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Kautschuk

 

[französisch caoutchouc, von spanisch caucho, älter: cauchuc, aus einer peruanischen Indianersprache caa »Holz« und o-chú »fließen«, »weinen«] der, -s/-e, unvernetztes, aber vernetzbares (vulkanisierbares) Polymer mit gummielastischen Eigenschaften bei Raumtemperatur, das bei höherer Temperatur und/oder dem Einfluss deformierender Kräfte plastisch verformbar ist und sich als Ausgangsstoff für die Herstellung von Elastomeren (Gummi) eignet. Nach der Herkunft unterscheidet man den im Folgenden beschriebenen Naturkautschuk sowie die synthetisch hergestellten Kautschukarten wie Butadienkautschuk (Abkürzung BR, für englisch butadiene rubber), Styrol-Butadienkautschuk (Abkürzung SBR), Nitril-Butadienkautschuk (Abkürzung NBR), Chloroprenkautschuk (Abkürzung CR) usw. (Synthesekautschuk).

 

Naturkautschuk (Abkürzung NR, für englisch natural rubber) ist im Milchsaft (Latex) verschiedener tropischer Pflanzen enthalten, von denen Hevea brasiliensis (Parakautschukbaum) die größte Bedeutung hat. Der Latex befindet sich in der Rinde in besonderen Pflanzenzellen, den Milchröhren. Zum Zapfen des Latex wird die Rinde der Bäume bogenförmig angeschnitten. Im Abstand von meist zwei Tagen kann der Milchsaft jeweils zwei bis fünf Stunden gezapft werden.

 

Latex ist eine kolloide Dispersion von 32-38 % Kautschuk und 1-2 % Eiweißstoffen in einer wässrigen Lösung (Serum). Das Polymer des Naturkautschuks besteht aus Polyisopren, einem hochmolekularen, ungesättigten Kohlenwasserstoff der Summenformel (C₅H₈)_n mit 3 000 bis 5 000 Isopreneinheiten; die Isopreneinheiten sind linear (in 1,4-Stellung) miteinander verknüpft und haben (an den Doppelbindungen in 2,3-Stellung) cis-Konfiguration (im Gegensatz zu Guttapercha und Balata, die trans-Konfiguration haben). Im Latex liegt das Polyisopren in Form langer geknäuelter Molekülketten vor, die Teilchen mit Abmessungen von 0,15 bis 1,5 μm bilden; diese sind von einer dünnen Schicht von Harz und Eiweiß umgeben, die als Schutzkolloide die Stabilität der Dispersion bewirken.

 

Die Aufarbeitung des Latex zu Kautschuk wurde bei dem früher z. B. im brasilianischen Regenwald gewonnenen Wildkautschuk durch Trocknung und gleichzeitige Gerinnung über stark rauchendem Feuer vorgenommen. Heute gewinnt man Festkautschuk meist durch Koagulation mit Säuren (z. B. Ameisensäure). Das Koagulat wird entweder zu »Fellen« ausgewalzt und durch Rauch konserviert (Smoked Sheets) oder unter Waschen auf Walzwerken verarbeitet (Crepe).

 

Der rohe Naturkautschuk ist eine plastische, etwas klebrige Masse, die neben dem Polyisopren noch zahlreiche Beimengungen enthält und für die weitere Verarbeitung gereinigt werden muss. Als ungesättigter Kohlenwasserstoff reagiert das Polyisopren leicht mit Oxidationsmitteln; der Rohkautschuk enthält jedoch natürliche Antioxidantien und ist daher gegenüber Luftsauerstoff recht beständig; allmählich wird er aber hart und spröde und büßt seine Verformbarkeit ein; er ist löslich u. a. in Äther, Benzol, Leichtbenzin, Schwefelkohlenstoff, Tetrachlorkohlenstoff, Leinöl und Terpentinöl.

 

Der rohe Naturkautschuk wird nur in geringem Umfang direkt zur Herstellung von Klebebändern und -lösungen, Knetgummi u. a. verwendet; meist wird er durch Mastikation und Vulkanisation in Gummi (»vulkanisierter Naturkautschuk«) überführt. Dieser zeichnet sich durch hohe Elastizität, Zugfestigkeit und Kälteflexibilität aus. Er wird u. a. zur Herstellung von Fahrzeugreifen sowie von dünnwandigen Artikeln hoher Festigkeit (Luftballons, chirurgische Handschuhe) verwendet. Durch chemische Umsetzung lassen sich aus Naturkautschuk mehrere Umwandlungsprodukte herstellen: Durch Chlorieren (Anlagerung von Chlor an die Doppelbindungen) entsteht z. B. der chemisch besonders beständige Chlorkautschuk, der v. a. als Rohstoff für Schutzanstriche verwendet wird; durch Sulfonieren (Umsetzen mit organischen Sulfonsäuren oder Sulfochloriden unter Bildung zyklischer Zwischenglieder im Polyisoprenmolekül) erhält man Cyclokautschuk, der u. a. als Lackrohstoff und Klebstoff dient.

 

Wirtschaft:

 

Während der Kautschukbedarf um 1940 noch nahezu vollständig durch Naturkautschuk gedeckt wurde, beträgt der Anteil heute nur etwa 65 %. Wichtigste Produzenten von Naturkautschuk sind die ASEAN-Länder. Die Welterzeugung von Naturkautschuk betrug 1999 6,6 Mio. t, die v. a. von Thailand 2,1 Mio. t, Indonesien 1,7 Mio. t, Malaysia 0,7 Mio. t, Indien 0,5 Mio. t und China 0,4 Mio. t geliefert wurden.

 

Geschichte:

 

Von Indianern Brasiliens wurde Naturkautschuk schon sehr früh verwendet, um Kleidung wasserdicht zu machen und elastische Flaschen herzustellen. Der französische Ingenieur C. François Fresneau (* 1703, ✝ 1770) berichtete Mitte des 18. Jahrhunderts als einer der ersten Europäer über die Verwendungsmöglichkeiten von Kautschuk. Bedeutung erlangte der Naturkautschuk aber erst, als C. N. Goodyear 1839 die Vulkanisation erfunden hatte.

 

Literatur:

 

C. Barlow: The natural rubber industry, its development, technology, and economy in Malaysia (Kuala Lumpur 1978);

 J. A. Brydson: Rubber chemistry (London 1978);

 W. Hofmann: K.-Technologie (1980);

 W. Dean: Brazil and the struggle for rubber (Cambridge 1987);

 J. A. Brydson: Rubbery materials and their compounds (London 1988);

 J. Schnetger: Lex. der K.-Technik (²1991).

 

Weitere Literatur: Synthesekautschuk.