Yllä oikealla oleva malli on cis-polymeeristä, jota voit
katsella klikkaamalla tästä tai voit klikata itse kuvaa.
Kummassakin tapauksessa muista sulkea avautuva uusi ikkuna,
jossa on 3D-malli, kun olet valmis palaamaan tänne.

Polyisopreeni yhdellä silmäyksellä, klikkaa tästä!
Yksi tunnetuimmista luonnonpolymeereistä on polyisopreeni eli ornatural rubber. Muinaiset mayat ja atsteekit keräsivät sitä hevea-puusta ja käyttivät sitä vedenpitävien saappaiden ja pallojen valmistukseen, joilla he pelasivat koripalloa muistuttavaa peliä. Kumi on niin sanottu elastomeeri, eli se palautuu muotoonsa venytyksen tai muodonmuutoksen jälkeen. Tavallisesti luonnonkumia käsitellään, jotta se saisi ristisidoksia, mikä tekee siitä entistäkin paremman elastomeerin.

Polyisopreeni on dieenipolymeeri, joka on polymeeri, joka on valmistettu monomeeristä, joka sisältää kaksi hiili-hiili-kaksoissidosta. Kuten useimmilla dieenipolymeereillä, sillä on yksi hiili-hiili kaksoissidos runkoketjussaan. Polyisopreeniä voidaan kerätä hevea-puun mehusta, mutta sitä voidaan valmistaa myös Ziegler-Natta-polymeroinnilla. Tämä on harvinainen esimerkki luonnollisesta polymeeristä, jota voimme valmistaa lähes yhtä hyvin kuin luonto.

Tässä on hieman historiallista tietoa. Toisen maailmansodan aikana japanilaiset katkaisivat luonnonkumin toimitukset koko muulta maailmalta. Ja koska luonnonkumi oli tuolloin vallitseva käyttömuoto, liittoutuneet jäivät jumiin. Kuvitelkaa lentokone ilman kumitiivisteitä ja -letkuja, puhumattakaan renkaista, jotka vaimentavat iskuja laskeutuessa. Ajattele nyt kuorma-autoja, panssarivaunuja ja jeeppejä, joilla on samat ongelmat. Mieti, millaista olisi kyyti kuorma-autossa, joka kulkee 60:tä vauhtia teräspyörillä?

Niinpä tiede tuli apuun! Yhdysvalloissa käynnistettiin massiivinen valtion rahoittama ponnistus, joka johti hyvin nopeasti synteettiseen kumiin. Ensimmäisenä kehitettiin polyisobuteeni. Se oli aika hyvä kumi (ja on vieläkin), mutta lähinnä sen epätavallisen seikan vuoksi, että se ei läpäise kaasua (anteeksi). Se on ainoa kaupallinen polymeeri, joka pitää ilman renkaassa viikkoja, jopa kuukausia kerrallaan. Luonnonkumi ei pysty tähän, joten yksi sotaponnistelujen tulos oli ratkaisu siihen suureen ongelmaan, että renkaita piti ilmata joka viikko.

Okei, sota loppui, luonnonkumi oli taas koko maailman saatavilla. Tuotanto zoomasi! Mutta niin myös muiden synteettisten elastomeerien, kuten polybutadieenin ja polyklooripreenin, valmistus. Jälkimmäinen oli toinen PIB:n kaltainen sattumanvarainen löytö: polykloropreeni (jota kutsutaan myös nimellä neopreeni) EI pystynyt turpoamaan joutuessaan kosketuksiin bensiinin, dieselin tai moottoriöljyn kanssa. Taas yksi fantastinen edistysaskel polymeeritieteessä!

Miten on nykyään luonnonkumin ja synteettisen kumin tilanne? Ne jakavat markkinat, ja ne ovat valtavat, noin 26 miljoonaa tonnia vuodessa. Yllä olevan, vuonna 2016 julkaistun kaavion mukaan noin 54 % koko maailman tuotannosta on erilaista synteettistä kumia. Luonnonkumin osuus on peräti 46 prosenttia. Hienoa tässä on se, että luonnonkumi on uusiutuva luonnonvara, joka on peräisin tärkeimmästä uusiutuvasta luonnonvarasta, puista. Niin sitä pitää, luontoäiti!

Tältä näyttää isopreenimonomeeri:

Yllä oleva malli on kuva pdb-mallista, jota voit
katsella klikkaamalla tästä, tai voit vain klikata itse kuvaa.
Kummassakin tapauksessa, muista sulkea avautuva uusi ikkuna,
jossa on 3D-malli, kun olet valmis palaamaan tänne.

Testattuja polyisopreenisynteesejä

Olet ehkä kokeillut polybutadieenin valmistusta ja se meni niin hyvin, että haluat nyt todella tehdä oman polyisopreenisi. Kävi ilmi, että meillä ei ole itse asiassa yhtä, vaan KAKSI menetelmää. Toisella saadaan pääosin cis-kertayksikköinen polymeeri ja toisella pääosin trans-kertayksikköinen polymeeri. Haihtuvat aineet ja syttyvät katalyytit vaativat äärimmäistä varovaisuutta laboratoriossa ollakseen turvallisia: tehkää se vain hyvin varovasti!

Kahdessa menetelmässä käytetään kahta erilaista siirtymämetallikatalyyttiä, joilla saadaan kaksi erilaista isomeeristä PIP:tä. Ensimmäisellä menetelmällä saadaan cis-isomeeri: klikkaa tästä nähdäksesi menettelyn ja tästä ladataksesi kopion.

Toinen menetelmä, jossa käytetään eri katalyyttiä ja olosuhteita, antaa trans-isomeerin. Sanomattakin on selvää, että näillä kahdella polymeerillä on hyvin erilaiset ominaisuudet. Klikkaa tästä nähdäksesi menettelyn ja tästä ladataksesi kopion.

Muita elastomeereina käytettäviä polymeerejä ovat mm:

    Polybutadieeni Polyisobuteeni Poly(styreeni-butadieeni-poly(styreenibutadieeni-styreeni) Polyuretaanit Polykloropreeni Silikonit
Palaa kakkostason hakemistoon
Palaa makrogalleriahakemistoon