Warum Gummi dehnbar ist

Erst die Ungeschicklichkeit des Chemikers Charles Goodyear ermöglichte die Herstellung von elastischem Gummi.

Außer Gold und Gewürzen brachten die spanischen Eroberer im 16. Jahrhundert auch Proben einer seltsamen, klebrigen Masse von Amerika nach Europa. Dabei handelte es sich um Natur-Kautschuk, den eingetrockneten Saft des Gummibaumes (Hevea brasilensis, ein Wolfsmilchgewächs). Die Spanier hatten beobachtet, dass die Indios während der Regenzeit ihre Kleidung mit dem Pflanzensaft einrieben und auf diese Weise wasserdicht machten. In der Natur dient er dem Schutz des Baumes, denn er dichtet verletzte Stellen vor Bakterienbefall ab. Doch über zwei Jahrhunderte konnte niemand etwas mit diesem Rohstoff anfangen.

Kautschuk wird durch die Anreicherung mit Schwefel vulkanisiert

Das änderte sich erst, als dem amerikanischen Chemiker Charles Goodyear im Jahr 1939 der Zufall zur Hilfe kam. Beim Erhitzen des Natur-Kautschuks stieß er aus Versehen ein Glas mit Schwefelkörnern um. Die Chemikalie verschmolz mit dem erhitzten Kautschuk. Nach dem Abkühlen hatten sich dessen Eigenschaften verändert. Statt klebrig und zäh war die Masse jetzt trocken und hochelastisch. Kurzum: Es handelte sich dabei um Gummi, wie man ihn heute kennt und wie er in der Industrie inzwischen unzählige von Anwendungmöglichkeiten gefunden hat.

Man wusste zwar, dass Kautschuk durch die Anreicherung mit Schwefel bei einer Temperatur von etwa 130°C (Vulkanisieren) hochelastisch wird, aber warum sich Gummi bis zum Fünffachen seiner Länge dehnen lässt und sich dann wieder zusammenzieht – die Erklärung dafür fand man erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Natur-Kautschuk besteht aus Riesen-Molekülen – einer Kette, die aus mehreren Hundert Gruppen von gleichen Atom-Bausteinen zusammengesetzt ist. Die Schwefel-Atome verbinden die einzelnen Molekül-Ketten so miteinander, dass eine Art Netz entsteht. Dieser Struktur ist es zu verdanken, dass Gummi sofort in seine ursprüngliche Form zurückschnellt, wenn er nicht mehr belastet wird.

Luftballons wurden früher aus Tierhäuten und -blasen hergestellt

Eines der bekanntesten Anwendungsgebiete für Gummi ist die Herstellung von Luftballons. Noch bevor die Menschheit mit der Geschichtsschreibung begann, produzierte die Natur selbst das, was man als die ersten Luftballons bezeichnen könnte: glitzernde Luftblasen, die das Wasser oder andere Flüssigkeiten hervorzauberten. Um die Natur nachzuahmen, waren die Menschen sehr erfinderisch und benutzten zur Herstellung von Ballons Tierhäute und -blasen, geölte Seide und lackierte Stoffe. Diese Materialien wurden wie die heutigen Ballons mit Luft aufgeblasen, hatten jedoch einen entscheidenden Nachteil: Sie konnten nicht fliegen. Erst zu Beginn des 18. Jahrhunderts entdeckten Wissenschaftler, dass ein mit heißer Luft gefüllter Ballon hochsteigen kann.

Kautschuk wird heute hauptsächlich synthetisch hergestellt. Meist besteht er aus Styrol und Butadien. Andere Rohstoffe sind Styrolacrylat, Reinacrylat und Vinylacrelat. Ein Großteil der Gummiproduktion geht in die Reifenherstellung, wobei verschiedene Kautschuksorten verwendet werden, um ein Optimum an Belastbarkeit, Straßenhaftung und Abrieb zu erzielen. Aber auch für die Herstellung von Radiergummis, Hydraulikschläuchen, Kondomen und Gummiringen wird Kautschuk verwendet.

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