Гуттаперча: свойства, история и применение¶
Гуттаперча — это природный полимер, получаемый из застывшего млечного сока (латекса) деревьев семейства гуттаперчевых, главным образом видов Palaquium gutta и близких к нему, произрастающих в Юго-Восточной Азии. По химическому строению вещество представляет собой транс-изомер полиизопрена — в отличие от натурального каучука, который является цис-изомером. Именно эта структурная особенность придаёт гуттаперче твёрдость при обычной температуре, способность сохранять форму и пластичность при нагревании, а также высокую водостойкость и электроизоляционные свойства.
¶Происхождение и история
Название материала происходит от малайских слов getah («смола, сок») и pertja (местное название дерева). Европейцы познакомились с гуттаперчей в первой половине XIX века: в 1843 году британский врач Уильям Монтгомери, работавший в Сингапуре, обратил внимание на твёрдый, похожий на кожу материал, который местные жители использовали для изготовления рукоятей ножей и других поделок. Монтгомери провёл опыты и обнаружил, что вещество размягчается в горячей воде и вновь затвердевает при охлаждении, сохраняя приданную форму.
В 1844 году он направил образцы в Лондон, где материал заинтересовал промышленников. Уже в 1845 году в Великобритании была основана компания Gutta Percha Company, начавшая выпуск изделий из нового сырья. В 1845–1850-х годах гуттаперча стала ключевым материалом для изоляции подводных телеграфных кабелей: именно ею был покрыт трансатлантический кабель, проложенный в 1857–1866 годах. Это событие сделало гуттаперчу стратегическим ресурсом Британской империи.
¶Свойства
Гуттаперча сочетает качества, которые делают её уникальной среди природных полимеров:
- Термопластичность. При нагревании до 60–80 °C материал размягчается, легко формуется, а при охлаждении затвердевает, сохраняя заданную форму. Это позволяет многократно перерабатывать его без существенной потери свойств.
- Химическая стойкость. Вещество устойчиво к действию воды, щелочей и ряда кислот, не растворяется в большинстве органических растворителей при комнатной температуре.
- Электроизоляция. Высокое удельное сопротивление и малые диэлектрические потери делают гуттаперчу пригодной для изоляции проводников.
- Биологическая инертность. Материал не токсичен и не вызывает отторжения в живых тканях, что позволило применять его в медицине.
- Недостатки. Со временем гуттаперча окисляется на воздухе, становится хрупкой, теряет эластичность; она дороже каучука и уступает ему в прочности на растяжение.
¶Добыча и переработка
Сырьё получают путём подсочки — надрезов на стволе дерева, из которых вытекает латекс. Сок собирают, затем коагулируют (обычно горячей водой), промывают и сушат. Полученную массу очищают от примесей, переплавляют и формуют. Основными центрами добычи исторически были Малайский полуостров, Суматра, Борнео и другие острова Малайского архипелага. Интенсивная заготовка привела к сокращению природных популяций деревьев, и уже в конце XIX века стали предприниматься попытки плантационного выращивания.
¶Применение
¶Телеграфия и электротехника
Главное историческое применение гуттаперчи — изоляция подводных кабелей связи. Материал наносили на медные жилы слоями, обеспечивая герметичность и защиту от морской воды. С 1930-х годов его постепенно вытеснили синтетические полимеры — полиэтилен и поливинилхлорид.
¶Медицина
В стоматологии гуттаперча используется для пломбирования корневых каналов зубов: штифты из этого материала заполняют канал, обеспечивая герметичность и биосовместимость. Также материал применялся в хирургии для временных имплантатов и дренажей.
¶Прочие области
Из гуттаперчи изготавливали мячи для гольфа (до появления современных материалов), рукояти инструментов, обувные подошвы, формы для литья, а также детские игрушки. В России материал был известен с середины XIX века и применялся преимущественно в телеграфном деле и медицине.
¶Гуттаперча в культуре
В русском языке слово «гуттаперчевый» стало нарицательным благодаря повести Дмитрия Григоровича «Гуттаперчевый мальчик» (1883), рассказывающей о юном цирковом артисте. Выражение «гуттаперчевый мальчик» вошло в речь как обозначение гибкого, пластичного человека, а также — в переносном смысле — безвольного, податливого.
¶Современное состояние
Сегодня природная гуттаперча используется ограниченно из-за дороговизны и конкуренции синтетических аналогов. Основная сфера — стоматология, где применяются как природные, так и синтетические гуттаперчевые материалы. В промышленности её заменили транс-полиизопреновые синтетические каучуки, обладающие сходными свойствами.
Источники: Большая российская энциклопедия; Британская энциклопедия (Encyclopaedia Britannica); Григорович Д. В. «Гуттаперчевый мальчик»; материалы по истории подводной телеграфии.