Guma

Rozbalit box

Obsah boxu

Guma (také pryž nebo kaučuk) je vysoce elastický polymerní materiál, který může být přírodního nebo syntetického původu. Její definující vlastností je extrémní pružnost (elasticita) – schopnost se výrazně deformovat a poté se vrátit do původního tvaru. Díky této a dalším vlastnostem, jako je voděodolnost a odolnost proti otěru, se guma stala jedním z nejzásadnějších materiálů moderního průmyslu, s klíčovým využitím v dopravě, strojírenství a spotřebním zboží.

📜 Původ názvu a etymologie

České slovo guma pochází z latinského gummi a řeckého kommi, což původně označovalo rostlinnou pryskyřici nebo lepidlo. Odbornější termín pryž je novější slovo uměle vytvořené v 19. století. Pojem kaučuk pochází z domorodého kečuánského slova ca-o-chu, což znamená "slzící strom" nebo "dřevo, které pláče", a odkazuje na sběr surového latexu z naříznuté kůry stromu. Anglický název rubber dal materiálu v roce 1770 anglický chemik Joseph Priestley, když zjistil, že dokáže vygumovat ("to rub out") stopy tužky.

⏳ Historie

Historie gumy je příběhem objevu, klíčového vynálezu a strategické nutnosti.

⚽ Starověké a předkolumbovské použití

Dávno před příchodem Evropanů znali a využívali přírodní kaučuk obyvatelé Mezoameriky. Již Olmékové (cca 1600 př. n. l.) sklízeli latex z kaučukovníku a zpracovávali ho na voděodolné tkaniny, sandály a především na výrobu pevných gumových míčů pro rituální míčové hry. Mayové a Aztékové v této tradici pokračovali. Pro Evropu však byl tento materiál až do objevení Ameriky zcela neznámý.

🔥 Objev vulkanizace – Charles Goodyear

Po přivezení prvních vzorků do Evropy byla guma dlouho vnímána spíše jako kuriozita. Surový kaučuk měl totiž velmi špatné vlastnosti – v zimě byl tvrdý a křehký, v létě lepkavý a zapáchající. Zásadní průlom přišel v roce 1839. Americký vynálezce Charles Goodyear, po letech neúnavného a zadluženého experimentování, náhodou upustil směs kaučuku a síry na rozpálená kamna. Zjistil, že tento proces materiál stabilizoval – guma zůstala pružná bez ohledu na teplotu a ztratila svou lepivost. Tento proces nazval vulkanizace (podle Vulkána, římského boha ohně a kovářství) a v roce 1844 si jej nechal patentovat. Vulkanizace proměnila gumu z nepoužitelné suroviny v revoluční průmyslový materiál.

🏭 Průmyslový boom a temná stránka

S vynálezem pneumatiky koncem 19. století poptávka po gumě explodovala. Původní monopol Brazílie na kaučuk byl zlomen, když se Britům podařilo propašovat semena kaučukovníku a založit obrovské plantáže v jihovýchodní Asii (Malajsie, Indonésie). Poptávka po gumě měla i svou temnou stránku, zejména v Svobodném státě Kongo, který byl osobním majetkem belgického krále Leopolda II.. Zde byl zaveden brutální režim nucených prací při sběru kaučuku, který vedl ke smrti milionů lidí.

🧪 Vznik syntetické gumy

Závislost na přírodním kaučuku se ukázala jako strategický problém během první světové války, kdy mělo Německo odříznuté dodávky. Němečtí chemici tehdy vyvinuli první použitelnou syntetickou gumu. Skutečný rozmach syntetického kaučuku však nastal během druhé světové války, kdy Japonsko obsadilo plantáže v Asii a Spojené státy musely v rekordním čase vybudovat masivní průmysl na výrobu syntetické gumy z ropy, aby mohly pokračovat ve válečné výrobě pneumatik a dalšího vybavení.

📋 Druhy gumy

Guma se dělí do dvou základních kategorií: přírodní a syntetická. Každá má specifické vlastnosti a použití.

🌳 Přírodní kaučuk (NR - Natural Rubber)

Získává se jako latex (mléčná tekutina) z kůry kaučukovníku brazilského (Hevea brasiliensis). Vyznačuje se vynikající pružností, pevností v tahu a odolností proti roztržení. Jeho nevýhodou je menší odolnost vůči vysokým teplotám, ozonu a ropným produktům.

