Как добывают каучук из дерева: от надреза коры до сырья для шин
Натуральный каучук добывают путём подсочки каучуконосного дерева гевеи: на коре делают спиральный надрез, и по нему стекает белый латекс — водная дисперсия полимера полиизопрена. Латекс собирают, добавляют кислоту для коагуляции, прокатывают свернувшуюся массу на вальцах и сушат. На выходе получают листы или крошку натурального каучука, готовые к переработке. Одно дерево в год даёт от 2 до 3,5 килограмма сухого каучука.
Гевея: дерево-источник
Hevea brasiliensis — тропическое дерево семейства молочайных, родина которого бразильская Амазония. Высота взрослого дерева достигает 20–30 метров, диаметр ствола — 30–50 сантиметров. Каучуконосные плантации закладывают рядами: через 6–7 лет после посадки деревья достигают продуктивного возраста. Первый надрез делают, когда окружность ствола на высоте 150 сантиметров превышает 50 сантиметров. При правильном уходе дерево даёт латекс 25–30 лет.
Латекс вырабатывается в латицифоровых трубках, которые пронизывают внутренний слой коры. Они расположены спиралями под небольшим углом к оси ствола. Когда кору надрезают, внутреннее осмотическое давление (около 8–10 атмосфер) выталкивает латекс наружу. Примерно через час-полтора выход латекса прекращается: клетки закупориваются затвердевшим полимером. На следующий день можно делать новый надрез, сдвинув нож на долю миллиметра глубже.
Подсочка: как правильно надрезать кору
Сбор латекса называется подсочкой (тэппингом). Рабочий-тэппер делает свежий надрез специальным изогнутым ножом под углом 30 градусов к горизонту. Глубина надреза составляет ровно половину толщины коры: важно не задеть камбий (живой слой под корой), иначе дерево получит необратимую травму. Правильный надрез задевает как можно больше латицифоровых трубок, не повреждая ствол.
Под нижний конец надреза вставляют металлический или бамбуковый желобок, по которому латекс стекает в чашку. Через 3–4 часа рабочий обходит плантацию и собирает содержимое чашек в общий бидон. Работу начинают на рассвете: в ранние утренние часы давление в дереве максимально и выход латекса наиболее высокий. К тому же прохладный воздух замедляет самопроизвольную коагуляцию. Свежий латекс содержит около 30–35 процентов каучука, остальное вода и небольшое количество белков, смол и минеральных солей.
Коагуляция и переработка латекса
Собранный латекс необходимо переработать в течение нескольких часов, иначе он начнёт самопроизвольно свёртываться от бактерий. На приёмном пункте латекс разбавляют водой до стандартной концентрации и добавляют несколько процентов муравьиной или уксусной кислоты. Кислота снижает pH среды, нейтрализует отрицательный заряд частиц полиизопрена, и они слипаются в рыхлую белую массу. Процесс занимает 1–2 часа.
Образовавшийся сгусток извлекают и прокатывают через рифлёные вальцы, выдавливая воду и формируя рельефные листы толщиной 3–5 миллиметров. Промытые листы вывешивают в коптильных сараях на 4–5 суток: при медленном горении скорлупы кокосовых орехов дым пропитывает каучук фенолами, которые действуют как антиоксиданты и препятствуют старению. Так получают листовой копчёный каучук RSS (Ribbed Smoked Sheet). Альтернативный вариант: латекс коагулируют, крошат до мелкой крупки, сушат в сушильных камерах горячим воздухом и прессуют в брикеты по 33,3 килограмма. Это каучук марки TSR (Technically Specified Rubber), менее ароматный, но более однородный по составу.
Применение и масштабы производства
Натуральный каучук незаменим в производстве шин для грузового и авиационного транспорта: синтетические аналоги хуже рассеивают тепло при высоких нагрузках и деформациях. Также его используют для медицинских перчаток, конвейерных лент, уплотнителей и амортизаторов. На шины уходит около 70 процентов мирового потребления натурального каучука.
Россия не выращивает гевею из-за климата, однако ведёт исследования по выращиванию отечественных каучуконосов. В советский период промышленное значение имел кок-сагыз, многолетний одуванчик с корнями, богатыми каучуком. Сегодня отечественная промышленность обеспечивает потребность в каучуке преимущественно за счёт синтетических марок на нефтехимическом сырье. Крупнейшие производители синтетического каучука в России сосредоточены в Воронеже, Стерлитамаке и Тольятти, где действуют заводы суммарной мощностью более миллиона тонн в год.
