In de volksmond kan de term "rubber" naar veel verschillende dingen verwijzen. Op de markt hebben we banden, gummen, elastiekjes, Arabische gom en kauwgom. Over het algemeen is rubber een substantie die wordt toegepast in een grote verscheidenheid aan producten - van materiaal muismat en badmutsen tot rubberen slangen, dichtingen, ruitenwisserbladen, rubberen platen en rubberen vloerbedekkingen.

Rubber is al meer dan 1000 jaar bekend en wordt op grote schaal gebruikt door de mens. In het verleden werden rubberproducten gemaakt van natuurlijk voorkomende materialen. Tegenwoordig zijn de meeste rubberproducten die we tegenkomen gemaakt van synthetisch rubber, geproduceerd in chemische fabrieken. De belangrijkste reden hiervoor is dat de vraag naar natuurlijk rubber veel groter is dan het vermogen om het te verkrijgen, of zoals sommigen zeggen, te produceren. De voortdurend hoge vraag naar rubber komt voort uit zijn fantastisch veelzijdige en nuttige aard! We nodigen je uit om meer te leren over een van de meest fascinerende stoffen ter wereld.

Wat is rubber?

Mensen specificeren zelden welk type rubber ze bedoelen als ze de term gebruiken. Er is een breed spectrum van verschillende soorten rubber. De primaire en basisverdeling is in twee hoofdsoorten: natuurlijk rubber (van planten afkomstig) en synthetisch rubber (een elastomeer dat kunstmatig in een laboratorium wordt geproduceerd). In de handel zijn de populairste rubbersoorten styreen-butadieenrubber, polyacrylaten, polyvinylacetaten (PVA), vinylchloriden (PVC) en polychloropreen (beter bekend als neopreen). Hoewel natuurlijk en synthetisch rubber qua uiterlijk veel op elkaar lijken, verschillen ze chemisch en zijn ze het resultaat van totaal verschillende productieprocessen.

Natuurlijk rubber

Natuurlijk rubber wordt verkregen uit een witte, melkachtige vloeistof die latex wordt genoemd en die uit bepaalde plantensoorten wordt verzameld na het maken van insnijdingen. Gewone paardenbloemen bijvoorbeeld produceren kleine hoeveelheden latex wanneer hun stengels worden gebroken, waaruit in theorie natuurrubber zou kunnen worden gewonnen - hoewel dit proces zeer inefficiënt zou zijn, omdat er een enorm aantal paardenbloemen zou moeten worden gekweekt om een kleine hoeveelheid rubber te verkrijgen. Hoewel de mens 200 verschillende plantensoorten kent die latex produceren, komt 99 procent van de wereldproductie van natuurlijk rubber van de latex van een boomsoort die bekend staat als de Braziliaanse rubberboom (Hevea brasiliensis).

Bulk Muismatmateriaal

Latex van deze boom bestaat voor een derde uit water en voor een derde uit rubberdeeltjes in een colloïdale suspensie. Natuurlijk rubber is een isopreen polymeer met de chemische formule C5H8. Simpel gezegd bestaat het uit vele duizenden eenheden van C5H8 (isopreenmonomeer), die lange verwarde ketens vormen. Deze moleculaire ketens kunnen gemakkelijk worden uitgerekt en ontward, maar ze keren ook gemakkelijk terug naar hun oorspronkelijke vorm. Deze eigenschap maakt rubber elastisch.

Synthetisch rubber

Synthetische rubbers worden geproduceerd in chemische fabrieken, op basis van stoffen uit aardolie. Een van de bekendste en nog steeds populairste soorten is neopreen (de handelsnaam voor polychloropreen), dat ontstaat uit de reactie van acetyleen en zoutzuur. Een ander zeer populair type synthetisch rubber is butadieen-styreenrubber (SBR), waarvan de rubberen vellen in onze winkel worden gemaakt.

Hoe wordt rubber gemaakt?

In 1839 ontwikkelde de Amerikaanse uitvinder Charles Goodyear het vulkanisatieproces (warmtebehandeling), waardoor rubber harder en sterker wordt. Hij heeft lang onderzocht hoe hij natuurlijk rubber in een bruikbaar product kon veranderen. Zijn ontdekking was enigszins toevallig. Toen hij per ongeluk een stuk rubber op een hete kachel liet vallen, begon het te veranderen in een zwarte, gevulkaniseerde vorm, die meer leek op het rubber dat we tegenwoordig kennen. Hoewel hij erin slaagde een van de nuttigste materialen uit te vinden, heeft Goodyear zich nooit noemenswaardig verrijkt met zijn ontdekking en stierf hij in financiële moeilijkheden. Zijn naam leeft echter voort dankzij het populaire bandenbedrijf dat naar hem vernoemd is en zijn werk en grote prestatie erkent.