🧪 Syntetické kaučuky

Vyrábějí se polymerací z monomerů získaných z ropy. Existuje mnoho druhů, z nichž každý je navržen pro specifické účely. Mezi nejběžnější patří:

• SBR (Styren-butadienový kaučuk): Nejprodukovanější syntetický kaučuk na světě. Je levný a má dobrou odolnost proti otěru, proto je hlavní složkou pro výrobu pneumatik.
• NBR (Nitrilový kaučuk): Vyniká mimořádnou odolností vůči olejům, palivům a jiným chemikáliím. Používá se pro výrobu těsnění, hadic a jednorázových rukavic v průmyslu i zdravotnictví.
• EPDM (Ethylen-propylen-dienový kaučuk): Je extrémně odolný vůči povětrnostním vlivům, ozonu, UV záření a teplotním extrémům. Je ideální pro venkovní použití, jako jsou střešní izolace, těsnění oken a dveří u automobilů nebo zahradní hadice.
• Silikonová guma: Speciální typ založený na křemíku místo uhlíku. Vyznačuje se obrovským teplotním rozsahem (od -55 °C do +300 °C), chemickou inertností a biokompatibilitou. Používá se ve zdravotnictví (implantáty), potravinářství (formy na pečení) a jako vysoce odolné těsnění.

🔥 Proces vulkanizace

Vulkanizace je klíčový chemický proces, který přeměňuje surový, plastický kaučuk na odolnou a pružnou gumu. Na molekulární úrovni si lze surový kaučuk představit jako misku plnou dlouhých, nezávislých polymerních řetězců, které po sobě volně kloužou – jako špagety. To je důvod, proč je surovina lepkavá a tvarově nestálá.

Během vulkanizace se kaučuk zahřívá za přítomnosti síry (nebo jiných vulkanizačních činidel). Atomy síry vytvářejí mezi jednotlivými polymerními řetězci pevné chemické můstky (tzv. sírné můstky). Tím se původně nezávislé řetězce propojí do trojrozměrné sítě. Tato síť brání řetězcům, aby po sobě trvale klouzaly. Materiál tak získá svou typickou "tvarovou paměť" – po natažení ho síť můstků vrátí zpět do původního stavu.

✨ Klíčové vlastnosti

• Vysoká elasticita: Schopnost vrátit se do původního tvaru po velké deformaci.
• Voděodolnost a vzduchotěsnost: Nepropouští vodu ani plyny.
• Otěruvzdornost: Vysoká odolnost proti mechanickému opotřebení.
• Tlumicí schopnosti: Efektivně pohlcuje vibrace a nárazy.
• Elektrický izolant: Nevede elektrický proud, proto se používá k izolaci kabelů.

🏭 Široké spektrum použití

Guma je díky svým vlastnostem všudypřítomným materiálem.

• Doprava: Zdaleka největší spotřebu gumy představuje výroba pneumatik pro automobily, letadla a jízdní kola. Dále se používá na výrobu hadic, těsnění, stěračů a silentbloků pro tlumení vibrací motoru.
• Průmysl: Dopravníkové pásy, těsnění (o-kroužky), hadice, rukavice, antivibrační podložky.
• Domácnost a spotřební zboží: Gumáky, podrážky bot, mazací gumy, těsnění u ledniček a praček, kondomy, hračky, sportovní vybavení.
• Zdravotnictví: Chirurgické rukavice, zátky na zkumavky, hadičky, silikonové implantáty.

Pro laiky

Představte si gumu jako spletenou síť z miniaturních, extrémně pružných špaget.

• Surový kaučuk je jako čerstvě uvařené špagety – jsou to jednotlivé, nezávislé prameny, které po sobě kloužou, lepí se a nedrží tvar.
• Klíčový proces zvaný vulkanizace je jako byste mezi tyto špagety přidali miliony drobných, neviditelných gumiček, které je pospojují dohromady.
• Výsledkem je guma: Nyní máte pevnou a pružnou síť. Když za ni zatáhnete, špagety se natáhnou, ale neviditelné gumičky je okamžitě stáhnou zpět na původní místo, jakmile povolíte. Právě tato "vnitřní síť" dává gumě její úžasnou schopnost natahovat se a vracet se zpět, což z ní dělá dokonalý materiál pro pneumatiky, těsnění nebo podrážky bot.