Гуттаперча как природный полимер¶

Гуттаперча — природный полимер, представляющий собой транс-изомер полиизопрена (C₅H₈)ₙ, добываемый из латекса (млечного сока) деревьев преимущественно рода Palaquium семейства сапотовых (Sapotaceae). По химическому составу близка к натуральному каучуку, который является цис-изомером того же мономера, однако отличается от него пространственной конфигурацией макромолекулы: у гуттаперчи цепи имеют транс-конфигурацию, что придаёт материалу кристалличность, твёрдость при обычной температуре и способность размягчаться при нагревании.

¶Происхождение и добыча

Основной источник гуттаперчи — деревья рода Palaquium, прежде всего виды Palaquium gutta и Palaquium oblongifolium, произрастающие в тропических лесах Юго-Восточной Азии — на Малайском полуострове, Суматре, Борнео, Яве и Филиппинах. Латекс получают путём подсочки — надрезов коры, — реже срубая деревья целиком. Сок собирают, коагулируют и очищают нагреванием в воде, после чего формуют в блоки или листы.

Название происходит от малайских слов getah (смола, каучук) и pertja (дерево, дающее этот сок). В европейскую науку материал ввёл в 1843 году британский врач Уильям Монтгомери, работавший в Сингапуре и описавший его свойства.

¶Свойства

Ключевые характеристики гуттаперчи:

• Термопластичность — при нагревании до 60–70 °C материал размягчается и легко формуется, при охлаждении вновь затвердевает; цикл можно повторять.
• Химическая стойкость — устойчивость к воде, щелочам и многим агрессивным средам.
• Электроизоляция — низкая электропроводность, сохраняющаяся во влажной среде.
• Биологическая инертность — нетоксичность и совместимость с живыми тканями.
• Механическая прочность — выше, чем у натурального каучука, но ниже эластичность.

К недостаткам относят хрупкость при низких температурах, чувствительность к свету и кислороду (старение), а также ограниченность природных ресурсов.

¶История применения

Во второй половине XIX века гуттаперча стала важным техническим материалом. В 1845 году её начали применять для изоляции подводных телеграфных кабелей — благодаря стойкости в морской воде. Материал использовался при прокладке трансатлантического кабеля (1866). Из гуттаперчи изготавливали также хирургические инструменты, зубоврачебные материалы для пломбирования каналов, формы для гальванопластики, мячи для гольфа, рукоятки и оправы.

С развитием синтетических полимеров в XX веке (полиэтилен, полихлорвинил, синтетические каучуки) значение природной гуттаперчи резко снизилось. Её вытеснили более дешёвые и стабильные заменители, в том числе синтетический транс-полиизопрен.

¶Современное использование

В настоящее время объёмы добычи природной гуттаперчи невелики. Она сохраняет применение в стоматологии (материалы для пломбирования корневых каналов, например гуттаперчевые штифты), в производстве специальных клеёв, а также в реставрации и некоторых видах спортивного инвентаря. Синтетический аналог — транс-полиизопрен — выпускается промышленно и частично восполняет потребность.

¶Значение

Гуттаперча сыграла заметную роль в истории материаловедения и техники связи: она стала одним из первых полимеров природного происхождения, нашедших массовое промышленное применение, и на её примере были изучены явления кристаллизации и стереоизомерии полимеров. Различие свойств цис- и транс-изомеров полиизопрена — каучука и гуттаперчи — служит классическим примером влияния пространственного строения макромолекул на физические характеристики вещества.