Latex Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /3 Autor Ing. Emil Vašíček Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHS/2-PV-5/13 Název DUM Latex Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 28-52-H/01 Obor vzdělávání Gumař-plastikář Vyučovací předmět Chemické suroviny Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 16 – 17 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího, náplň: kaučukodárné rostliny, latex, jeho složení, získávání, zpracování a využití Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Latex, Hevea braziliensis, čepování latexu, složení latexu, stabilizace latexu Datum 13. 10. 2012

Latex Náplň výuky: Historie Zdroje latexu – kaučukodárné rostliny Složení latexu Způsob získávání Zpracování latexu stabilizace zahušťování koagulace

Historie Indiánům znám latex od 11. století. První zprávy cestovatelů z Ameriky v 16. století o stromu, který vylučuje šťávu – latex, jež vysycháním tuhne v elastickou hmotu. Domorodci nazývali tento strom "ca-hu-chu" (slzící strom) případně „ca-o-chu“ (plačící strom), z toho "kaučuk". Použití – k izolaci oděvu, k lepení a výrobě míčů pro rituální míčové hry. Obr. 1: galeona První aplikace v Evropě: impregnace oblečení do deště a obuvi. Latex byl nestálý, na vzduchu se srážel, proto se oblečení odesílalo do Ameriky!

Kaučukodárné rostliny Nejdůležitějším zdrojem je strom kaučukovník brazilský (Hevea braziliensis). Až 2 000 dalších rostlin roní latex. Smokvoň pružnoklejná (fíkovník pryžodárný) (ficus elastica) indický, rychle rostoucí strom 30 až 40 m, pěstován v Asii před heveou i plantážnicky, latex se čepuje 1x za 3 roky, až 20 kg kaučuku z jednoho stromu, kaučuk má menší pružnost i pevnost. Latex skýtají i další smokvoně. Obr. 2: smokvoň

Kaučukodárné rostliny Landolfie květnatá (landolphia comorensis) je liána s listy a úponky, z tropické Afriky, tloušťka 2 – 10 cm, pne se až do korun stromů, z poraněných stonků vytéká latex, kaučuk je červený až temně hnědý, kvalitní, ale těžba obtížná. V Africe rostou i další druhy kaučukodárných landolfií. Obr. 3: landolfie Obr. 20: landolfie

Kaučukodárné rostliny Perčovník pravý (Palaquium gutta) je strom 10 – 30 m, ø 1 m z Indie a jihovýchodní Asie, latex obsažen v kůře, dřevu i listech, má stejné složení jako přírodní kaučuk ale jiné sterické uspořádání. Hevea je cis- a gutaperča trans-1,4-polyizopren. Gutaperča je odolná k mořské vodě a proto se používá k izolaci podmořských kabelů. V Indii se vyskytují i další druhy kaučukodárných perčovníků. Slovem gutta rozumějí Malajci ztvrdlou šťávu, slovem perča strom tuto šťávu poskytující Obr. 4: perčovník

Kaučukodárné rostliny Opíhled balata (Manilkara bidentata) venezuelský strom, výška až 40 m a ø 1,3 m, tmavě červené, extrémně tvrdé dřevo vysoké hustoty (neplave), žluté plody připomínají naše trnky; celý strom obsahuje latex, čepuje se jako hevea, dává latex, který se téměř vyrovná gutaperče. Použití latexu: vrchní vrstva golfových míčků pásy řemeny dopravníky žvýkačky Použití dřeva: nábytek obklady stavební konstrukce Obr. 18: plody Obr. 17: v Guyaně

Kaučukodárné rostliny Koksagyz (Taraxacum koksaghyz) je druh pampelišky z Kavkazu; za války nouzový zdroj kaučuku, nyní šlechtěna v USA, Německu i ČR (botanický ústav Akademie věd). Latex se extrahuje z kořenů, od 2012 pokusné plantáže i v Kanadě. Stačí chudá půda, u šlechtěných kultivarů latex docela kvalitní, ale rychle tuhne a hodně rozvětvené kořeny nemají velký výnos (110 – 200 kg/ha). Obr. 5: koksagyz Obr. 19: šlechtění

