Происхождение. Свойства. Применение

Гуттаперча (англ. guttapercha) близкий по составу к каучуку высокомолекуллярный углеводород (С 5 Н 8 ) n (полимер изопрена). Изомер натурального каучука. Добывают из млечного сока гуттаперченосных растений, произрастающих на островах Малайского архипелага, Филиппинских островах. В России добывают из бересклета бородавчатого. Гуттаперча кожеподобный продукт белого или желтоватого цвета. Она способна, как и каучук, вулканизироваться серой. Применяют как изолирующий материал в электро- и радиопромышленности, в химической и обувной промышленности.

Транс-1,4-полиизопрен

Гуттаперча - природный геометрический изомер каучука. Различия в пространственном расположении заместителей у каучука и гуттаперчи приводят к тому, что и форма макромолекул этих веществ тоже различна. Молекулы каучука закручены в клубки. Если ленту из каучука растягивать, деформировать, то молекулярные клубки будут выпрямляться в направлении прилагаемой сил, и лента будет удлиняться. Однако молекулам каучука энергетически выгоднее находиться в первоначальном состоянии, поэтому, если натяжение прекратить, молекулы опять свернутся в клубки, и размеры ленты станут прежними. Конечно, нельзя увеличивать нагрузку на ленту до бесконечности – рано или поздно деформация будет необратимой, лента порвется. Молекулы гуттаперчи не закручены в клубки так, как каучук. Они вытянуты даже без нагрузок, поэтому гуттаперча менее эластична.

При 25° гуттаперча становится гибкой; при 48° она размягчается настолько, что при этой температуре отдельные куски ее могут быть сдавлены вместе в однородную массу; при 55°-60° она делается настолько эластической, что ее можно вытягивать в трубки, ленты, нитки, прессовать в пластинки и т. п. При 100° она превращается в липкую смолистую массу; при более высокой температуре начинается уже ее разложение. Гуттаперча не растворима и не изменяется в воде, серном эфире, щелочах и большинстве кислот, даже плавиковой; однако крепкая азотная кислота растворяет ее и вместе окисляет, при чем образует целый ряд окисленных продуктов. Крепкая серная кислота, содержащая серный ангидрид, также действует на гуттаперчу; последняя разбухает, превращается в слизистую массу и затем обугливается. Благодаря нерастворимости гуттаперчи в воде, щелочах и кислотах предметы, из нее сделанные, находят обширное применение в приготовлении водопроводных трубок, насосов, хирургических инструментов (зонды, катетеры), разных сосудов для химических целей и т. п. В спирте Гуттаперча отчасти растворима; в сероуглероде же, легком каменноугольном масле, терпентине и хлороформе она растворяется, особенно при нагревании, легко. Всего же легче она растворяется в маслянистом продукте сухой перегонки самой гуттаперчи или каучука.

Свежая, неизмененная гуттаперча представляет очень плохой проводник электричества и при трении заряжается отрицательным электричеством; изменившаяся же от лежания на воздухе гуттаперча становится хорошим проводником и при трении электризуется положительно. Все эти изменения с гуттаперчей происходят главным образом при ее сохранении на воздухе, содержащем мало водяных паров; во влажном же воздухе и под водой они почти не имеют места и таким образом не препятствуют главнейшему ее применению в технике изолированию морских кабелей, на что уходит почти вся масса гуттаперчи, ввозимая в Европу и Сев. Америку (до пуд.).

Также из гуттаперчи готовятся клише для рисунков, матрицы для гальванопластики и различные предметы для домашнего обихода: пуговицы, коробки, гребенки и т. п. Во всех этих случаях употребляют не чистую гуттаперчу, а так называемую вулканизированную.

Вулканизирование гуттаперчи, точно так же как и каучука, производит ряд существенных изменений и сообщает ей много новых и весьма ценных свойств: почти полную неизменяемость на воздухе, нечувствительность к переменам температуры, еще большую устойчивость по отношению к действию разных химических реагентов и большую твердость, доходящую до твердости рога и слоновой кости, смотря по тому, насколько энергично велось вулканизирование. Гуттаперча обрабатывают при 120° расплавленной серой или некоторыми ее соединениями. При этом получается химическое соединение ее с серой, которое, смотря по количеству вошедшей в состав серы, имеет те или другие свойства. Образование настоящего химического соединения в данном случае доказывается тем, что вулканизированная Гуттаперча не растворяется в сероуглероде, тогда как в отдельности как она, так и сера довольно легко растворимы в этой жидкости.

Вулканизирование гуттаперчи совершается различными способами. Наиболее распространенный способ в настоящее время состоит в том, что предметы, изготовленные из гуттаперчи, погружаются на некоторое время (до 3 минут) в раствор 2½ ч. хлористой серы в 100 ч. сероуглерода, после чего вынимаются, сушатся при 25° и снова погружаются в тот же раствор. Пропитанный таким образом серой предмет подвергается собственно вулканизированию, которое состоит в нагревании его до °, смотря по тому, желают ли получить мягкий, эластический продукт, или твердый, рогоподобный. Толстые или фигурные предметы вулканизируются в воздушной или паровой бане, т. е. в закрытом шкафу, нагреваемом снизу и с боков перегретым паром, а плоские, как-то: ленты, пластинки и т. п., пропуская между пустыми железными плитами, внутрь которых пускают перегретый пар. Описанный способ употребляется по преимуществу для вулканизирования тонких предметов. Для более же плотных, в особенности для получения роговой гуттаперчи, лучше применять сухой способ, при котором вулканизируемая гуттаперча смешивается в месильной машине с серой, сернистой сурьмой (для получения красной гуттаперчи), сернистым свинцом или цинком с таким расчетом, чтобы находилось в ней 10% серы, если хотят иметь эластическую гуттаперчу, и 25% 30% для роговой. Смесь подвергается затем вулканизированию в первом случае при °, а во втором при °.

Вулканизированная Гуттаперча при малом содержании серы становится гибче, эластичнее, не теряет своих свойств в пределах от -10° до +180°, делается устойчивее по отношению как к атмосферным, так и химическим влияниям. Вулканизированная гуттаперча с большим содержанием серы (до 30%) приобретает все свойства рога или слоновой кости, смотря по тому, сколько будет в ней серы, и употребляется во всех тех случаях, где находят применение названные ее прообразы. Она превосходно полируется и еще устойчивее по отношению к различным влияниям. Если при ее приготовлении прибавлять разные вещества: смолы, асфальт, гипс, тальк, мыло, металлические соли и т. п., то можно получить самые разнообразные препараты, сходные по свойствам с кожей, с мамонтовой костью и т. п. В иных случаях иногда сначала приготовливают так называемую очищенную гуттаперчу, имеющую почти совершенно белый цвет. Для этого обыкновенный продукт растворяют при легком нагревании в 20 ч. бензола, осветляют раствор взбалтыванием с жженым гипсом и осаждают его после сцеживания с осадка спиртом в 90%, при чем получается осадок чистой гуттаперчи, а все примеси и окрашивающие вещества остаются в растворе. Такую гуттаперчу, между прочим, употребляют зубные врачи для пломбировки зубов.