Hartsi (pihka): orgaaninen seos, suoja ja käyttö (meripihka)
Hartsi (pihka): tutustu orgaaniseen seokseen, sen suojavaikutuksiin, kemiaan ja monipuolisiin käyttöihin — teollisuus, suitsukkeet, hajuvedet sekä meripihkan synty ja ominaisuudet.
Hartsi on orgaanisten yhdisteiden seos, jota monet kasvit, erityisesti havupuut, erittävät.
Kasvit ovat kehittäneet monia monimutkaisia kemikaaleja puolustautuakseen kasvinsyöjiä vastaan. Siitä saattavat olla peräisin nämä hartsit, jotka eivät todellakaan ole syötäviä. Kasvit erittävät hartseja niiden suojaavien vaikutusten vuoksi vastauksena vammoihin. Tuore hartsierite voi olla tahmeaa tai nestemäistä, mutta ajan myötä se hapettuu, polymerisoituu ja kovettuu.
Hartsin kemiallinen koostumus
Hartsit koostuvat pääasiassa hiilestä, vedystä ja hapesta, mutta niissä voi olla myös typpeä ja rikkiä. Tyypillisiä komponentteja ovat:
- terpeenit (monoterpeenit, seskiterpeenit ja diterpeenit) — haihtuvia öljyjä, jotka antavat hajun ja toimivat liuottimina;
- hartsihapot (esim. abietiinihappo) — vähemmän haihtuvia, kiinteämpiä komponentteja;
- fenoliset ja muut vähäisemmän pitoisuuden yhdisteet, jotka voivat vaikuttaa hajuihin ja biologisiin vaikutuksiin.
Luonnonhartsit ovat yleensä liukenevia orgaanisiin liuottimiin, mutta eivät veteen.
Kasvintuotannollinen ja ekologinen merkitys
Hartsi toimii kasveille monella tapaa:
- fysikaalinen suoja: hartsikerros peittää haavan ja estää vedenhukkaa sekä mikro-organismien pääsyä;
- kemiallinen puolustus: tahmeat ja myrkylliset yhdisteet karkottavat tai tappavat hyönteisiä ja estävät sienien kasvua;
- viherkemialliset signaalit: haihtuvat fenoliyhdisteet ja muut katkera‑/tuoksuyhdisteet saattavat houkutella kasvin hyödyllisiä loisia tai saalistajia, jotka hillitsevät kasvinsyöjiä.
Käyttö ihmistoiminnassa
Myös ihmiset arvostavat hartseja niiden monien käyttötarkoitusten vuoksi. Niitä käytetään muun muassa:
- lakoissa ja kalusteiden pintakäsittelyssä;
- liimoissa, erityisesti puutyö- ja teollisuusliimoissa;
- orgaanisen synteesin raaka-aineina ja kemianteollisuudessa lähtöaineina;
- suitsukkeissa, hajuvesissä ja perinteisissä rituaaleissa tuoksuaineena;
- viulunjoustin rosin-tahroissa (soittoteknisessä käytössä parantaa kitkaa jousen ja jousenkielen välillä);
- maaleissa, painoväreissä, komposiiteissa ja laminaateissa sekä sähkö- ja elektroniikkateollisuuden epoksi- ja polyesterihartseissa.
Kivettyneet hartsit ovat meripihkan lähde. Meripihkan syntyminen vie usein miljoonia vuosia: tuore pihka polymerisoituu ja hapettuu maassa tai sedimentissä muodostaen kovettuneen, läpikuultavan kiven, jota arvostetaan koruissa ja keräilyesineissä.
Luonnonhartsit ja synteettiset hartsit
Termiä "hartsi" käytetään myös synteettisistä aineista, joilla on samanlaisia ominaisuuksia kuin luonnonhartsilla. Synteettiset hartsit (esim. epoksit, polyestereitä ja fenolihartsit) valmistetaan kontrolloidusti teollisuudessa ja niillä on laaja käyttöalue laminaateissa, liimoissa, lattioissa, vuorauksissa ja komposiimateriaaleissa. Ne voivat kovettua lämmön tai katalyytin avulla muodostamalla kolmiulotteisen verkoston (ristisidos).
Hankinta ja jalostus
Luonnollista hartsia saadaan usein puihin tehtävien haavojen kautta (ns. terva- ja pihkatekniikat). Jalostusprosessit sisältävät esimerkiksi mekaanisen suodatuksen, tislausprosessit (joista syntyy mm. terpentiiniä eli turpentiinia) sekä lämmöllä tapahtuvat puhdistukset, joilla erotetaan haihtuvat öljyt ja jäljelle jäävä kiinteä hartsi (rosin/kolofoniumi).
