Subject : 天然ゴム
カテゴリー : 学びの館 > 化学
生ゴムとラテックス
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ゴムの樹(主にへベアブラジリエンシス)の樹皮
に切付けを行うと,牛乳状の樹液が流出し,これをラテックスという。ラテックス
の成分は,水60%,ゴム炭化水素36%,タンパク質2%,その他糖など2%であ
る。ゴム炭化水素は,疎水性のコロイド粒子となって分散しており,タンパク質な
どがこれを保護している。
生ゴムとは、ラテックスに少量のギ酸や酢酸,または亜硫酸ナトリウムなどを
加えてゴム分を凝固させ,これを圧延・水洗して乾燥させたものです。
生ゴムの主成分は,シス-1,4構造のポリイソプレン(約93〜94%)で,他に樹脂,
タンパク質,糖額などを含み,平均分子量は30万,平均重合度は4400程度である。
加硫
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生ゴムは,温度により物理的性質が変化する。高温では可塑性となり,弾性も小
さくなる。低温では部分的に結晶となり,弾性を失う。グッドイヤーは,生ゴムに
硫黄を加えて加熱することにより,この欠点をなくした。硫黄は,ゴム分子間に橋
かけを行うので,このような効果があらわれる。一般に,ゴム分子間に橋かけ構造
をつくる操作を加硫という。
加硫に用いる硫黄の量は,普通0.3〜3.5%で,5%以下の場合は弾性の大きい
軟質ゴムとなる。30%以上のときは,硬いエボナイトとなる。
加硫促進剤として,ZnO,MgOのほか,有機化合物などが用いられる。
ゴムの鎖状分子は,らせん状の構造をとり,これが折れ曲がった糸くずのように
なって無秩序に配列している。分子間は,ところどころで架橋構造をもち,分子間
のすべりを防いでいる。加硫を行うと,架橋の数が増加し,弾性率が大きくなる。
最も弾性率が大きくなるのは,硫黄を1.5〜2.0%加えたときである。
十分な弾性を示すには,
一定以上の温度が必要である。低温では結晶化し,ガラス状になる。高温では,分
子鎖がブラウン運動を行い,弾性が大きくなる。たとえば,ゴムひもにおもりをつ
るして伸ばし,これに熱湯をかけると,ゴムひもは収縮しておもりをもち上げる。
ゴムは,引き伸ばすと数倍の長さまで伸び,ゴム分子は引き伸ばされ,束状の繊
維に似た構造をとる。外力を取り去ると,分子の熱運動により元の状態に戻る。
ゴム類似天然高分子化合物
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グタベルカは,ガタバーチャやグッタベルカとも呼ばれ,熱可塑性である。赤鉄
科のParaquiumの葉から得られる。構造は,トランス-1,4-ポリイソプレンで,
白色で硬い。ゴルフボールの外皮や歯科充てん剤に用いられる。
チクルは,赤鉄科のAchras zapoteから得られ,トランス形とシス形の
1,4-ポリイソプレンを3:1の混合比で含んでいる。
室温では硬いが,かんでいるとしだいに軟化するので、チューインガムの
原料に使用される。
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高分子化合物の分類
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合成ゴム
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