Kaj je vulkanizacija gume?

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Sintetična ali naravna snov z elastičnimi lastnostmi, električnimi izolacijskimi lastnostmi in vodoodpornostjo se imenuje guma. Vulkanizacija takšne snovi z reakcijami, ki vključujejo določene kemične elemente ali pod vplivom ionizirajočega sevanja, vodi do tvorbe gume.

Kako je nastala guma?

Kronika o pojavu gume v državah gumaste Evrope se je začela, ko je Kolumb leta 1493 prinesel nenavadne zaklade z nove celine. Med njimi je bila neverjetno poskočna žogica, ki so jo domačini izdelali iz mlečnega soka drevesa hevea. Indijanci so ta sok imenovali "kauchu" (iz "kau" - drevo, "chu" - solze, jok) in ga uporabljali v obrednih obredih. Ime se je zadržalo na španskem kraljevem dvoru. Vendar je bil v Evropi na obstoj nenavadnega materiala pozabljen vse do 18. stoletja.

Splošno zanimanje za gumo se je pojavilo šele po tem, ko je francoski navigator Ch. Condamine leta 1738 predstavil znanstvenikom s pariške akademijeznanosti o določenem elastičnem materialu, vzorcih izdelkov iz njega, njegovem opisu in metodah pridobivanja. Sh. Condamine je te stvari prinesel z odprave v Južno Ameriko. Tam so domačini iz smole posebnih dreves izdelovali različne gospodinjske predmete. Ta material se imenuje "guma", iz lat. resina - "smola". Od takrat se je začelo iskanje načinov uporabe te snovi.

Kaj je guma?

Vendar je malo skupnega med imenom resina in konceptom, pod katerim danes dojemamo to gradivo. Navsezadnje je drevesna smola le surovina za gumo.

Vulkanizacija gume omogoča znatno izboljšanje njene kakovosti, naredi jo bolj elastično, močno in vzdržljivo. Prav ta postopek omogoča pridobivanje številnih vrst gume za tehnične, tehnološke in domače namene.

Vrednost gume

Danes je guma najbolj razširjena v proizvodnji gume. Sodobna industrija proizvaja različne vrste pnevmatik za avtomobile, letalstvo, kolesa. Uporablja se pri izdelavi različnih tesnil za snemljive elemente v hidravličnih, pnevmatskih in vakuumskih napravah.

Izdelek, pridobljen v procesu vulkanizacije gume z žveplom in drugimi kemičnimi elementi, se uporablja za električno izolacijo, v proizvodnji medicinskih in laboratorijskih instrumentov in naprav. Poleg tega se različne gume uporabljajo za izdelavo transportnih trakov, ki delujejo pod velikimi obremenitvami, protikorozijskih premazov za kotle in cevi,različne vrste lepila in tankostenski visoko trdni majhni izdelki. Sinteza umetne gume je omogočila ustvarjanje nekaterih vrst trdnega raketnega goriva, kjer ta material igra vlogo goriva.

Kaj je vulkanizacija gume in kaj naredi?

Proces vulkanizacije vključuje mešanje gume, žvepla in drugih snovi v zahtevanih razmerjih. So toplotno obdelane. Ko se guma segreje z žveplovim sredstvom, so molekule te snovi med seboj vezane z žveplovimi vezmi. Nekatere njihove skupine tvorijo eno samo tridimenzionalno prostorsko mrežo.

Guma vsebuje veliko količino poliizopren ogljikovodikov (C5H8)n, beljakovin, aminokislin, maščobnih kislin, nekaterih kovinskih soli in drugih nečistoč.

V molekuli naravnega kavčuka je lahko prisotnih do 40 tisoč elementarnih enot, ki se ne raztopi v vodi, se pa odlično razcepi v organskih topilih. Če pa se guma skoraj popolnoma raztopi v bencinu, bo guma v njej samo nabrekla.

Vulkanizacija tega materiala pomaga zmanjšati plastične lastnosti gume, optimizira stopnjo njenega nabrekanja in topnosti v neposrednem stiku z organskimi topili.

Proces vulkanizacije kavčuka zagotavlja nastali material trajnejše lastnosti. Guma, izdelana s to tehnologijo, lahko ohranja elastičnost v širokem temperaturnem območju. Hkrati pride do motenj v procesu v obliki povečanega dodajanja žveplavodijo do pojava trdote materiala in izgube elastičnih sposobnosti. Rezultat je povsem drugačna snov, ki se imenuje ebonit. Pred prihodom sodobne plastike je ebonit veljal za enega najboljših izolacijskih materialov.

Alternativne metode

Kljub temu znanost, kot veste, ne miruje. Danes so znana tudi druga sredstva za vulkanizacijo, vendar je žveplo še vedno najpomembnejša. Za pospešitev vulkanizacije gume se uporablja 2-merkaptobenzotiazol in nekateri njegovi derivati. Alternativne tehnike vključujejo ionizirajoče sevanje z uporabo določenih organskih peroksidov.

Običajno se pri kateri koli vrsti vulkanizacije kot surovina uporablja mešanica gume in različnih dodatkov, ki dajejo gumi zahtevane lastnosti ali izboljšajo njeno kakovost. Dodatek polnil, kot sta saj in kreda, pomaga zmanjšati stroške nastalega materiala.

Zaradi tehnološkega procesa pridobi izdelek za vulkanizacijo gume visoko trdnost in dobro elastičnost. Zato se kot surovine za izdelavo gume uporabljajo različne vrste naravnih in sintetičnih kavčukov.

Možnosti za nadaljnji razvoj

Zahvaljujoč razvoju tehnologij proizvodnje sintetičnega kavčuka proizvodnja gume ni več popolnoma odvisna od naravnega materiala. Vendar sodobna tehnologija ni izpodrinila potenciala naravnega vira. Do danes je deležporaba naravnega kavčuka za industrijske namene je približno 30%.

Edinstvene lastnosti naravnega vira naredijo gumo nenadomestljivo. Potreben je pri proizvodnji velikih gumijastih izdelkov, na primer pri izdelavi pnevmatik za posebno opremo. Najbolj znani proizvajalci pnevmatik na svetu v svojih tehnologijah uporabljajo mešanice naravnih in sintetičnih kavčukov. Zato največji odstotek uporabe naravnih surovin pade na sektor pnevmatik v industriji.