Rubber, materiaal met veerkracht

Het materiaal 'rubber' is niet meer uit onze maatschappij weg te denken. Overal om je heen kun je materialen aantreffen die van kunstmatig of natuurlijk rubber zijn gemaakt, van autobanden tot de afdichtstrips van de koelkast. Het is een materiaal met veel toepassingen en mogelijkheden. Maar, waar komt rubber eigenlijk vandaan? Hoe komt rubber aan zijn naam?

Natuurlijk of synthetisch

Vooral de Braziliaanse rubberboom staat aan de basis van natuurlijk rubber. Het sap van deze boom, ook latex genoemd, bestaat voor ongeveer éénderde deel uit rubber. Via een chemisch procedé wordt de latex eerst gefilterd, dan verdund met water en vervolgens met zuur behandeld zodat de rubberdeeltjes stollen. Dit uiteindelijke materiaal noemen we rubber. Naast de natuurlijke methode is het ook mogelijk op synthetische wijze rubbers te vervaardigen.

To rub or not to rub

De naam rubber is ontstaan in 1770. In dat jaar veegde de scheikundige Joseph Priestly terloops met een stukje van het materiaal over een potloodstreep. Tot zijn verbazing zag hij dat de potloodstreep vervaagde door deze veeg. Na wat experimenteren was hij eruit: door met dit materiaal over potloodstrepen te wrijven verdwenen de potloodkrabbeltjes. Hij had de vlakgom uitgevonden. Omdat voor het verwijderen de wrijf-handeling wel nodig was, noemde hij het materiaal wrijver. Dat klinkt in het Nederlands wat vreemd, en natuurlijk gebruikte Priestly het Engelse woord voor wrijven: to rub. In plaats van het Nederlandse wrijver gebruikte hij het Engelse woord rubber. Hiermee was de naam voor het nieuwe materiaal geboren.

Geschiedenis

Het materiaal rubber is al erg lang bekend. Vroege beschavingen in Amerika kenden het materiaal al en bedachten er toepassingen voor. Er zijn in Midden-Amerika en Colombia bij opgravingen rubberen ballen of de resten ervan gevonden uit ongeveer 1600 voor Christus. Deze ballen werden gebruikt bij een balspel.

Vroege toepassingen

Behalve voor speldoeleinden werd het rubber ook gebruikt voor het waterdicht maken van kleding of als bindmateriaal om stenen of metalen werktuigen vast te maken aan de bijbehorende houten steel. De Maya's gebruikten rubber voor het vervaardigen van een soort tijdelijk schoeisel, door de voeten in een latexmengsel te houden. Het rubber droogt op aan de voet en voorziet de voet hierdoor van een rubberen bescherming. Om het materiaal steviger te maken werd de latex eerst gemengd met andere plantensappen. Tegenwoordig gebeurt dit door het vulkanisatieproces.

Rubberbomen

Twee boomsoorten leveren latex die als grondstof voor rubber wordt gebruikt:

• De Braziliaanse rubberboom (Hevea brasiliensis). Dis is een hoge, rijkvertakte boom die wel dertig meter hoog kan worden.
• De Indische rubberboom (Ficus elastica). Deze boom is een lid van de moerbeifamilie, en kan ook zo'n dertig meter hoog worden.

Hoewel in het verleden op plantages wel gebruik gemaakt is van de Indische rubberboom, worden hier tegenwoordig bijna alleen Braziliaanse rubberboom gebruikt.

Tappen

De latex wordt gewonnen door insnijdingen van links naar rechts onder een hoek van 25 tot 30 graden in de bast. De insnijdingen mogen niet te diep zijn, de boom moet zich nog wel kunnen herstellen. Na één of twee dagen wordt samengeklonterde latex van de vorige insnijding verwijderd. Vervolgens kan een nieuwe insnijding worden gemaakt, ofwel juist boven, ofwel juist onder de oude. Na een aantal insnijdingen boven elkaar stopt de tapronde. Om de boom volledig te laten herstellen en opnieuw te kunnen tappen moet de boom steeds zeven tot acht jaar met rust gelaten worden.

Europa

Na de West-Europese ontdekking van Amerika kwam het materiaal ook in Europa terecht. Zoals we al zagen kreeg rubber in 1770 zijn naam. Natuurlijk was de vlakgom-toepassing van rubber interessant, maar er moest toch nog wel iets meer mee gedaan kunnen worden?

