Što je vulkanizacija gume?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Sintetička ili prirodna tvar sa svojstvima elastičnosti, električnim izolacijskim svojstvima i vodootpornošću naziva se guma. Vulkanizacija takve tvari reakcijama koje uključuju određene kemijske elemente ili pod utjecajem ionizirajućeg zračenja dovodi do stvaranja gume.

Kako je nastala guma?

Kronika o pojavi gume u zemljama gumene Europe započela je kada je Kolumbo 1493. donio neobična blaga s novog kontinenta. Među njima je bila i nevjerojatno skakuta lopta koju su domaći domoroci napravili od mliječnog soka stabla hevee. Indijanci su ovaj sok zvali "kauchu" (od "kau" - drvo, "chu" - suze, plač) i koristili ga u ritualnim ceremonijama. Ime se zadržalo na španjolskom kraljevskom dvoru. Međutim, u Europi je postojanje neobičnog materijala bilo zaboravljeno sve do 18. stoljeća.

Opće zanimanje za gumu pojavilo se tek nakon što je francuski moreplovac Ch. Condamine 1738. predstavio znanstvenicima s Pariške akademijeznanosti određeni elastični materijal, uzorci proizvoda iz njega, njegov opis i metode ekstrakcije. Sh. Condamine donio je ove stvari s ekspedicije u Južnu Ameriku. Tamo su domoroci izrađivali razne predmete za kućanstvo od smole posebnih stabala. Taj se materijal naziva "guma", od lat. resina - "smola". Od tada je počela potraga za načinima upotrebe ove tvari.

Što je guma?

Međutim, malo je zajedničkog između naziva resina i koncepta pod kojim danas doživljavamo ovaj materijal. Uostalom, smola drveća je samo sirovina za gumu.

Vulkanizacija gume omogućuje značajno poboljšanje njezine kvalitete, čini je elastičnijom, jačom i izdržljivijom. Upravo ovaj proces omogućuje dobivanje mnogih vrsta gume za tehničke, tehnološke i domaće potrebe.

Vrijednost gume

Danas je guma dobila najšire korištenje u proizvodnji gume. Moderna industrija proizvodi razne vrste guma za automobile, zrakoplovstvo, bicikle. Koristi se u proizvodnji raznih brtvi za odvojive elemente u hidrauličkim, pneumatskim i vakuumskim uređajima.

Proizvod dobiven procesom vulkanizacije gume sa sumporom i drugim kemijskim elementima koristi se za električnu izolaciju, u proizvodnji medicinskih i laboratorijskih instrumenata i uređaja. Osim toga, razne gume koriste se za proizvodnju transportnih traka koje rade pod velikim opterećenjem, antikorozivnih premaza za kotlove i cijevi,razne vrste ljepila i sitnih proizvoda tankih stijenki visoke čvrstoće. Sinteza umjetne gume omogućila je stvaranje nekih vrsta krutog raketnog goriva, gdje ovaj materijal ima ulogu goriva.

Što je vulkanizacija gume i čemu služi?

Proces vulkanizacije uključuje miješanje gume, sumpora i drugih tvari u potrebnim omjerima. Termički se obrađuju. Kada se guma zagrijava sa sumpornim sredstvom, molekule ove tvari međusobno se vežu sumpornim vezama. Neke od njihovih grupa čine jednu trodimenzionalnu prostornu mrežu.

Guma sadrži veliku količinu poliizopren ugljikovodika (C5H8)n, proteina, aminokiselina, masnih kiselina, nekih metalnih soli i drugih nečistoća.

U molekuli prirodne gume može biti prisutno do 40 tisuća elementarnih jedinica, ne otapa se u vodi, ali se savršeno cijepa u organskim otapalima. Međutim, ako se guma može gotovo potpuno otopiti u benzinu, tada će guma u njoj samo nabubriti.

Vulkanizacija ovog materijala pomaže u smanjenju plastičnih svojstava gume, optimizira stupanj njenog bubrenja i topljivosti u izravnom kontaktu s organskim otapalima.

Proces vulkanizacije gume daje dobivenom materijalu trajnija svojstva. Guma napravljena ovom tehnologijom može održati elastičnost u širokom temperaturnom rasponu. Istodobno dolazi do poremećaja procesa u vidu povećanog dodavanja sumporadovesti do pojave tvrdoće materijala i gubitka elastičnih sposobnosti. Rezultat je potpuno drugačija tvar, koja se zove ebonit. Prije pojave moderne plastike, ebonit se smatrao jednim od najboljih izolacijskih materijala.

Alternativne metode

Ipak, znanost, kao što znate, ne miruje. Danas su poznata i druga sredstva za vulkanizaciju, ali sumpor i dalje ostaje najveći prioritet. Za ubrzanje vulkanizacije gume koristi se 2-merkaptobenzotiazol i neki njegovi derivati. Alternativne tehnike uključuju ionizirajuće zračenje pomoću određenih organskih peroksida.

Obično, u bilo kojoj vrsti vulkanizacije, mješavina gume i raznih aditiva se koristi kao sirovina, dajući gumi tražena svojstva ili poboljšavajući njezinu kvalitetu. Dodavanje punila kao što su čađa i kreda pomaže smanjiti troškove dobivenog materijala.

Kao rezultat tehnološkog procesa, proizvod vulkanizacije gume dobiva visoku čvrstoću i dobru elastičnost. Zato se razne vrste prirodnih i sintetičkih guma koriste kao sirovine za proizvodnju gume.

Izgledi za daljnji razvoj

Zahvaljujući razvoju tehnologije proizvodnje sintetičke gume, proizvodnja gume više nije u potpunosti ovisna o prirodnom materijalu. Međutim, moderna tehnologija nije istisnula potencijal prirodnog resursa. Do danas udiopotrošnja prirodne gume u industrijske svrhe je oko 30%.

Jedinstvene kvalitete prirodnog resursa čine gumu nezamjenjivom. Neophodan je u proizvodnji velikih gumenih proizvoda, na primjer, u proizvodnji guma za specijalnu opremu. Najpoznatiji proizvođači guma u svijetu u svojim tehnologijama koriste mješavine prirodnih i sintetičkih guma. Zato najveći postotak korištenja prirodnih sirovina otpada na sektor guma u industriji.