Vznik a vývoj gumy

Pryž neboli lidově řečeno guma provází lidstvo už neuvěřitelných pět století. Jaké byly prvopočátky jejího vzniku, jak se vyvíjela její výroba i spotřeba, kam směřuje výzkum a využití v současné době? Pokud i vás zajímá tento neuvěřitelně vitální a mnohostranně využitelný materiál, zvu vás na malý výlet časem!

Doložený počátek využití pryže

V 16. století se Evropané v Americe u Mayů a Aztéků seznámili s latexem. Byla to mléčně bílá tekutina, která vytékala z kůry stromu kaučukovníku. Původní obyvatelé Ameriky z ní vyráběli míče pro hry.

Kdy se i ostatní Evropané poprvé dozvěděli o nové látce?
První zmínky o kaučuku i v evropských písemnostech se dochovaly z roku 1535. Španělé, navrátivší se z Jižní Ameriky, popisují šťávu z „plačícího dřeva“. Zmiňují se o tom, že Indiáni si z ní vyrábí pružné míče, které se do výšky odrážejí od země.

V roce 1745 se „guma“ ve své hmotné podobě objevila v Evropě, přivezl ji Francouz Charles de la Condamine a představil ji francouzské Akademii věd. V roce 1751 Francouz Fresneau navrhl, aby se z kaučuku vyráběly hadice, nepromokavé oděvy a další potřeby.

Víte, proč se předmět, kterým mažete tužkou napsaný text, jmenuje guma?
Takto kaučuk poprvé pojmenoval chemik Joseph Priestley. Zjistil totiž, že se dá použít na vygumování čar napsaných tužkou. Zanedlouho se skutečně začala vyrábět guma určená na gumování textů. Od té doby nese označení „rubber“, podle anglického výrazu „to rub“ – třít.

V roce 1791 se kaučuk poprvé používá ve větším měřítku. Pro přepravu poštovních zásilek se začaly vyrábět nepromokavé
plachty a pytle, které se však kvůli pogumování musely posílat z Evropy do Ameriky do míst „těžby“ kaučuku.

Evropané tedy už gumu znali, ale dosud netušili, jak by se mohla zpracovávat až po transportu v zemi vylodění – v Evropě
Kolem roku 1800 se podařilo francouzským chemikům Macquerovi a Herissantovi rozpustit ztuhlou kaučukovou šťávu v terpentýnu a éteru. Od té doby bylo možné kaučuk z Ameriky dovážet ve ztuhlém stavu, poté v Evropě rozpustit v těchto dvou kapalinách, přeměnit na kaučukový roztok a dále zpracovávat. Nejčastěji se jím tehdy potíral textil, který se po vyschnutí stal nepropustným pro vodu.

Gumové výrobky pro dámy i pro pány
Rok 1803 znamenal převrat v módě – v Paříži byla založena první továrna na gumárenské zboží. Specializovala se na pánské šle 
a dámské podvazky. Jejich nevýhodou ovšem bylo, že se jednalo o velmi lepkavé, v létě nepříjemné a v zimně tuhé a tvrdé výrobky.

Říká vám něco kabát „Macintosh“?
V roce 1823 skotský chemik Charles Macintosh vynalezl nepromokavé kabáty, které se začaly průmyslově vyrábět vrstvením látky a gumy. Ale jak dopadly? Tyto pláště do deště z „voděodolného materiálu z Brazílie“ v zimě zmrzly na kost a v létě se dokonce roztekly na kaši! Co s tím? 

Jak vytvořit z kaučuku nelepkavou a současně pružnou hmotu?
Až roku 1839 americký obchodník se železárenským zbožím Charles Goodyear a Angličan Thomas Hancock při svých nezávislých pokusech vynalezli způsob, jak zabránit lepkavosti kaučuku při jeho zahřátí a přílišnému tvrdnutí při ochlazení. Hancock zkusil smíchat kaučuk se sírou, Goodyear smísil kaučuk nejen se sírou, ale i s oxidem zinečnatým. Poté výslednou směs ohřáli a výsledkem byl výrobek mnohem stabilnější, pevnější a soudržnější, který si však i nadále uchoval odrazovou pružnost jako původní nezpracovaný kaučuk. Konečně byl nelepivý a elastický. Tento postup si Goodyear nechal v roce 1844 patentovat jako „vulkanizaci“. Zajímá vás, jak slavný vynálezce dopadl? Byl skvělý technik, ale neschopný obchodník. Zemřel 1. 6. 1860 v naprosté bídě a zanechal po sobě dědictví v podobě patentů i velkých dluhů.