Kaučukodárné rostliny Guayula (Parthenium argentatum), je pouštní rostlina, keř rostoucí v Mexiku, výnosnost 400 kg/ha. Latex získaný z guayule je mnohem elastičtější a pevnější než latex z hevey a nevyvolává alergie, používá se ve výzkumu nebo na výrobu lékařského materiálu. Zvýšená poptávka po přírodním kaučuku, plísňová onemocnění schopná zničit plantáže gumovníku a alergie na Hevea latex, jsou důležitou hnací silou k rozvoji alternativních zdrojů latexu. Nejslibnější zdroje do budoucna guayula koksagyz Obr. 6: plantáž guayuly Obr. 7: guayula

Kaučukodárné rostliny Stamvrug – (englerophytum magalismontanum) fíkusovitý stálezelený strom 3 – 15 m, roste v jižní Africe, kromě latexu dává navíc i chutné plody. Obr. 8: stamvrug

Hevea braziliensis Co do objemu produkce nejvýznamnější je kaučukovník brazilský (Hevea braziliensis) – je velmi choulostivý strom, vyžaduje dobrou půdu, příznivé podnebí, pečlivé ošetřování a teplotu 25 °C (při 6 °C odumírá). Latex se začíná odebírat ve stáří 6 let a končí ve 30 letech. Na plantážích dorůstá kaučukovník výšky 24 metrů, čepování probíhá 6 měsíců v roce. Z jednoho stromu se získá 3 až 4 kg kaučuku ročně. Obr. 9: kaučukovníky

Rozšíření Kaučukovník Hevea se vyskytuje v pásmu kolem rovníku (mezi 10° severní a 10° jižní zeměpisné šířky) v deštném pralese především v nadmořské výšce 50 m až 200 m s teplotami v rozmezí 24 °C až 35 °C. Obr. 10: rozšíření kaučukovníku

Čepování latexu Čepování – řez ostrým nožem pod úhlem 30°, kdy jsou přetnuty pouze mléčnice (blíže povrchu) a nikoli kambium (lýko) hlouběji pod kůrou. Z řezu vytékající latex se jímá do nádobky. Čepuje se brzy ráno před východem slunce, později latex rychle zasychá. Z čerstvého řezu latex vytéká asi hodinu. Roční produkce kaučuku na hektar: nešlechtěné stromy cca 400 kg šlechtěné stromy 1000 – 2000 kg Obr. 11: čepování latexu

Složení latexu Složení latexu je proměnlivé, závisí na povětrnostních podmínkách, teplotě, vlhkosti… Orientační složení latexu je v následující tabulce Složka Podíl (%) Voda 60 Kaučukový uhlovodík 35 Ostatní složky 5 bílkoviny 2,0 pryskyřice, mastné kyseliny 1,8 anorganické látky 1,2 Obr. 12: složení latexu

Stabilizace Pro zabránění samovolné koagulaci se uměle zvyšuje pH latexu. Latex koaguluje v kyselém prostředí, proto se používají zásadité látky. Prvním a dodnes spolehlivým stabilizátorem je amoniak (NH3 je jed na enzymy a bakterie). Přidává se vodný roztok amoniaku nebo se nechá probublávat přímo plynný amoniak. Nevýhodou při použití amoniaku je jeho těkavost, proto je nutno zamezit větrání. Kromě čpavku se stabilizuje alkalickým uhličitanem (0,5 – 1 %) hydroxidem (0,5 – 0,6 %) formaldehydem… Obr. 13: amoniak

Zahušťování Pro snížení přepravních nákladů se stabilizovaný latex zahušťuje na 60 % obsahu sušiny: rozvrstvením – hustota kaučuku je 900 – 930 kg/m3 (jako smetana v mléce), horní vrstva má 50 – 60 %, spodní 10 %, ale rozvrstvení trvá dlouho odstředěním – usazování podstatně urychlí odstředivky 8 – 18 tisíc otáček/min, koncentrace 60 % odpařením – otočné bubny s dvojitou stěnou vyhřívané parou se profukují pro odvod páry, lze zahustit i na víc než 60 % (při 75 % je již pastovitý) elektrodekantací – v nádobě ponořené elektrody, kaučuk putuje k anodě, kde se zachycuje na celofánových membránách Obr. 14: vztlaková síla

