Ero sivun ”Kumi” versioiden välillä

43 merkkiä lisätty ,  4 vuotta sitten
kh, ylilinkitys pois
(haetaan määritelmä kielitoimistolta)
(kh, ylilinkitys pois)
{{Tämä artikkeli|käsittelee kumimateriaalia, [[Pyyhekumi]]sta ja [[kondomi]]sta on omaomat artikkeliartikkelinsa.}}
[[Kuva:Handschoenen-rubber0856.JPG|thumb|250px|Kumihansikkaat]]
'''Kumi''' on [[KimmoisuusElastisuus|kimmoinen]] aine, jota saadaan [[Vulkanointi|vulkanoimalla]] [[kautsu|kautsukasvien]] maitiaisnestettä tai valmistamalla synteettisesti.<ref>{{Kielitoimiston sanakirja|kumi}}</ref> Kumi on joustavaa, venyvää ja muodoltaan palautuvaa. Kumin suurta kimmoisuutta ei täysin pystytä kuvaamaan yleisellä [[elastisuus]]teoriallaelastisuusteorialla. Kumimainen materiaali saadaan aikaan [[polymeeri]]raaka-aineista luomalla polymeerimolekyylien väliin ristisidoksia. [[konetekniikka|Koneenrakennuksessa]] kumimateriaaleja käytetään kohteissa, joissa joudutaan vaimentamaan iskumaisia kuormia tai tarvitaan joustavia liitoksia.
 
Kumit jakaantuvat luonnonkumeihin ja synteettisiin kumeihin. Luontoperäinen raakakumi, [[kautsu]] valmistetaan [[Parakautsupuu|kumipuun]] [[maitiaisneste]]estä, jota sanotaan [[lateksi]]ksi. Osa kumilaaduista luetaan myös [[elastomeeri|elastomeereiksi]].
 
== Etymologia ==
Sana ”kumi” ja ruotsin vastaava ”gummi” ovat peräisin [[latina]]sta, jossa sana ''cummi'' tai ''gummi'' tarkoitti puun mahlaa. Latinaan sana on tullut todennäköisesti muinaisegyptistä kreikan kautta.<ref>{{kirjaviite | Tekijä = Häkkinen, Kaisa | Nimeke = Nykysuomen etymologinen sanakirja | Sivu = 505, hakusana Kumi | Julkaisija = WSOY | Vuosi = 2007 | Tunniste = ISBN 978-951-27108-7}}</ref> Englannin kumia tarkoittava sana "rubber"”rubber” on peräisin kumin ensimmäisestä käyttökohteesta [[pyyhekumi]]sta (verbi "rub"”rub” tarkoittaa hankaamista).
 
== Luonnonkumi ja kumin historiasta ==
[[Kuva:Latex-production.jpg|thumb|250px|Lateksin juoksutusta kumipuusta.]]
Luonnonkumi valmistetaan trooppisten puulajien maitiaisnesteestä, erityisesti brasilialaisesta [[kumipuuParakautsupuu|kumipuusta]] (''Hevea brasiliensis''). Kolotuista puista juoksuttamalla kerätty lateksi saostetaan ([[koagulointi|koaguloidaan]]) esimerkiksi [[muurahaishappo|muurahaishapolla]], jolloin saadaan raakakumia, [[kautsu]]akautsua. Tämä on juustoa muistuttavaa ainetta.
 
Raakakumi on vaaleaa ja läpikuultavaa, lämpimänä pehmeää ja plastista, kylmänä haurasta ja murtuvaa. Sen tuoreet pinnat tarttuvat puristettaessa lujasti toisiinsa kiinni.<ref name=Fokus>{{kirjaviite | Nimeke = Otavan iso Fokus, 4. osa (Kr-Mn) | Sivu = 2054, art. Kumi | Julkaisija = Otava | Vuosi = 1973 | Tunniste = ISBN 951-1-00388-7}}</ref> Kemiallisesti raakakumi on [[isopreeni]]n polymeeri cis-1,4-polyisopreeni.<ref name=Malkonen>{{kirjaviite | Tekijä = Pentti Mälkönen | Nimeke = Orgaaninen kemia | Sivu = 232-233 | Julkaisija = Otava | Vuosi = 1979 | Tunniste = ISBN 951-1-05378-7}}</ref> Kun raakakumiin lisätään [[rikki]]ä ja se kuumennetaan eli [[vulkanointi|vulkanoidaan]], syntyy kumia, joka on joustavaa ja se säilyttää ominaisuutensa huolimatta [[lämpötila]]n vaihtelusta.
 