S kůží na trh
V roce 1824 začal Thomas Hancock vyrábět z kaučuku umělou kůži (dnes používáme výraz „koženku“ nebo „veganskou kůži“). V roce 1852 vyrobil Charles Goodyear poprvé tvrdou gumu (ebonit) z kaučuku, který vulkanizoval pomocí síry.

Gumy je nedostatek, jak to řešit?
Od roku 1860 byly už zakládány početné gumárny. Brazílie měla monopol na kaučuk, kaučuková šťáva byla získávána z divoce rostoucích stromů. Ale co Evropa? Převážení kaučuku na takové vzdálenosti bylo stále velmi riskantní a finančně náročné. Vyhraje ten, kdo má odvahu podstoupit velké nebezpečí: a tak v roce 1876 jistý Angličan Wickham pašuje v duté holi 70 000 semen kaučukovníku do Anglie. Ale smůla! 
Za nepříznivých klimatických podmínek vyklíčí pouhá 4 %! A tak se hledá náhradní řešení: teprve přenesením těchto semen do Indonésie a Malajsie a vysetím na místních plantážích začíná úspěšná velkoprodukce kaučuku.

Souvislost gumy a pneumatiky
Roku 1888 vynalezl Ir Dunlop gumovou pneumatiku plněnou vzduchem. Ale již v roce 1890 bratři Michelinové ve Francii zdokonalili gumové pneumatiky, aby se nechaly lépe demontovat. Začali je průmyslově vyrábět.

Poptávka po kaučuku vlivem nárůstu motorismu prudce stoupá
Z tohoto důvodu se od roku 1905 stala guma nedostatkovým a drahým zbožím, 1 kg kaučuku se prodával za 28 marek ve zlatě!

A zase se hledají další cesty… tentokrát k výrobě umělého (syntetického) kaučuku
V roce 1909 byl na trh uveden první synteticky vyrobený kaučuk – polyisopren. Stalo se to v Německu a v roce 1910 byl na základě 
dalších chemických pokusů vyroben polybutadien v Rusku. Tento první syntetický kaučuk se používal k výrobě ebonitových skříní 
pro akumulátory do ponorek.

Jak se na vývoji pryže podílely Spojené státy americké?
V období mezi světovými válkami ve 20. století došlo také k prudkému vývoji syntetického kaučuku v USA. V letech 1924–1930 začala společnost Dunlop vyrábět obrovské pneumatiky, nejdříve na autobusy a užitková vozidla, pak i speciální typy pro zemědělské traktory. 

Ale němečtí vědci nezaháleli – už v roce 1935 vynalezli chemici v Německu butadien-styrenový kaučuk. Na konci 30. let 20. století probíhal vývoj pneumatických pružin s vlnovcovými prvky. Od roku 1942 se začíná rozvíjet rozsáhlá výroba syntetického kaučuku v USA.

Poválečný vývoj gumárenství
Od roku 1957 začaly postupně všechny významné gumárenské společnosti (Conti-nental, Dunlop, Phoenix, Rubena, Taurus) dodávat pneumatické odpružení součástí hlavně autobusů, nákladních aut a návěsů, později i podvozků kolejových vozidel. Pneumatické vlnovcové pružiny z pryže se od roku 1961 začínají uplatňovat i v československém automobilovém průmyslu – jako antivibrační prvek systému pružného uložení, odpružení podvozků i sedadel pro řidiče, kabin nákladních automobilů, ale i jako pružné uložení strojů s dynamickými i rázovými účinky (lisy, buchary). 

Jak vypadá současná situace v gumárenství?
Bez pryže by nemohl existovat automobilový průmysl, kde si bez tohoto materiálu nedovedeme představit nejen pneumatiky, ale ani hadicová vedení do motoru, různá těsnění, která zabraňují rachocení rámů a propouštění vody v oknech. V roce 1900 potřebovalo motorové vozidlo jen 15–20 gumových částí, nyní jich je už přes 600!