De productie van rubber uit natuurlijk rubber bestaat uit verschillende processen. De eerste is het verkrijgen van latex van rubberbomen. Hiervoor wordt een reeks insnijdingen in de boomschors gemaakt in een V-vorm, waaruit latex sijpelt. Het wordt verzameld in containers die aan de stam zijn bevestigd. Latex die van veel bomen is verzameld, wordt vervolgens gemengd en gewassen met zuur om coagulatie (samenklonteren van deeltjes) te bereiken. Het rubber dat op deze manier wordt geproduceerd, wordt vervolgens tot blokken of vellen gevormd en gedroogd voor verdere verwerking.

De rubber die op deze manier wordt verkregen is ruwe rubber, die op zichzelf niet erg waardevol is. Het brokkelt af bij lagere temperaturen, verspreidt een onaangename geur en wordt kleverig bij hogere temperaturen. Daarom is verdere bewerking nodig om de eigenschappen te verbeteren. Het eerste proces is mastificeren, waarbij het rubber mechanisch wordt behandeld met persen of rollen om het te plastificeren en zachter te maken. Na het mastificeren worden chemische versterkers (die de eigenschappen zoals verouderingsbestendigheid verbeteren) aan het rubber toegevoegd. Daarna wordt het rubber gekalanderd - een proces waarbij het rubber herhaaldelijk wordt gevormd met behulp van rollers, onder druk waarvan het plastificeert. De laatste fase van het proces is vulkanisatie - zwavel wordt toegevoegd en het rubber wordt verwarmd tot ongeveer 140 graden Celsius.

Waar komt rubber vandaan?

Zoals de naam al doet vermoeden, komt de Hevea brasiliensis rubberboom uit Brazilië, vanwaar de zaailingen werden meegenomen en naar landen in het Verre Oosten gebracht, zoals Maleisië, Indonesië, Birma, Cambodja, China en Vietnam. De regio Zuidoost-Azië is van oudsher de grootste producent van natuurlijk rubber. Tijdens de Tweede Wereldoorlog was de aanvoer van rubber uit dit deel van de wereld naar het Westen beperkt en was de vraag naar rubberproducten voor het leger zeer groot. Dit versnelde het werk aan synthetisch rubber in Duitsland en de Verenigde Staten aanzienlijk. Vandaag de dag komt het meeste natuurrubber nog steeds uit landen in het Verre Oosten, terwijl Frankrijk, Duitsland en Rusland toonaangevend zijn in de productie van synthetisch rubber. De grootste natuurlijke rubberplantage ter wereld is de Harbel Plantation in de buurt van Monrovia in Liberia, opgericht in 1926 door Firestone Company oprichter Harvey S. Firestone en zijn vrouw Isabella Bell.

Hoe versterkt vulkanisatie rubber?

Rubber in de vorm waarin het wordt verkregen uit de boom is zeer vloeibaar latex. Zelfs na verloop van tijd stolt natuurlijk rubber; het is sponsachtig, heeft een onaangename geur en is niet bijzonder bruikbaar. Het rubber dat we tegenkomen in producten als banden, afdichtingen, matten of rubbervellen is echter gevulkaniseerd rubber - gekookt met zwavel en andere additieven, waardoor het harder, sterker en beter bestand tegen veroudering wordt.

Wat veroorzaakt deze verschillen tussen ruw en gevulkaniseerd rubber? In ruwe staat bestaat rubber uit moleculen in lange, zeer losjes en zwak verbonden ketens. Het is relatief gemakkelijk om ze uit te rekken en te scheiden - daarom is latex zo elastisch. Tijdens de vulkanisatie helpen extra zwavelatomen bij het maken van bindingen tussen de rubbermoleculen, een proces dat crosslinking wordt genoemd. Deze bindingen werken als spanten op een brug - ze verstijven en versterken de moleculaire structuur van het rubber.

Waar gebruiken we rubber voor?

De fysische en chemische eigenschappen van het materiaal bepalen hoe we het gebruiken. Zelfs als we het productieproces van rubber niet zouden kennen, zouden we, gezien de eigenschappen, de toepassingen kunnen bedenken. Iedereen weet dat rubber sterk, rekbaar, elastisch, duurzaam en waterdicht is. Geen wonder dat het wordt gebruikt voor de productie van muismatten, waterdichte kleding, laarzen, hydraulische slangen of afdichtingen.