Etelä- ja väli-Amerikan [[intiaani]]en tiedetään käyttäneen kumipalloja peleissä jo ennen eurooppalaisten saapumista. Ensimmäisiä kumin käyttökohteita oli [[pyyhekumi]], jonka keksi englantilainen [[Joseph Priestley]] 1770. Toinen historiallinen maininta kumista Euroopassa samalta vuodelta 1770 kertoo, että Edward Nairne myi raakakumikuutioita kaupassaan [[Lontoo]]ssa. Pyyhekumeiksi tarkoitettuja paloja myytiin hämmästyttävän korkeaan 3kolmen sillingin kappalehintaan.
 
[[Charles Goodyear]] keksi vuonna 1841 kumin vulkanoinnin, joka paransi sen ominaisuuksia huomattavasti.<ref>{{kirjaviite | Tekijä = Hudson, John | Nimeke = Suurin tiede - kemian historiaa | Sivu = 379 | Suomentaja = Kimmo Pietiläinen | Julkaisija = Art House | Vuosi = 2002 | Tunniste = ISBN 951-884-346-5}}</ref> Rengasvalmistaja [[Goodyear]] käyttää hänen nimeään.
Vulkanoitu kumi oli ratkaisu tähän ongelmaan. Kumista koneenrakentajat saivat materiaalin, joka voitiin valmistaa haluttuun muotoon ja mittoihin sekä joka salli kohtuullisia ja suuriakin muodonmuutoksia kuormitettuna palautuen taas nopeasti alkuperäisiin mittoihin, kun kuorma oli poistunut. Nämä ominaisuudet yhdistettynä hyvään kestävyyteen ja pintaan, joka ei ole tahmea, ovat tehokkaan tiivistemateriaalin vaatimuksia.
 
Kumin kysyntä aiheutti 1800-luvulla [[Brasilia]]ssa taloudellisen nousukauden, mikä teki muun muassa [[Manaus (kaupunki)|Manauksen]] kaupungin tunnetuksi. Kumia kerättiin siellä luonnossa kasvavista puista. Etelä-Amerikan rajallinen tuotanto ei vastannut kumin kasvavaan kysyntään ja 1900-luvun alkupuolella silloisesta [[Belgian Kongo]]sta tuli myös merkittävä kumin tuottaja. Vuonna 1876 englantilaiset toivat kumipuun siemeniä Englantiin, saivat ne itämään. He käynnistivät kumipuun viljelyn Aasiassa, jossa nykyään tuotetaan noin 90&nbsp;% prosenttia luonnonkumista. Suurimmat kumipuuviljelmät sijaitsevat [[Malesia]]ssa ja [[Indonesia]]ssa. Nämä kaksi maata tuottavat noin 67&nbsp;% prosenttia koko maailman raakakumista.
 
== Synteettinen kumi ==
[[synteettinen|Synteettiset]] kumit kehitettiin Saksassa 1900-luvun alkupuolella. Ensimmäisen kumin synteettisen valmistusmenetelmän patentoi [[Fritz Hofman]] vuonna 1909.<ref>{{verkkoviite | Osoite = http://www.kumiteollisuus.fi/fin/kumitietoutta/kumin_historiaa/ | Nimeke = Kumin historiaa | Julkaisija = Kumiteollisuus r.y. | Viitattu = 31.7.2010}}</ref> Vuonna 1926 tuli käyttöön [[butadieeni]]sta valmistettu [[Styreenibutadieenikumi|Buna]].<ref name=Fokus /> Tunnettuja synteettisia kumilaatuja ovat styreenibutadieeni- ja neopreenikumit. Synteettisten kumien yleisin raaka-aine on [[maaöljy]]. On olemassa myös [[silikoni]]pohjaisia kumeja, jotka kestävät kuumutta muita kumeja paremmin. [[teflon|Fluorimuoveistakin]] on modifikoitu kumimaisia laatuja, joita käytetään tiivisteinä hyvän kemiallisen kestävyytensä ansiosta.
 
Synteettisten kumien teollinen tuotanto laajeni [[toinen maailmansota|toisen maailmansodan]] aikana sekä Saksassa että Yhdysvalloissa, koska näiden maiden yhteydet luonnonkumin tuottajamaihin olivat poikki. Kumia tarvittiin sodankäynnissä autojen renkaisiin. [[Polymeerikemia]]n kehitys on vaatinut uusia käsitteitä, kuten [[termoplastinen|termoplastiset]] elastomeerit, jotka sijoittuvat perinteisten kumien ja termoplastisten [[muovi]]en väliin. Nykyään eniten käytetty synteettinen kumi on [[styreenibutadieeni]]kumi.<ref>{{verkkoviite| Osoite = http://www.kumiteollisuus.fi/fin/kumitietoutta/ | Nimeke = Kumitietoutta | Julkaisija = Kumiteollisuus r.y. | Viitattu = 31.7.2010}}</ref>
Merkittävyydeltään teollisuuden raaka-aineena kumi on verrattavissa [[muovi|muoveihin]] ja perusmetalleihin [[teräs]], [[alumiini]] ja [[kupari]]. Kumin maailmanmarkkinat ovat suuruudeltaan noin 30 miljardia euroa.
 