Turvallisuus ja ympäristö
Hartseihin liittyy myös haittoja ja riskejä: monet haihtuvat komponentit ovat helposti syttyviä, ja jotkut aiheuttavat ihoärsytystä tai allergisia reaktioita (ammattialoilla kuten puusepänteollisuudessa ja rakennusalalla esiintyy altistumista). Lisäksi hartseista erittyvät VOC-yhdisteet vaikuttavat sisäilmaan ja ympäristöön, joten käyttöä ja päästöjä säädellään teollisuudessa.
Yhteenveto
Hartsi (pihka) on monipuolinen luonnon ja teollisuuden aineryhmä: kasvien puolustuksesta lähtöisin olevista seoksista on jalostettu lukuisia hyödyllisiä tuotteita aina maaleista ja liimoista koruihin ja elektroniikan komposiitteihin. Luonnonhartsit ja niiden fossiiliset muodot, kuten meripihka, ovat kulttuurihistoriallisesti ja taloudellisesti merkittäviä. Samalla on tärkeää huomioida turvallisuus- ja ympäristökysymykset niiden käytössä.
Männyn hartsi
Hyönteinen on jäänyt hartsiin loukkuun
Viulistit voivat käyttää kolofonin kakkua tai sitä voidaan käyttää juottamiseen.
Rosin
Kolofoni (myös "kolofoni" tai "kreikkalainen piki") on hartsin kiinteä muoto. Sitä saadaan männyistä ja joistakin muista kasveista, lähinnä havupuista. Tuoreen nestemäisen pihkan kuumentaminen höyrystää kevyet haihtuvat aineet, kuten terpeenit.
Kolofoni on puoliksi läpinäkyvää ja väriltään keltaisesta mustaan vaihtelevaa. Termi "kolofoni" tulee sanoista colophonia resina eli "Kolofonin, muinaisen joonialaisen kaupungin, mäntyjen pihka".
Käyttää
Rosiinilla on satoja käyttötarkoituksia, joista tässä voidaan mainita vain muutama. Käyttötarkoitukset jakautuvat ryhmiin, joita ovat mm:
- Liukastumisen estäminen (kitkan lisääminen): käytetään jousisoittimissa, tanssijoiden kengissä, voimistelussa, kalliokiipeilyssä ja erilaisten pelien pelaajien käsissä.
- Saippuan, musteiden, joidenkin maalien, paperin, lakan, liiman, juotosliuosten ja tiivistysvahan valmistuksessa.
- Farmaseuttiset tuotteet: tablettikalvot ja suolistopäällysteet, mikrokapselit ja nanohiukkaset.
- Kopaali ja meripihka ovat luonnollisia pihkoja: puun pihkan kevyemmät osat haihtuivat ja jättivät kovettuneen pihkan.
Hartsin kerääminen
Joissakin maailman maissa on myös puuhartsin korjuuta:
- "Kreikassa" on puuhartsin "Mastic (kasvihartsi)" poiminta "halkaisulla".
- Sudanissa poimitaan "Acacia wood resin" -puuta hartsin poistamisen muodossa puusta.
- "Omanissa" poimitaan "Frankincense-hartsia" (hartsi on myös samanniminen) kuorimalla puunrunko.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on hartsi?
V: Hartsi on orgaanisten yhdisteiden seos, jota monet kasvit, erityisesti havupuut, erittävät. Se sisältää hiilestä, vedystä, hapesta, typestä ja rikistä koostuvia kemikaaleja.
K: Mitkä ovat pihkan suojaavat edut kasveille?
V: Hartsi suojaa kasvia hyönteisiltä ja taudinaiheuttajilta ja hämmentää monenlaisia kasvinsyöjiä, hyönteisiä ja taudinaiheuttajia. Haihtuvat fenoliyhdisteet voivat myös houkutella hyväntekijöitä, kuten loisia tai saalistajia, jotka hyökkäävät kasvia tuhoavien kasvinsyöjien kimppuun.
K: Miten ihmiset käyttävät hartseja?
V: Ihmiset arvostavat hartseja niiden monien käyttötarkoitusten vuoksi, kuten lakat, liimat, orgaanisen synteesin raaka-aineet, suitsukkeet ja hajuvedet. Synteettisiä hartseja käytetään laminaateissa, liimoissa, lattiapäällysteissä ja vuorauksissa.
K: Mistä meripihkaa valmistetaan?
V: Meripihka valmistetaan fossiilisoituneista hartseista.
K: Onko pihka syötäväksi kelpaavaa?
V: Ei, hartsi ei ole syötävää, koska se on kehittynyt puolustautumaan kasvinsyöjiä vastaan.
Etsiä