Zajímavá fakta o gumě

Čím se liší surový kaučuk od vulkanizátu (pryže)?
Surový kaučuk je za tepla lepivý, za studena tuhý a nepružný. Pryž je elastická v širokém rozmezí teplot.

Z čeho vznikl název kaučuk a jak se kaučuk získává?
Domorodci původně nazývali strom, ze kterého vytékala šťáva měnící se v tuhnoucí hmotu (Kaučukovník brazilský), „cau-uchu“ (plačící dřevo). Kaučukovníky produkují kaučuk zpravidla od 6. roku, a to po dobu 20–30 let. Sběr kaučuku se provádí brzy ráno kolem páté hodiny. Samotný sběr se provede šikmým řezem v kůře přes polovinu obvodu stromu. Při naříznutí kůry se nesmí zajet nožem příliš hluboko, aby nedošlo k poškození stromu. Po naříznutí vytéká tekutina, tzv. latex, po dobu dvou až tří hodin. Další zářezy se vždy provedou pod prvním zářezem. Po vyčerpání „zásob“ se naříznutá kůra nožem odstraní, strom se časem zahojí a celý proces se opakuje. K sesbírané tekutině se přidá kyselina mravenčí a voda za účelem sražení latexu. V další fázi zpracování se od latexu oddělí voda, latex se usuší a připraví k přepravě.

Proč označujeme kaučuk za „elastomer“?
Je to materiál přírodního nebo syntetického původu, který se vyznačuje velkou pružností. Dokáže se účinkem vnější síly výrazně zdeformovat, ale poté opět zaujmout původní tvar (protikladem jsou plastomery, které tuto schopnost nemají).

K čemu se kaučuk hlavně používá?
Je základní surovinou pro výrobu pryží (nesprávně označovaných jako guma). Pryž vzniká z kaučuku vulkanizací.

Co znamená pojem „vulkanizace“?
Je to teplem a/nebo katalyzátory (urychlovači) podporovaná reakce vulkanizačního činidla (např. síry). Vulkanizací se obvykle zásadně zlepší vlastnosti kaučuků, jako je pevnost v tahu, elastická vratnost deformace, strukturní pevnost, odolnost vůči oděru apod.

Kdo výraz „vulkanizace“ vymyslel?
Takto nazval proces přeměny kaučuku v pryž poprvé William Brockendon, a to podle boha Vulkána z římské mytologie, který byl považován za ochránce před ohněm a sírou.

Lze zdroj přírodního kaučuku nahradit? Jak vypadá vize budoucnosti?
Plány dobrodruhů: získat větší množství přírodního kaučuku pomocí stimulátorů růstu kaučukovníků.

V Evropě kaučukovníkové plantáže nepřipadají v úvahu, proto se výzkumníci vydali jiným směrem. Bez nároků na náročnou logistiku, bez dlouhých přepravních cest původní suroviny – to vše si slibují vědci ve společnosti Continental, kteří mají na starosti vývoj získávání kaučukovníku z kořene velmi rozšířeného plevelu – pampelišky. Šťáva z tohoto kořene má prý srovnatelné vlastnosti jako latex z kmene kaučukovníku.

Výrobky z pryže, které najdete v sortimentu GUMEXU

Z přírodní, syntetické, většinou však směsné pryže máme v sortimentu nejrůznější hadice, těsnicí pryže v deskách a rolích (kompaktní i mikroporézní), desky z recyklované pryže, pryžové profily, podlahoviny, protiúnavové rohože i rohože pro čisticí zóny, dopravníkové pásy, retardéry, břity na sněhové radlice, hardy spojky, těsnicí materiály (výřezy), podložky pro autoservisní zvedáky, gumolana, elektroizolační samovulkanizační pásky z izobutylového kaučuku.

Zdroje: Wikipedia; Ottova encyklopedie; www.chronomag.cz/clanek/2008-05-15/reminky-remeny-a-tahy-ii-kaucuk-guma.html, autor: Martin Šafránekwww.tyma.cz/technicke-informace/materialy/historie-kaucuk; www.techmagazin.cz; 
Lukáš Baše, Problematika vzhledu povrchu na výliscích vzduchových pružin, Diplomová práce, ČVUT v Praze, 2017.

Pryž neboli lidově řečeno guma provází lidstvo už neuvěřitelných pět století. Jaké byly prvopočátky jejího vzniku, jak se vyvíjela její výroba i spotřeba, kam směřuje výzkum a využití v současné době? Pokud i vás zajímá tento neuvěřitelně vitální a mnohostranně využitelný materiál, zvu vás na malý výlet časem!

Doložený počátek využití pryže

V 16. století se Evropané v Americe u Mayů a Aztéků seznámili s latexem. Byla to mléčně bílá tekutina, která vytékala z kůry stromu kaučukovníku. Původní obyvatelé Ameriky z ní vyráběli míče pro hry.

Kdy se i ostatní Evropané poprvé dozvěděli o nové látce?
První zmínky o kaučuku i v evropských písemnostech se dochovaly z roku 1535. Španělé, navrátivší se z Jižní Ameriky, popisují šťávu z „plačícího dřeva“. Zmiňují se o tom, že Indiáni si z ní vyrábí pružné míče, které se do výšky odrážejí od země.

V roce 1745 se „guma“ ve své hmotné podobě objevila v Evropě, přivezl ji Francouz Charles de la Condamine a představil ji francouzské Akademii věd. V roce 1751 Francouz Fresneau navrhl, aby se z kaučuku vyráběly hadice, nepromokavé oděvy a další potřeby.

Víte, proč se předmět, kterým mažete tužkou napsaný text, jmenuje guma?
Takto kaučuk poprvé pojmenoval chemik Joseph Priestley. Zjistil totiž, že se dá použít na vygumování čar napsaných tužkou. Zanedlouho se skutečně začala vyrábět guma určená na gumování textů. Od té doby nese označení „rubber“, podle anglického výrazu „to rub“ – třít.

V roce 1791 se kaučuk poprvé používá ve větším měřítku. Pro přepravu poštovních zásilek se začaly vyrábět nepromokavé
plachty a pytle, které se však kvůli pogumování musely posílat z Evropy do Ameriky do míst „těžby“ kaučuku.

Evropané tedy už gumu znali, ale dosud netušili, jak by se mohla zpracovávat až po transportu v zemi vylodění – v Evropě
Kolem roku 1800 se podařilo francouzským chemikům Macquerovi a Herissantovi rozpustit ztuhlou kaučukovou šťávu v terpentýnu a éteru. Od té doby bylo možné kaučuk z Ameriky dovážet ve ztuhlém stavu, poté v Evropě rozpustit v těchto dvou kapalinách, přeměnit na kaučukový roztok a dále zpracovávat. Nejčastěji se jím tehdy potíral textil, který se po vyschnutí stal nepropustným pro vodu.

Gumové výrobky pro dámy i pro pány
Rok 1803 znamenal převrat v módě – v Paříži byla založena první továrna na gumárenské zboží. Specializovala se na pánské šle 
a dámské podvazky. Jejich nevýhodou ovšem bylo, že se jednalo o velmi lepkavé, v létě nepříjemné a v zimně tuhé a tvrdé výrobky.

Říká vám něco kabát „Macintosh“?
V roce 1823 skotský chemik Charles Macintosh vynalezl nepromokavé kabáty, které se začaly průmyslově vyrábět vrstvením látky a gumy. Ale jak dopadly? Tyto pláště do deště z „voděodolného materiálu z Brazílie“ v zimě zmrzly na kost a v létě se dokonce roztekly na kaši! Co s tím? 

Jak vytvořit z kaučuku nelepkavou a současně pružnou hmotu?
Až roku 1839 americký obchodník se železárenským zbožím Charles Goodyear a Angličan Thomas Hancock při svých nezávislých pokusech vynalezli způsob, jak zabránit lepkavosti kaučuku při jeho zahřátí a přílišnému tvrdnutí při ochlazení. Hancock zkusil smíchat kaučuk se sírou, Goodyear smísil kaučuk nejen se sírou, ale i s oxidem zinečnatým. Poté výslednou směs ohřáli a výsledkem byl výrobek mnohem stabilnější, pevnější a soudržnější, který si však i nadále uchoval odrazovou pružnost jako původní nezpracovaný kaučuk. Konečně byl nelepivý a elastický. Tento postup si Goodyear nechal v roce 1844 patentovat jako „vulkanizaci“. Zajímá vás, jak slavný vynálezce dopadl? Byl skvělý technik, ale neschopný obchodník. Zemřel 1. 6. 1860 v naprosté bídě a zanechal po sobě dědictví v podobě patentů i velkých dluhů.

S kůží na trh
V roce 1824 začal Thomas Hancock vyrábět z kaučuku umělou kůži (dnes používáme výraz „koženku“ nebo „veganskou kůži“). V roce 1852 vyrobil Charles Goodyear poprvé tvrdou gumu (ebonit) z kaučuku, který vulkanizoval pomocí síry.

Gumy je nedostatek, jak to řešit?
Od roku 1860 byly už zakládány početné gumárny. Brazílie měla monopol na kaučuk, kaučuková šťáva byla získávána z divoce rostoucích stromů. Ale co Evropa? Převážení kaučuku na takové vzdálenosti bylo stále velmi riskantní a finančně náročné. Vyhraje ten, kdo má odvahu podstoupit velké nebezpečí: a tak v roce 1876 jistý Angličan Wickham pašuje v duté holi 70 000 semen kaučukovníku do Anglie. Ale smůla! 
Za nepříznivých klimatických podmínek vyklíčí pouhá 4 %! A tak se hledá náhradní řešení: teprve přenesením těchto semen do Indonésie a Malajsie a vysetím na místních plantážích začíná úspěšná velkoprodukce kaučuku.

Souvislost gumy a pneumatiky
Roku 1888 vynalezl Ir Dunlop gumovou pneumatiku plněnou vzduchem. Ale již v roce 1890 bratři Michelinové ve Francii zdokonalili gumové pneumatiky, aby se nechaly lépe demontovat. Začali je průmyslově vyrábět.

Poptávka po kaučuku vlivem nárůstu motorismu prudce stoupá
Z tohoto důvodu se od roku 1905 stala guma nedostatkovým a drahým zbožím, 1 kg kaučuku se prodával za 28 marek ve zlatě!

A zase se hledají další cesty… tentokrát k výrobě umělého (syntetického) kaučuku
V roce 1909 byl na trh uveden první synteticky vyrobený kaučuk – polyisopren. Stalo se to v Německu a v roce 1910 byl na základě 
dalších chemických pokusů vyroben polybutadien v Rusku. Tento první syntetický kaučuk se používal k výrobě ebonitových skříní 
pro akumulátory do ponorek.

Jak se na vývoji pryže podílely Spojené státy americké?
V období mezi světovými válkami ve 20. století došlo také k prudkému vývoji syntetického kaučuku v USA. V letech 1924–1930 začala společnost Dunlop vyrábět obrovské pneumatiky, nejdříve na autobusy a užitková vozidla, pak i speciální typy pro zemědělské traktory. 

Ale němečtí vědci nezaháleli – už v roce 1935 vynalezli chemici v Německu butadien-styrenový kaučuk. Na konci 30. let 20. století probíhal vývoj pneumatických pružin s vlnovcovými prvky. Od roku 1942 se začíná rozvíjet rozsáhlá výroba syntetického kaučuku v USA.

Poválečný vývoj gumárenství
Od roku 1957 začaly postupně všechny významné gumárenské společnosti (Conti-nental, Dunlop, Phoenix, Rubena, Taurus) dodávat pneumatické odpružení součástí hlavně autobusů, nákladních aut a návěsů, později i podvozků kolejových vozidel. Pneumatické vlnovcové pružiny z pryže se od roku 1961 začínají uplatňovat i v československém automobilovém průmyslu – jako antivibrační prvek systému pružného uložení, odpružení podvozků i sedadel pro řidiče, kabin nákladních automobilů, ale i jako pružné uložení strojů s dynamickými i rázovými účinky (lisy, buchary). 

Jak vypadá současná situace v gumárenství?
Bez pryže by nemohl existovat automobilový průmysl, kde si bez tohoto materiálu nedovedeme představit nejen pneumatiky, ale ani hadicová vedení do motoru, různá těsnění, která zabraňují rachocení rámů a propouštění vody v oknech. V roce 1900 potřebovalo motorové vozidlo jen 15–20 gumových částí, nyní jich je už přes 600!