Toisen maailmansodan jälkeen synteettiset kumit valtasivat nopeasti markkinoita varsinkin kohteissa, joissa tarvittiin erikoisempia ominaisuuksia, kuten sähkön[[eristeSähköeriste|sähköneristekykyä]]kykyä tai kemiallista kestävyyttä. Vuonna 1965 synteettisillä kumeilla oli noin 60&nbsp;% prosentin markkinaosuus ja sen jälkeen markkinaosuudet ovat heiluneet öljyn hinnan mukaan ollen vuonna 2005 suurin piirtein samat kuin 1965. Vuodesta 1965 kumien kokonaistuotanto on nelinkertaistunut ja oli vuonna 2005 lähes 21 miljoonaa tonnia.
 
== Kumin käytöstä ==
 
Kaikesta tuotetusta kumista noin 60&nbsp;% prosenttia käytetään [[rengas (ajoneuvo)|autonrenkaisin]] ja ajoneuvoteollisuus käyttää kaikkiaan yli 70&nbsp;% prosenttia. Luonnonkumista käytetään renkaisiin 77&nbsp;% prosenttia. Renkaissa hyödynnetään kumin joustavuuden lisäksi sen ajoneuvojen liikkeenhallitsemisessa tarvittavia hyviä kumin [[kitka]]ominaisuuksia eli pitoa.
 
Luonnonkumi on väriltään vaalean ruskeaa ja hieman läpikuultavaa. Kumin ominaisuuksia säädellään vulkanoitumisasteella sekä lisäaineilla. Kovaksi vulkanoitua kumia sanotaan [[eboniitti|eboniitiksi]] eli kovakumiksi. Kumin tärkein lisäaine on hiili, joka antaa kumille mustan värin ja parantaa kumin [[ultraviolettiUltraviolettisäteily|ultraviolettisäteilyn]]säteilyn kestoa. Renkaissa käytetyissä kumiseoksissa saattaa olla kymmeniä prosentteja painosta hiiltä.
 
Kumiesineet valmistetaan valamalla seostettu kumimassa muotteihin, jotka sitten siirretään uuniin [[vulkanointi|vulkanoitumaan]]. Tämä toimenpide on siis käytännössä paisto, miksi tätä valmistusvaihetta myös sanotaan. Autonrenkaat kootaan raakakumimaton suikaleista. Renkaan rakenteeseen sisältyy myös kangaskudosta ja metallivanteita. Koottu rengasaihio siirretään muottiin, jossa se paistetaan paineenalaisena ja jossa rengas saa pintakuvionsa. Kumiesineiden paistoajat ovat suhteellisen pitkiä verrattuna [[muovi]]esineiden jäähtymisaikaan [[ruiskuvalukone]]en muotissa, joten kumiesineitä ei pystytä valmistamaan yhtä nopeasti kuin muoviesineitä.
 
Kumi menettää [[kimmoisuus|kimmoisuutensa]] alhaisissa lämpötiloissa. Kumille on tyypillistä haurastumisen nopeutuminen jännityksen alaisena. Kumit haurastuvat myös [[vanheneminen (materiaalin)|vanhetessaan]] ja vanheneminen on suhteellisen nopeaa verrattuna esimerkiksi [[metalli|metalleihin]].
 
== Kumin kierrätyksestä ==
 
Kumia ei pystytä sulattamaan ja uudelleenkäyttämään niin, että se täysin säilyttäisi ominaisuutensa. Pieniä määriä renkaita [[kierrätys|kierrätetään]] esimerkiksi louhinnan apuna räjähdyssuojamatoissa ja laiturien törmäyssuojina. Koska suurin osa kumista käytetään kulkuvälineiden renkaisiin, niin näiden keräyksestä on olemassa määräyksiä perustuen EU-[[direktiivi]]en [[CE-merkintä|tuottajavastuu]]seen. Talteenotetut renkaat hävitetään polttamalla tai hautaamalla maaperään. Kumi ja sen lisäaine hiili saadaan poltettua puhtaasti, mutta joistakin lisäaineista voi tulla haitallisia päästöjä. Kumin polton [[hiilitase]]eseen vaikuttaa [[uusiutuvaUusiutuvat luonnonvaraluonnonvarat|uusiutuvien raaka-aineiden]] eli luonnonkumin määrä.
 
Parhaillaan on koekäytössä ensimmäinen [[Vulkanointi#Devulkanointi|devulkanointia]] käyttävä kumimateriaalin kierrätyslaitos.
31 540

muokkausta