретенный материал. Применение каучука для производства резины приобрело огромные масштабы. Для этого почти все страны стали искать способы выращивания у себя на территории деревьев-каучуконосов. В этом плане больше всего повезло Бразилии, ведь именно это государство было владельцем громадных запасов таких растений. Правительство Бразилии прилагало массу усилий, чтобы оставаться монополистом в этой сфере, категорически запрещая вывоз семян и молодых растений гевеи. За это преступление была даже введена смертная казнь.

Но англичанин Викгем, имеющий шпионскую практику, сумел проникнуть на берега Амазонки, где тайком добыл и отправил в Британию 70 000 семян каучуконосного дерева. И хотя у местных селекционеров не сразу получилось на территории с другим климатом вырастить это тропическое растение, благодаря их усилиям спустя некоторое время на рынке появился более дешевый и доступный английский каучук.

А тем временем применение природного каучука стало настолько широким, что количество изделий из резины перевалило за 100 000. Было налажено производство огромного количества новых товаров: транспортерных конвейерных лент и электроизоляции, «резинок» для белья, резиновой обуви, детских воздушных шаров и т. д. Но основное применение природного каучука было связано с автомобильной отраслью, когда изобрели сначала экипажные, а потом и автомобильные шины.

применение натурального каучука

Применение резины и каучука в нашей стране долго было основано на производстве их из иностранного сырья. Только когда в Казахстане обнаружили одуванчики, корни которого содержат каучук, появились первые резиновые изделия из отечественного материала. Но это был очень трудоемкий процесс, так как выделение каучука из корней одуванчика занимало очень много времени из-за низкой его концентрации (16-28%).

Получение синтетического каучука

Природные ресурсы натурального каучука не удовлетворяют высоких потребностей населения в товарах из этого материала. Сейчас гораздо более масштабным является производство синтетического каучука.

С. В. Лебедев в 1910 году впервые получил синтетический каучук. Материалом для производства был бутадиен, который выделялся из этилового спирта. Позже путем осуществления реакции полимеризации с применением металлического натрия получался бутадиеновый синтетический каучук.

Промышленное производство синтетического каучука

В 1925 году С. В. Лебедев поставил для себя задачу найти промышленный способ синтеза каучука. Через два года она была успешно решена. Лабораторным способом были синтезированы первые несколько килограмм каучука. Именно Лебедев занялся изучением свойств этого каучука и разработкой рецептов получения из него необходимых потребителю изделий.

И в последующие годы применение каучука было важнейшей задачей работы С. В. Лебедева. Именно по его методу на первом в мире заводе, производящем данный материал, была получена первая партия этого материала промышленного масштаба.

области применения каучука

В период с 1932 по 1990 год Советский Союз был лидером по объемам производства в этой отрасли. Применение синтетического каучука позволило расширить ассортимент резинотехнических товаров, в частности: изделий из мягкой резины, подошв для обуви, различных труб и шлангов, герметиков и клеев, красок на латексной основе и прочих.

Читайте так же:
Флюсы для плавки латуни

Синтетический каучук: свойства и применение

Сейчас ассортимент синтетических каучуков значительно вырос, если сравнивать с серединой XX века. Различные его виды могут сильно отличаться химическим составом и потребительскими свойствами. Классификация синтетического каучука основана на различии мономеров, которые используют при его получении. Так, существуют изопреновый, бутадиеновый, хлоропреновый и другие виды. Согласно другой классификации, каучуки делят на типы в зависимости от характерной группы атомов, которые входят в их состав. Например, известны типы полисульфидных, кремнийорганических каучуков и т. д.

Основной метод получения синтетических каучуков – полимеризация диенов и алкенов. Самыми распространенными мономерами при этом можно назвать бутадиен, изопрен, этилен, акрилонитрил и др.

применение каучука в медицине

Некоторые виды полисульфидных, полиуретановых каучуков получают в ходе реакции поликонденсации.

Каучуки общего и специального назначения

В соответствии с областями применения каучуки можно разделить на материалы общего и специального назначения. Представители первой группы имеют комплекс свойств, которые дают возможность использовать их для производства различных товаров, эластичные свойства которых должны проявляться при обычных температурах. А вот применение синтетического каучука специального назначения предполагает сохранение свойств и в экстремальных ситуациях, например, под воздействием мороза и огня, озона и кислорода и т. д.

Изопреновый каучук: применение

По составу изопреновый каучук весьма схож с натуральным. Следовательно, спектр свойств этих веществ во многом совпадает.

К его недостаткам можно отнести плохую устойчивость к высоким температурам, озону и воздействию прямых солнечных лучей. Низкая когезионная прочность резины на их основе – это свойство, которое делает менее востребованным изопреновый каучук. Применение его затрудняется из-за повышенной липкости, недостаточной каркасности и текучести. Но в монолитных изделиях, которые не требуют соединения большого количества частей, изопреновые каучуки используются достаточно широко.

Каучуковые пластыри

Применение каучука в медицине также имеет место. Самое распространенное изделие медицинской промышленности, полученное с использование каучука, – это пластырь. Он является смесью каучука, лекарственных и сопутствующих веществ. Преимущества таких пластырей:

  • длительное сохранение клейкости;
  • сочетаемость со многими лекарственными средствами;
  • безвредность;
  • удобство в применении.

Процесс производства заключается в растворении 1 части каучука в 12 частях бензина. А затем в раствор вводят другие сопутствующие компоненты: терпентин (увеличивает липкость), ланолин (предохраняет от засыхания), окись цинка (ослабляет раздражение), лекарства (создают терапевтический эффект).

применение синтетического каучука

Имплантаты из каучука

Поистине жизненно важными изделиями из каучука можно назвать имплантаты человеческих органов. Применение каучука в их производстве началось сравнительно недавно и стало началом новой эры в развитии медицины.

Имплантатами трахеи выступают материалы из полиактилатов, полисилоксанов, полиамидов. Искусственное сердце и его части делают из полиуретанов и полиоксиланов. Полиэтилен и полипропилен являются материалом для производства имплантатов частей пищевода, а поливинилхлорид является основным компонентом имплантатов других частей пищеварительной системы. Искусственные кровеносные сосуды производятся из полиэтилентерефталата, политетрафторэтилена и полипропилена. Обрести людям с ограниченными возможностями новые кости и суставы помогают полиакрилаты, полиамиды, полиуретаны.

Применение резины в промышленных товарах

Значение каучука в народном хозяйстве громадно. Но применение натурального каучука в чистом виде – большая редкость. Чаще всего он используется в виде резины. Изделия из этого материала встречаются в повседневной жизни на каждом шагу. Это и изоляция проводов, и производство обуви и одежды, и автомобильные шины, и многое другое.

В обувной промышленности используются, как правило, резины следующих видов: пористая (подошва), кожеподобная (нижняя часть часть обуви), транспарентная (каблуки).

изопреновый каучук применение

Применение природного каучука и его синтетических аналогов не случайно стало повсеместным. Именно они отвечают большинству потребностей человека, являясь одними из самых универсальных материалов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector