В мире существует проблема загрязнения окружающей среды из-за отходов производства, испарений и распространения непортящихся материалов. Это может привести к мировой экологической катастрофе. Для предупреждения таких последствий необходимо переходить на безвредное производство натуральных продуктов.
Одним из таких материалов является продукт сока гевеи. Каучук (латекс) применяется во многих сферах жизни. Он является безопасным продуктом для здоровья человека. Это обработанный застывший древесный сок растения Гевеи.
Индейцы почитали дух каучукового дерева, собирая «резиновое молоко». Они вырезали из массива защитные амулеты и магическую атрибутику. Само название переводится с древнеиндейского как “слезы дерева”– кау (дерево) и учу (слёзы).
Гевея (Hevea), или каучуковое дерево, принадлежит к семейству Молочайные, род Гевеи. Растение является вечнозеленым и теплолюбивы.
Его бело-желтоватый млечный сок обладает уникальными свойствами, по эластичности и прочности сходными с резиной.
По этой причине альтернативное название его соку – «резиновый». Данный род насчитывает 9 основных видов. Самым популярным из них стала Гевея Бразильская, как наиболее неприхотливый источник высококачественного сырья.
Описание
Гевея выглядит узким и длинным растением за счёт прямого ровного голого ствола и узкой кроны. Это также тропическое растение. В высоту оно достигает максимум 40 метров, но в среднем 25 метров, при диаметре ствола 40-60 см.
Листья у дерева:
- Темно-зеленого цвета.
- Овальной формы.
- С острым наружным концом.
- Маслянистые.
- С тонкими прожилками.
- Длиной до 16 см.
Они меняются медленно, постоянно выпадая по одному, что свойственно всем вечнозеленым деревьям и кустарникам. Расцветает каучуконос весной беловато-желтыми мелкими цветочками, объединенными в соцветия.
Он относится к виду однодомных, так как цветы обоих полов вмещает в себя каждый экземпляр. Растение плодоносит один раз в год. Плоды похожи на каштаны. Внутри расположены небольшие семена до 3 мм с маслом (до 40%), из которого производится натуральная олифа.
Каучуковый сок начинает вырабатываться в достаточном количестве на 8 год жизни с момента посадки. Он выделяется из ствола и ветвей в объеме до 200 мл в сутки.
В нем содержится:
- 60% воды.
- 35% латекса.
- 1,5–2% белков и углеводов.
- 2% смолы.
Вытекая через разрез в стволе, сок густеет, становясь жёлто-коричневого цвета. Это и есть смола каучукового дерева. В среднем можно собрать до 2500 кг «резинового молока» в год. Количество и состав сока напрямую зависит от минерального состава почвы и уровня влажности.
Данной культуре требуется плодородная почва и высокая тропическая влажность, с выпадением около 1500 литров осадков в год, а также тепло и солнечный свет, оптимальная температура воздуха +25 градусов. При снижении температуры ниже 20 градусов, сок не вырабатывается, и почки могут погибнуть.
Где растет каучуковое дерево
Изначально гевея распространялась в пределах бассейна южноамериканской реки Амазонки. К концу XVIII века, европейцы обнаружили, что аборигены часто используют каучук в бытовой жизни. Поселенцы воспользовались знаниями индейцев, высадив дерево по остальным регионам Америки и Азии:
- Индонезия.
- Цейлон.
- Индия.
- Тайвань.
- Шри-Ланка.
- Вьетнам.
- Конго.
- Нигерия.
- Камбоджа.
- Мьянма.
- Боливия.
- Колумбия.
- Перу.
- Либерия, на специальных плантациях.
Все виды объединяет одно общее: они растут в экваториальном тропическом поясе. Для произрастания этого растения необходим влажный и жаркий климат, субтропики уже не подходят по этим условиям.
В Таиланде дерево известно, как «золотое». Производство матрасов и древесных материалов являются стратегически важными для развития экономики этой страны. Таким образом растение приносит жителям Таиланда деньги или в более ранние времена – золото.
Гевея бразильская, выращивание
Эта культура растет на кислых почвах, богатых гумусом, азотом и фосфатами в общей корневой системе. Плантации засаживают специально обработанными семенами, на расстоянии 2-3 метров рядами. Расстояние между рядами должно быть 5-6 метров.
Промежутки засаживают кофе, чаем, ананасами для создания защиты почвы и обогащения её азотом. Землю регулярно нужно очищать от сорняков, удобрять 900 г аммофоса для каждого саженца гевеи в год.
Размножаются растения двумя способами: выращивание из семян или прививание почек к подходящим стволам, так называемый вегетативный способ. Саженцы выращивают в специальных питомниках, напоминающих тепличные ограждения. После достижения ими возраста 1,5-2 года их высаживают в подготовленную почву на плантацию.
Необходимо следить за кислотно-щелочным балансом почвы, корректировать его в кислотную сторону. При повышении pH и истощении почвы, замедляется выделение латексного сока и нарушаются его свойства. Примерно через 40-50 лет, когда сок прекращает выделяться, используется только древесина, которая также обладает уникальными свойствами.
Резиновое дерево практически никогда не болеет, так как его сок обладает защитными антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами. Если кора была повреждена, используются препараты антибактериального назначения, паста из ланолина. Это ускоряет восстановление и регенерацию дерева.
Полезные свойства каучукового дерева и применение
Каучуковое дерево имеет характерный бордовый оттенок, из-за чего его также называют «красным».
Его древесина встречается разных цветов в зависимости от вида и условий выращивания:
- Карамельного оттенка.
- С темно-шоколадными разводами.
- Белого цвета.
- Розового или пудрового оттенка.
- С перламутровым отливом.
Под разным углом переливы оттенков могут менять цвет. Сама древесина отличается повышенной плотностью и прочностью из-за многократной пропитки каучуковым соком. Дерево не впитывает воду, не подвергается гниению и повреждению насекомыми.
Благодаря этим свойствам его легко обрабатывать. Древесина часто используется в декоративных целях, так как имеет красивый срез.
Этот материал применяется при создании:
- Паркетных досок.
- Мебели (в том числе кухонного уголка).
- Статуэток.
- Ювелирных украшений (ожерелья, серьги, кольца).
По цене каучуковое дерево можно сравнить с драгоценными металлами. Мебель из этого дерева выдерживает большую нагрузку и постоянное использование, не впитывает запахов, жидкостей.
Каждое дерево выделяет сок ежедневно, исключая период сезона дождей. Собранный сок очищается от примесей промыванием большим количеством воды. После этого воду отжимают.
Полученное сырье раскладывается на специальные горизонтальные поверхности и подсушивается, а после подвергается процессу копчения для избавления от муравьев и лишней воды и примесей. Так каучук становится пригодным для производства латексных изделий.
Сам по себе латекс является эластомером, состоящим из полиизопрена на 97%. Этот материал используется в нескольких сферах:
- Машиностроительной, лёгкой промышленности.
- Строительство.
- Медицина.
- Производство предметов ухода и детских игрушек.
- Бытовые предметы.
- С появлением новой технологии процесса вулканизации резины стали производить искусственный латекс, однако он отличается по химическому составу и уступает по своим техническим характеристикам и гипоаллергенным свойствам.
- Во время производства и утилизации искусственных материалов выделяются испарения и химические отходы, вредные для окружающей среды.
- Из семян производится натуральная олифа, которая применяется в производстве высококачественных художественных, промышленных и строительных красок, лаков, растворителей.
Выращивание каучукового дерева предупреждает выделение углекислого газа в окружающую среду, нет отходов химического происхождения. Из-за условий среды обитания каучук выращивают в ограниченном количестве, что не скажешь про дерево — бамбук. По этой причине более распространенным материалом является искусственный латекс.
Природные каучуконосы
Слово «каучук» происходит от двух слов языка тупи-гуарани: «кау» — дерево, «учу» — течь, плакать. «Каучу» — сок гевеи, первого и самого главного каучуконоса. Европейцы прибавили к этому слову всего одну букву.
Получение натурального каучука
Натуральный каучук получают коагуляцией млечного сока (латекса) каучуконосных растений. Основной компонент каучука — углеводород полиизопрен (91-96%).
Распространение каучуконосов
Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определённого ботанического семейства. В зависимости от того, в каких тканях накапливается каучук, каучуконосные растения делят на:
- паренхимные — каучук в корнях и стеблях;
- хлоренхимные — каучук в листьях и зелёных тканях молодых побегов;
- латексные — каучук в млечном соке.
Травянистые латексные каучуконосные растения из семейства сложноцветных (кок-сагыз, крым-сагыз и другие), произрастающие в умеренной зоне, в том числе в южных республиках, содержащие каучук в небольшом количестве в корнях, промышленного значения не имеют.
Среди травянистых растений России есть всем знакомые одуванчик, полынь и молочай, которые тоже содержат млечный сок.
Промышленное значение имеют латексные деревья, которые не только накапливают каучук в большом количестве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская (Hevea brasiliensis), дающая по разным оценкам от 90 до 96% мирового производства натурального каучука.
Сырой каучук из других растительных источников обычно засорён примесями смол, которые должны быть удалены. Такие сырые каучуки содержат гуттаперчу — продукт некоторых тропических деревьев семейства сапотовых (Sapotaceae).
В течение Второй мировой войны (1939-1945) по экономическим причинам были культивированы другие, нетропические источники каучука: гуайуль (guayule) мексиканского происхождения, а также одуванчик кок-сагыз (Taraxatum kok- saghyz), произрастающий на территории Западного Туркестана.
Каучуконосы лучше всего произрастают не далее 10° от экватора на север и юг. Поэтому эта полоса шириной 1300 километров по обе стороны от экватора известна как «каучуковый пояс». Дело в том, что для каучуконосов требуется очень тёплый и влажный климат и плодородная почва.
Развитие автомобильной промышленности значительно повысило потребности в резине и, соответственно, в каучуке. Поэтому появились новые плантации гевей: молодые деревца из Южной Америки посадили в Малайзии, на Шри-Ланке и в Индонезии. Они отлично прижились и дают большой урожай.
Сбор латекса и производство натурального каучука
Это высокое стройное дерево может достигать 45 метров в высоту при 2,5—2,8 м в обхвате. Родиной гевеи является бассейн Амазонки — великой водной магистрали. Отсюда вывозился первый каучук в Европу.
Каучук в гевее содержится в млечном соке — латексе, распределённом в млечных каналах, которые образуют в стволе концентрические кольца.
Латекс состоит из мельчайших частичек жидкости, твёрдых частиц и других примесей. Только около 33% латекса составляет каучук, 66% вода и около 1% другие вещества.
Для сбора латекса с деревьев на коре делается диагональный остроугольный надрез, вершиной угла направленный вниз, затем надрез расширяют до 0,3—0,5 от окружности ствола. Из надреза выделяется латекс и стекает в небольшую чашу.
С каждого надреза получается около 30 мл латекса. После этого обычно на следующий день ниже первоначального надреза обдирается тонкая полоска коры, чтобы получить новый сок.
Когда надрезы достигают поверхности земли, ствол оставляют в покое, чтобы он смог восстановить кору на дереве перед новой подсочкой. На 1 гектаре высаживается около 250 деревьев, в год с 1 гектара получают около 450 кг сухого необработанного каучука.
Со специально выведенных высокоурожайных деревьев можно получить 2225 кг с гектара в год, были разработаны опытные деревья с урожайностью до 3335 кг с гектара в год.
Полученный латекс растягивают, разбавляют водой и подвергают коагуляции путём обработки кислотой, чтобы частицы каучука в латексе сцепились друг с другом. Затем производят протягивание между валками, придавая листам толщину 0,25 дюйма (?0,6 см), полученные листы высушивают путём обдувания сухим тёплым воздухом или дымом, и отправляют на погрузку.
Физические и химические свойства натурального каучука
- Натуральный каучук — аморфное, способное кристаллизоваться твёрдое тело.
- Природный необработанный (сырой) каучук — белый или бесцветный углеводород.
- Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Набухая и затем растворяясь в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике.
- Натуральный каучук однороден по своей молекулярной структуре, отличается высокими физическими свойствами, а также технологическими, то есть, способностью обрабатываться на оборудовании заводов резиновой промышленности.
- Особенно важным и специфическим свойством каучука является его эластичность (упругость) — способность каучука восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию.
Каучук — высокоэластичный продукт, обладает при действии даже малых усилий обратимой деформацией растяжения до 1000%, а у обычных твёрдых тел эта величина не превышает 1%. Эластичность каучука сохраняется в широких температурных пределах, и это является характерным его свойством. Но при долгом хранении каучук твердеет.
При температуре жидкого воздуха –195°C он жёсткий и прозрачный; от 0 ° до 10 °C — хрупкий и уже непрозрачный, а при 20 °C — мягкий, упругий и полупрозрачный. При нагреве свыше 50 °C он становится пластичным и липким; при температуре 80 °C натуральный каучук теряет эластичность; при 120 °C — превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Если поднять температуру до 200—250 °C, то каучук разлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов.
- Каучук — хороший диэлектрик, он имеет низкую водо- и газопроницаемость.
- Каучук не растворяется в воде, щёлочи и слабых кислотах; в этиловом спирте его растворимость небольшая, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а уж затем растворяется.
- Легко окисляется химическими окислителями, медленно — кислородом воздуха.
- Теплопроводность каучука в 100 раз меньше теплопроводности стали.
- Наряду с эластичностью, каучук ещё и пластичен — он сохраняет форму, приобретённую под действием внешних сил. Пластичность каучука, проявляющаяся при нагревании и механической обработке, является одним из отличительных свойств каучука. Так как каучуку присущи эластические и пластические свойства, то его часто называют пласто-эластическим материалом.
- При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переход его из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесс происходит не мгновенно, а во времени. При этом в случае растяжения каучук нагревается за счёт выделяющейся теплоты кристаллизации. Кристаллы каучука очень малы, они лишены чётких граней и определённой геометрической формы.
При температуре около –70 °C каучук полностью теряет эластичность и превращается в стеклообразную массу.
- Вообще все каучуки, как аморфные материалы, могут находиться в трёх физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем.
Высокоэластическое состояние для каучука наиболее типично.
- Каучук легко вступает в химические реакции с целым рядом веществ: кислородом (O2), водородом (H2), галогенами (Cl2, Br2), серой (S) и другими. Эта высокая реакционная способность каучука объясняется его ненасыщенной химической природой. Особенно хорошо реакции проходят в растворах каучука, в которых каучук находится в виде молекул сравнительно крупных коллоидных частиц.
Почти все химические реакции приводят к изменению физических и химических свойств каучука: растворимости, прочности, эластичности и других. Кислород и, особенно, озон, окисляют каучук уже при комнатной температуре.
Внедряясь в сложные и большие молекулы каучука, молекулы кислорода разрывают их на более мелкие, и каучук, деструктурируясь, становится хрупким и теряет свои ценные технические свойства.
Процесс окисления лежит также в основе одного из превращений каучука — перехода его из твёрдого в пластичное состояние.
Вклад участников
Сотников Виталий Александрович
Одуванчик в России — это хорошо забытое старое
Все промышленно развитые страны того времени детальным образом изучили обитающую у них флору на предмет пригодности получения из растительного сырья млечного сока, подобного соку гевеи. Учитывая чрезвычайную важность подобного рода исследований для обороноспособности нашей страны, этой проблеме уделили внимание первые лица государства. Так в феврале 1931 г. И.В. Сталин, выступая на Всесоюзной конференции работников социалистической промышленности, сказал: «У нас имеется в стране всё, кроме каучука. Но через год-два и у нас будет свой каучук». А С.М. Киров в свою очередь отметил, что если грянет война, то дела будут решать не только люди, штыки, пулемёты и пушки, но и каучук. Начиная с 1929 по 1932 годы, были проведены масштабные поиски каучуконосных растений в СССР. Было организовано около сотни экспедиций в различные регионы СССР. На каучуконосность оценили свыше 1000 видов растений и в горах Тянь-Шаня советские ботаники обнаружили многолетнее травянистое растение, относящееся к роду одуванчик, называемое аборигенами «кок-сагыз» (Taraxacum kok-saghyz), содержащее каучук. Кроме кок-сагыза, латексным каучуконосным растением является крым-сагыз (Taraxacum hybernum), произрастающее на юге Крыма. В этих растениях каучук содержится в млечных сосудах преимущественно в корнях и корневищах (10—14% в сухом веществе). При этом полученный из них продукт по качеству не уступает каучуку из гевеи.
Затем виды одуванчика кок-сагыз и крым-сагыз, а также растение, принадлежащее к роду козелец, тау-сагыз (Scorzonera tau-saghyz), в сухих корнях которого присутствует до 40% каучука, были введены в культуру. Наиболее широко возделывался кок-сагыз. Его выращивали в России, Казахстане, Белоруссии, Украине и республиках Прибалтики. В Российской федерации кок-сагыз стали выращивать во Владимирской, Рязанской, Горьковской, Курской, Ярославской, Кировской, Орловской, Тульской, Тверской, Московской, Вологодской и Ленинградской областях, в Башкирии и Мордовии. Урожайность корней кок-сагыза в отдельных хозяйствах достигала 120 — 130 ц/га. Из такого количества корней можно было получить до 100 килограммов чистого каучука с одного гектара.
Государство всячески поощряло колхозников. Многие из них получили ордена и звания Героев Социалистического Труда. Были награды и поскромнее. Так, например, труженику села, собравшему 17 кг сырых корней кок-сагыза, выдавалась премия в виде пары галош, а за 65 кг уже полагалась пара сапог.
Надо сказать, что в 1954 г возделывание каучуконосов в СССР было полностью прекращено. Причиной было широкое распространение синтетического каучука.
В современном мире спрос на сырьё для производства натурального каучука во всём мире непрерывно растёт. Это связано, прежде всего, с дефицитом и сокращением поставок производителями природного сырья.
Следует отметить, что почти 95% мирового производства натурального каучука получают из сока гевеи.
Гевея это род вечнозелёных деревьев семейства молочайных, а гевея бразильская является основным источником получения натурального каучука.
В настоящее время крупнейшие мировые производители автомобильных шин пытаются найти замену гевее, среди растений, произрастающих на территориях разных стран мира. При этом за рубежом считается, что новыми подходящими источниками латекса для получения каучука, являются некоторые растения рода одуванчиковые.
Вполне, вероятно, что в недалёком будущем в России вновь будут выращивать каучуконосы, так как в данном случае то, что является новинкой для иных стран, для нас вполне укладывается в формулу: «Новое — это хорошо забытое старое».
Гевея в нашей стране не растёт, но её есть чем заменить. Ещё в первой половине прошлого века в нашей стране широко возделывали каучуконосы, относящиеся к роду одуванчиковые. По сообщениям прессы, учёные Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И.
Вавилова разрабатывают инновационный проект, призванный создать сырьевую базу для производства натурального каучука для отечественной промышленности на основе природных популяций одуванчиков.
Разрабатываются и обсуждаются проекты создания в средней полосе России специальных ферм, где будут растить каучуконосы и добывать из них так называемый «первичный» каучук.
О чем плачет «резиновое» дерево? — интернет-журнал «живой лес»
Латекс
Наверное, многие полагают, что натуральный каучук давно стал анахронизмом вроде пергаментных книг или крахмального клейстера.
Мы считаем, что в XXI веке его уж наверняка заменил каучук синтетический, о котором каждый что-то смутно помнит из школьной программы.
Но оказывается, натуральный каучук все еще добывают, более того, без него невозможно производство современных автомобильных шин и многих других необходимых изделий.
Натуральный каучук
Сознаюсь, я сам находился в полном неведении о судьбе натурального каучука, до того как волей случая оказался на плантации гевеи, которая в прямом смысле служит его источником.
Произошло это не в Бразилии, откуда гевея родом, и не в Малайзии, где расположены самые обширные на сегодняшний день ее посадки, а в Мексике.
Здесь это тропическое дерево пользуется уважением и служит пополнению национальной казны.
Каучуководство – одна из самых молодых отраслей растениеводства (и ближе она все же к лесному хозяйству, чем к сельскому). Дикорастущие растений для получения каучука применяли уже давно, а вот их возделывание началось менее чем три четверти века тому назад.
Почти все гевеи (хевеи), а их в роду около 20 видов, произрастают в Южной Америке и известны лишь немногим специалистам по семейству молочайных. Но один вид приобрел огромную популярность.
Это гевея бразильская (Hevea brasiliensis) – вечнозеленое дерево, достигающее 30 м высоты и 75 см в диаметре ствола. В диком состоянии она встречается в лесах Амазонии.
Все части растения заключают в себе млечный сок (латекс), в котором содержится до 50 процентов каучука.
Туземцы добывали из гевеи сок, и покрывают им свои холщовые плащи, чтобы сделать их непромокаемыми.
«Слезы дерева»
Сбор латекса гевеи
Первое свединья о каучуке можно найти у испанского историка Антонио Герреры, которого Филипп II назначил историографом обеих Индий и Кастилии.
В описании второго путешествия Колумба Геррера упоминает, что индейцы недавно открытых земель употребляют смолистый сок некоторых деревьев для изготовления упругих мячей или шаров.
Несколько позже, в 1615 году, в своей книге «Monarquia Indiana» («Монархия Индиана») Хуан де Торквемада описывает, как туземцы добывают из деревьев сок и покрывают им свои холщовые плащи, чтобы сделать их непромокаемыми.
Однако лишь полтора столетия спустя европейцы узнали, что же это за дерево и как получают из него сок. Выяснил это знаменитый французский геодезист Шарль Мари де ла Кондамин (1701–1774). Уже в 29 лет он стал членом французской Академии наук и в 1735 году отправился с экспедицией в Южную Америку, где провел более 10 лет.
В Эквадоре ему удалось обнаружить гевею, которую индейцы называли «као-чу», что означало «слезы дерева». Кондамин оказался первым европейцем, увидевшим весь процесс получения каучука – от первых надрезов ствола до изготовления сырой каучуковой массы путем копчения латекса в дыму костра.
Он увидел резиновые галоши, бутылки, пипетки и прочие предметы домашнего обихода, о чем не замедлил по возвращении в Париж сообщить своим коллегам-академикам.
Но, как это, увы, нередко бывает, сногсшибательная новость не вызвала серьезных последствий. Если не считать, что великий английский химик Джозеф Пристли стал использовать кусочек привезенного каучука в качестве резинки для стирания карандашных записей. Долгое время это оставалось единственным полезным применением каучука.
Каучук завоевывает Европу
В 1791 году лед тронулся: английскому промышленнику Самуэлю Пилю была дана привилегия на применение каучука для изготовления непромокаемых тканей. С того времени интерес к каучуку в Европе начал стремительно расти. Изобретения, связанные с его использованием, посыпались одно за другим.
В 1813 году Джон Кларк открыл, что скипидар растворяет каучук, и применил этот раствор для производства воздушных матрацев.
В 1823 году предприимчивый шотландский фабрикант и изобретатель Чарльз Макинтош обнаружил, что каучук растворяется в каменноугольном масле.
Из данного раствора была получена непромокаемая ткань, из которой изобретатель стал изготовлять верхнее платье, впоследствии получившее по его имени свое название – макинтош. Плащи имели огромный спрос, особенно в дождливой Англии.
Постепенно каучук приобретал все большую и большую популярность. Потребность в нем стремительно возрастала. В России первая резиновая фабрика начала работать в 1832 году. Промышленность специализировалась в основном на производстве резиновых галош.
Покорение гевеи
Подобно множеству разного рода растительных смол, эфирных масел, камедей, каучук является продуктом жизнедеятельности растительного организма. Получают его из гевеи точно так же, как у нас из сосны живицу, – методом подсочки.
Плантация гевеи
Способ подсочки каучуковых деревьев и получения латекса за столетия мало изменился. Состоит он в том, что на дереве острым ножом делают горизонтальные насечки на глубину нескольких сантиметров. Из разреза сок вытекает только в течение нескольких часов, пока рана не затянется.
На следующий день делают новые зарубки на 20–30 см ниже, эту процедуру повторяют изо дня в день, пока не достигнут основания ствола, после чего переходят на другую сторону дерева.
Вытекающий из надрезов сок собирается в чашки (раньше глиняные, теперь пластмассовые), откуда его выливают в один широкий открытый сосуд. Собранный таким образом латекс индейцы коптили в дыму костра, что придавало каучуку устойчивость к окислению и воздействию микроорганизмов.
Сейчас каучук из латекса выделяют коагуляцией с помощью муравьиной, щавелевой или уксусной кислоты.
Стремительно возросший спрос на каучук провоцировал хищническую заготовку его в Бразилии. В поисках гевеи индейцы-сборщики вынуждены были все дальше и дальше углубляться в джунгли, а оттуда доставлять сырье по Амазонке и ее притокам в «каучуковую столицу» – город Манаус.
В 1876 году Уикхэм, несмотря на существовавший в Бразилии закон о запрещении вывоза семян гевеи, все же собрал 70 000 семян и доставил их в Англию, в знаменитый Ботанический сад в Кью. Из этой партии только 2800 семян оказались всхожими и дали сеянцы.
Большая часть их была перевезена на остров Цейлон и посажена в Ботаническом саду в Перадении. Эти сеянцы и положили начало организации промышленных плантаций бразильской гевеи в Старом Свете.
Первоначально культура гевеи была одомашнена на Цейлоне, затем на Малаккском полуострове, в Индонезии, во Вьетнаме – практически всюду, где для нее имеются благоприятные условия.
Здесь на плодородных равнинах выращивать гевею стало намного дешевле, хотя новые высокопродуктивные ее сорта вернулись и на Американский континент. Именно на одной из мексиканских плантаций «новой» гевеи мне и пришлось побывать.
Промышленное выращивание гевеи оказалось намного эффективнее, чем поиск ее в малодоступных джунглях. Почти весь природный каучук сейчас получают на огромных созданных человеком плантациях гевеи.
Техническая зрелость дерева на промышленной плантации наступает на 10–12-й год. Оно легко выносит подсочку 20–30 лет. В среднем одно дерево дает до 3–4 кг, а лучшие – по 8–14 кг каучука в год (это 1500–1800 кг/га). Если в 1912 году примерно 70% мировой продукции составлял натуральный каучук из дикорастущей гевеи, то уже в 1922 году – всего 6,6% каучука, а сейчас – менее 2%.
Новейшая история
С изобретением резиновых шин, автомобильных покрышек и баллонов потребность в каучуке неизмеримо возросла. Речь шла уже не о плащах и галошах. Каучук становился стратегическим товаром. Но производство резины в промышленно развитых странах, включая Россию, по-прежнему находилось в зависимости от поставок каучука из тропических стран.
Долгие годы химики во всем мире бились над получением синтетической замены каучука. Заслуга разработки современной технологии его производства принадлежит целому ряду ученых-химиков: русским Б.В. Бызову и И.И. Остромысленскому, немцу Г. Штаудингеру, американцам Э. Фармеру и Е. Гута.
Синтетический каучук не смог полностью заменить натуральный. Россия по-прежнему нуждается в поставках каучука из тропических стран.
Благодаря созданию синтетических каучуков потребление натурального каучука стало сокращаться. Однако во многих видах промышленной продукции синтетический каучук до сих пор требует смешивания с натуральным.
Уже не вся (и не каждая) современная автомобильная шина делается из натурального каучука; по ряду физико-химических свойств натуральный каучук незаменим в производстве лишь некоторых ее деталей. Идет он на изготовление транспортерных лент, приводных ремней, амортизаторов, уплотнителей, электроизоляционных материалов, для получения резиновых клеев.
Резины из натурального каучука характеризуются хорошей эластичностью, износо- и морозостойкостью и высокими динамическими свойствами, хотя обладают низкой стойкостью к действию растворителей и масел.
Как видим, натуральный каучук, получаемый из тропического дерева гевеи, далеко еще не исчерпал свои резервы. В настоящее время плантации этого ценного дерева в мире занимают более 2 млн га! Ежегодное производство натурального каучука достигает 3,5 млн тонн. Значительная часть его поступает в Россию.
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.
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.
- Источник: http://biotechindustries.ru/rubber/
Загрузка...