Zajímavá fakta o gumě

Čím se liší surový kaučuk od vulkanizátu (pryže)?
Surový kaučuk je za tepla lepivý, za studena tuhý a nepružný. Pryž je elastická v širokém rozmezí teplot.

Z čeho vznikl název kaučuk a jak se kaučuk získává?
Domorodci původně nazývali strom, ze kterého vytékala šťáva měnící se v tuhnoucí hmotu (Kaučukovník brazilský), „cau-uchu“ (plačící dřevo). Kaučukovníky produkují kaučuk zpravidla od 6. roku, a to po dobu 20–30 let. Sběr kaučuku se provádí brzy ráno kolem páté hodiny. Samotný sběr se provede šikmým řezem v kůře přes polovinu obvodu stromu. Při naříznutí kůry se nesmí zajet nožem příliš hluboko, aby nedošlo k poškození stromu. Po naříznutí vytéká tekutina, tzv. latex, po dobu dvou až tří hodin. Další zářezy se vždy provedou pod prvním zářezem. Po vyčerpání „zásob“ se naříznutá kůra nožem odstraní, strom se časem zahojí a celý proces se opakuje. K sesbírané tekutině se přidá kyselina mravenčí a voda za účelem sražení latexu. V další fázi zpracování se od latexu oddělí voda, latex se usuší a připraví k přepravě.

Proč označujeme kaučuk za „elastomer“?
Je to materiál přírodního nebo syntetického původu, který se vyznačuje velkou pružností. Dokáže se účinkem vnější síly výrazně zdeformovat, ale poté opět zaujmout původní tvar (protikladem jsou plastomery, které tuto schopnost nemají).

K čemu se kaučuk hlavně používá?
Je základní surovinou pro výrobu pryží (nesprávně označovaných jako guma). Pryž vzniká z kaučuku vulkanizací.

Co znamená pojem „vulkanizace“?
Je to teplem a/nebo katalyzátory (urychlovači) podporovaná reakce vulkanizačního činidla (např. síry). Vulkanizací se obvykle zásadně zlepší vlastnosti kaučuků, jako je pevnost v tahu, elastická vratnost deformace, strukturní pevnost, odolnost vůči oděru apod.

Kdo výraz „vulkanizace“ vymyslel?
Takto nazval proces přeměny kaučuku v pryž poprvé William Brockendon, a to podle boha Vulkána z římské mytologie, který byl považován za ochránce před ohněm a sírou.

Lze zdroj přírodního kaučuku nahradit? Jak vypadá vize budoucnosti?
Plány dobrodruhů: získat větší množství přírodního kaučuku pomocí stimulátorů růstu kaučukovníků.

V Evropě kaučukovníkové plantáže nepřipadají v úvahu, proto se výzkumníci vydali jiným směrem. Bez nároků na náročnou logistiku, bez dlouhých přepravních cest původní suroviny – to vše si slibují vědci ve společnosti Continental, kteří mají na starosti vývoj získávání kaučukovníku z kořene velmi rozšířeného plevelu – pampelišky. Šťáva z tohoto kořene má prý srovnatelné vlastnosti jako latex z kmene kaučukovníku.

Výrobky z pryže, které najdete v sortimentu GUMEXU

Z přírodní, syntetické, většinou však směsné pryže máme v sortimentu nejrůznější hadice, těsnicí pryže v deskách a rolích (kompaktní i mikroporézní), desky z recyklované pryže, pryžové profily, podlahoviny, protiúnavové rohože i rohože pro čisticí zóny, dopravníkové pásy, retardéry, břity na sněhové radlice, hardy spojky, těsnicí materiály (výřezy), podložky pro autoservisní zvedáky, gumolana, elektroizolační samovulkanizační pásky z izobutylového kaučuku.

Zdroje: Wikipedia; Ottova encyklopedie; www.chronomag.cz/clanek/2008-05-15/reminky-remeny-a-tahy-ii-kaucuk-guma.html, autor: Martin Šafránekwww.tyma.cz/technicke-informace/materialy/historie-kaucuk; www.techmagazin.cz; 
Lukáš Baše, Problematika vzhledu povrchu na výliscích vzduchových pružin, Diplomová práce, ČVUT v Praze, 2017.