Vulkanizovaný latex Vulkanizovaný latex se získá přídavkem jemně mleté síry a ultraurychlovače při teplotě 75 °C. Výrobek z vulkanizovaného latexu netřeba vulkanizovat, stačí vysušit. Nevýhoda – vyschlá povrchová vrstvička je paronepropustná, takže je problém důkladné vysušení. Tento nedostatek se zmírní sušením ve vlhkém prostředí (nevznikne tak rychle nepropustný povrchový film). Možné řešení – opakovaně jen slabý film. Obr. 15: vulkanizovaný latex

Srážení latexu Nejvíce latexu se spotřebuje na výrobu kaučuku. Vyrábí se hlavně Uzený kaučuk koaguluje se z roztoku latexu koncentrace 15 %. Bloky koagulátu se propírají ve dvouválcích s hladkými válci stejných otáček. Vyprané listy se protáhnou dezénovacím dvouválcem, kde získají charakteristický mřížkovaný vzorek a konzervují se uzením 2 – 4 dny při teplotě při 40 až 60 °C. Krepa vyrábí se propíráním nařezaných bloků na rýhovaných dvouválcích s frikcí. Koagulát se trhá, voda odplavuje nečistoty a zbytky latexového séra. Poslední dvouválec má hladké válce s nestejnou obvodovou rychlostí a fólie na něm získá charakteristický krepový povrch. Listy se suší 10 až 12 dní při teplotě 35 až 40 °C. Obr. 16: krepa

Kontrolní otázky: Jaké znáš kaučukodárné rostliny? Jaké jsou podmínky pro pěstování Hevey braziliensis? Co to je latex a jaké je jeho složení? Jak se zpracovává latex?

Seznam obrázků: Obr. 1: Thyes, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:French_galleon_model.jpg Obr. 2: Franz Eugen Köhler, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ficus_elastica Obr. 3: Joao Medeiros, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hancornia_speciosa_(1).jpg Obr. 4: Franz Eugen Köhler, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Palaquium_gutta_-_K%C3%B6hler%E2%80%93s_Medizinal-Pflanzen-099.jpg Obr. 5: anonym, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://www.schaugarten-ueplingen.de/media/MAXcms/showpic.php?src=Fotos_pmp_pmi/t.koksaghyz_gewaechshaus_3.jpg&width=769.86695279&height=513 Obr. 6: Stancova, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://www.inovace.cz/novinky/437-nova-hypoalergenni-alternativa-latexu Obr. 7: USDA-NRCS PLANTS Database, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Parthenium_argentatum_(USDA).jpg

Seznam obrázků: Obr. 8: anonym, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Englerophytum_magalismontanum Obr. 9: Marco Smidt, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Rubber_tree_plantation.JPG Obr. 10: vlastní Obr. 11: anonym, [vid. 13. 10. 2012] dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Hevea_brasiliensis Obr. 12: vlastní Obr. 13: Masur, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Gas_cylinder_ammonia.jpg Obr. 14: Kraaiennest, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Stokes_sphere.svg Obr. 15: vlastní Obr. 16: vlastní

Seznam obrázků: Obr. 17: Jesseknight. Manilkara bidentata. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2011 [cit. 13. 12. 2012]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Logging_Bulletwood_Berbice-Guyana_JK.JPG Obr. 18: Manilkara bidentata. In: TROPICAL PLANT CATALOG [online]. 2012 [cit. 13. 12. 2012]. Dostupné z: https://toptropicals.com/catalog/uid/Manilkara_bidentata.htm Obr. 19: Denis Cahill. A weed today, an industrial rubber tomorrow. In: TheGrower.org [online]. 2012 [cit. 13. 12. 2012]. Dostupné z: http://www.thegrower.org/readnews.php?id=2o0f7a9b3b9x Obr. 20: Polívka František. Landolfie květnatá. In: Užitkové a pamětihodné rostliny cizích zemí [online]. 1908 [cit. 13. 12. 2012]. Dostupné z: http://botanika.wendys.cz/cizi/rostlina.php?295

Seznam použité literatury: [1] Vašíček Emil, ing., Gumárenská technologie, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011 [2] Vašíček Emil, ing., Chemické suroviny, učební texty, vydání druhé, Střední odborná škola Otrokovice, 2009

Děkuji za pozornost