Rubber wordt het meest gebruikt in de bandenindustrie. Ongeveer de helft van de wereldwijde rubberproductie wordt gebruikt om auto- en vrachtwagenbanden te maken. Rubber wordt gebruikt voor zowel de harde buitenbanden als de binnenbanden. De binnenbanden zijn gemaakt van een iets ander materiaal - butylrubber, dat zeer ondoordringbaar is en gassen effectief tegenhoudt. Hierdoor blijven vrachtwagenbanden lang op spanning.

Waar zijn muismatten van gemaakt?

De mogelijkheid om zowel hard als zacht rubber te verkrijgen, breidt het aantal mogelijke toepassingen aanzienlijk uit. Zacht en elastisch latex wordt gebruikt in een groot aantal alledaagse producten, van bureaumatten,tiet muismatVan gummen en ballonnen tot condooms en beschermende handschoenen.

Hard rubber wordt gebruikt voor meer veeleisende toepassingen, zoals dakbedekkingsmembranen, bekledingen van tuinpaden en vijvers of de productie van opblaasbare boten. Omdat rubber een flexibel en sterk materiaal is, maar ook een zeer slechte geleider met goede thermische isolatie-eigenschappen, worden rubber vellen vaak gebruikt als een stevig maar dun beschermend materiaal voor kabels, glasvezel en warmtebuizen. EPDM rubbervellen zijn weerbestendig en worden ook gebruikt als constructiemateriaal, zoals rubber pads onder terrassen of zolderisolatie. Rubbervellen zijn ook uitstekend geluiddempend materiaal.

De wereldwijde vraag naar rubber is enorm. Tegelijkertijd blijft de wereld veel rubberafval produceren, wat een ecologische bedreiging vormt. Een groot deel bestaat uit gebruikte autobanden, die zelf weer een belangrijke grondstof worden. Een deel van de gebruikte banden wordt voorzien van een nieuw loopvlak, vooral banden voor vrachtwagens en andere voertuigen. Een ander deel wordt vermalen tot fijne korrels, die worden geperst tot rubbergranulaatvellen. Deze vellen worden gebruikt als vloerbedekking voor faciliteiten zoals veilige speeltuinen. Helaas belandt nog steeds meer dan de helft van de gebruikte banden op stortplaatsen. Rubberproducenten werken voortdurend aan nieuwe methoden om banden te recyclen. Oude banden vinden steeds vaker een nieuw leven als schoenzolen of andere rubberen auto-onderdelen.

Enkele historische feiten over rubber

• 1000 VOOR CHRISTUS: Inheemse volkeren in Midden- en Zuid-Amerika leerden waterdichte kleding te maken door deze te impregneren met latex van rubberbomen.
• 1731: Tijdens een expeditie naar Zuid-Amerika stuurt de Franse reiziger Charles Marie de La Condamine rubbermonsters naar Europa, wat wetenschappelijke interesse wekt.
• 1770: De Engelse wetenschapper Joseph Priestley, die zuurstof ontdekte, ontdekt dat een stukje rubber potloodstrepen van papier kan wissen, vandaar de gum.
• 1791: De Engelsman Samuel Peal ontwikkelt een methode om stof waterdicht te maken met een rubberoplossing.
• 1818: De Schotse medische student James Syme gebruikt rubberen stof om regenjassen te maken.
• 1823: De Schot Charles Macintosh ontdekt het werk van James Syme, verfijnt het en patenteert het. Hij wordt beroemd en fortuinlijk door de populariteit van rubberen regenjassen.
• 1839: De Amerikaanse uitvinder Charles Goodyear ontdekt bij toeval vulkanisatie van rubber en begint te werken aan nieuwe rubbersoorten.
• 1909: De Duitse wetenschapper Fritz Hofmann ontwikkelt het eerste synthetische rubber.
• 1912: De Amerikaanse scheikundige en Nobelprijswinnaar Wallace Hume Carothers, bekend om zijn bijdragen aan de uitvinding van nylon, patenteert het synthetische rubber neopreen (polychloropreen).

Dit zijn slechts enkele feiten, maar ze zouden je een idee moeten geven van hoe rijk en uitgebreid de geschiedenis van de rubberproductie is. We hopen dat je deze korte geschiedenis en dit overzicht van rubbersoorten, productieprocessen en eigenschappen nuttig en interessant vond. Misschien begrijpt u nu de bijdrage van dit natuurlijke maar geavanceerde product van chemische synthese in verschillende industrieën en ons dagelijks leven.