Banden

Wielen van rijtuigen waren altijd van hout gemaakt. Voordeel van hout is, dat het eenvoudig te verkrijgen is en door bedreven handwerkslieden voor wielen gebruikt kan worden. Nadeel van houten wielen is dat hout weinig of niets meegeeft. Elke kuil en oneffenheid in de weg wordt gevoeld en de kans op beschadiging van het wiel neemt met elke kuil toe. Rubber is een veerkrachtig materiaal, combinatie van het houten wiel en het veerkrachtige rubber moest toch voordelen kunnen bieden? En dat doet het natuurlijk ook. Vanaf 1791 worden er banden van rubber gemaakt. Hoewel dit nog geen luchtbanden waren, gaf het veerkrachtige rubber de passagier meer comfort en verlengde het beschermende materiaal de levensduur van de wielen.

Charles Macintosh

In 1818 had de Schot Charles Macintosh een methode ontdekt om rubber te mengen met nafta, een afvalproduct van de gasfabriek in Glasgow die voor de stadsgasverlichting zorgde. Door de nieuwe rubberoplossing te combineren met stofweefsels ontwikkelde hij een nieuw waterdicht materiaal, dat zeer geschikt was voor het fabriceren van regenjassen.

Thomas Hancock

In 1820 begon Thomas Hancock met de fabricage van rubberen producten. Om het rubberen restmateriaal goed te verwerken ontwierp hij een machine, de masticator. Met deze machine verwerkte hij het restmateriaal tot een hete homogene rubbermassa, die weer kon worden gevormd of gemengd met andere materialen.

Thomas Hancock en Charles Macintosh

In 1825 begon Hancock een samenwerkingsverband met Charles Macintosh & Company en in 1830 draaide de samenwerking op volle toeren. Nieuwe methodes en materialen werden ontwikkeld en de productie en verkoop van rubberen producten nam toe.

Vulkaniseren

Om rubber steviger te maken worden materialen toegevoegd. Met name zwavel is daarvoor zeer geschikt. Dit proces wordt vulkaniseren genoemd, in 1839 uitgevonden door Charles Goodyear en/of Thomas Hancock.

Rubbervraag

Vanaf dat moment nam de vraag naar rubber enorm toe. Dat vergrootte de economische kansen van Brazilië, waar het grootste deel van het tropisch regenwoud met al zijn rubberbomen zich bevond. Er moest zo snel mogelijk veel rubber geproduceerd worden. Om aan die vraag te voldoen maakten gewetenloze rubberhandelaren misbruik van goedkope en misleide werkkrachten die onder erbarmelijke omstandigheden rubber moesten verzamelen in het Braziliaanse regenwoud.

Concurrentie

De Braziliaanse regering wilde tot elke prijs voorkomen dat zaden van de rubberboom de landsgrenzen zouden overgaan in het besef dat daarmee een belangrijke inkomstenbron gedeeld zou moeten worden. Uiteindelijk gebeurde dat toch, en de rubberboom werd in andere landen opgekweekt. Het Braziliaanse rubber-imperium stortte daardoor weer in. Tegenwoordig zijn Thailand, Indonesië en Maleisië de grootste producenten en exporteurs van natuurrubber, maar ook in Afrika en Zuid-Amerika wordt nog rubber geproduceerd.

Vraag

De wereldwijde vraag naar rubber en rubberproducten is alleen maar gegroeid en is veel groter geworden dan door de rubberbomen geleverd kan worden. Er is daarom gezocht naar alternatieven. Tegenwoordig wordt een belangrijk deel van de voorraad rubber geproduceerd uit synthetische processen, waar vooral aardolie voor wordt gebruikt. De eigenschappen van de synthetische rubbersoorten zijn vergelijkbaar met de natuurrubbers. Omdat de verschillende soorten ook iets andere eigenschappen hebben, kunnen in verschillende omstandigheden precies de juiste rubbers gekozen worden. Natuurrubber wordt overigens nog steeds toegepast, met name in de autobandenindustrie wordt nog veel hiervan gebruikt. In totaal wordt er per jaar ongeveer 25 miljoen ton rubber verhandeld, waarvan zo'n 40-45 % natuurrubber is en het overige deel synthetische rubbers.

Producten

Rubber kom je in veel verschillende producten tegen, hoewel de meeste mensen het niet altijd zullen herkennen. Denk bijvoorbeeld aan autobanden, rubberen balletjes, schoenzolen, condooms, gummen, laarzen, stopjes, dempers, afdichtingen, kabels, etc. Zonder rubber zou onze wereld er heel anders uitzien!