Čo je vulkanizácia gumy?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Syntetická alebo prírodná látka s elastickými vlastnosťami, elektroizolačnými vlastnosťami a odolnosťou voči vode sa nazýva guma. Vulkanizácia takejto látky prostredníctvom reakcií zahŕňajúcich určité chemické prvky alebo pod vplyvom ionizujúceho žiarenia vedie k tvorbe kaučuku.

Ako vznikla guma?

Kronika objavenia sa kaučuku v krajinách kaučukovej Európy sa začala, keď Kolumbus v roku 1493 priniesol z nového kontinentu bizarné poklady. Medzi nimi bola aj úžasne skákajúca lopta, ktorú vyrobili miestni domorodci z mliečnej šťavy stromu hevea. Indiáni nazývali túto šťavu "kauchu" (z "kau" - strom, "chu" - slzy, plač) a používali ju pri rituálnych obradoch. Názov utkvel na španielskom kráľovskom dvore. V Európe sa však na existenciu nezvyčajného materiálu zabudlo až do 18. storočia.

Všeobecný záujem o gumu vzrástol až po tom, čo francúzsky moreplavec Ch. Condamine v roku 1738 predstavil vedcom z Parížskej akadémievedy určitý elastický materiál, vzorky výrobkov z neho, jeho popis a metódy extrakcie. Sh. Condamine priniesol tieto veci z expedície do Južnej Ameriky. Domorodci tam vyrábali zo živice špeciálnych stromov rôzne predmety do domácnosti. Tento materiál sa nazýva „guma“, z lat. resina – „živica“. Od tej doby sa začali hľadať spôsoby použitia tejto látky.

Čo je guma?

Medzi názvom resina a pojmom, pod ktorým tento materiál dnes vnímame, je však len málo spoločného. Živica stromov je predsa len surovina na výrobu gumy.

Vulkanizácia gumy umožňuje výrazne zlepšiť jej kvalitu, urobiť ju pružnejšou, pevnejšou a odolnejšou. Práve tento proces umožňuje získať mnoho druhov gumy na technické, technologické a domáce účely.

Hodnota gumy

V súčasnosti má guma najrozšírenejšie využitie pri výrobe gumy. Moderný priemysel vyrába rôzne typy pneumatík pre automobily, letectvo, bicykle. Používa sa pri výrobe rôznych tesnení pre odnímateľné prvky v hydraulických, pneumatických a vákuových zariadeniach.

Produkt získaný v procese vulkanizácie kaučuku sírou a inými chemickými prvkami sa používa na elektrickú izoláciu, pri výrobe lekárskych a laboratórnych prístrojov a zariadení. Okrem toho sa rôzne gumy používajú na výrobu dopravných pásov pracujúcich pri veľkom zaťažení, antikoróznych náterov pre kotly a potrubia,rôzne druhy lepidiel a tenkostenné vysokopevnostné drobné výrobky. Syntéza umelého kaučuku umožnila vytvoriť niektoré druhy tuhého raketového paliva, kde tento materiál zohráva úlohu paliva.

Čo je vulkanizácia gumy a na čo slúži?

Proces vulkanizácie zahŕňa zmiešanie gumy, síry a iných látok v požadovaných pomeroch. Sú tepelne spracované. Keď sa kaučuk zahrieva so sírovým činidlom, molekuly tejto látky sú navzájom spojené sírovými väzbami. Niektoré z ich skupín tvoria jednu trojrozmernú priestorovú mriežku.

Guma obsahuje veľké množstvo polyizoprénového uhľovodíka (C5H8)n, bielkovín, aminokyselín, mastných kyselín, niektorých solí kovov a iných nečistôt.

V molekule prírodného kaučuku môže byť prítomných až 40 tisíc elementárnych jednotiek, nerozpúšťa sa vo vode, ale je dokonale štiepený v organických rozpúšťadlách. Ak je však guma schopná takmer úplne sa rozpustiť v benzíne, potom guma v nej iba napučí.

Vulkanizácia tohto materiálu pomáha znižovať plastické vlastnosti gumy, optimalizuje stupeň jej napučiavania a rozpustnosť v priamom kontakte s organickými rozpúšťadlami.

Proces vulkanizácie gumy poskytuje výslednému materiálu odolnejšie vlastnosti. Guma vyrobená pomocou tejto technológie je schopná zachovať elasticitu v širokom rozsahu teplôt. Súčasne dochádza k poruchám procesu vo forme zvýšeného pridávania síryviesť k objaveniu sa tvrdosti materiálu a strate elastických schopností. Výsledkom je úplne iná látka, ktorá sa nazýva ebonit. Pred príchodom moderných plastov bol ebonit považovaný za jeden z najlepších izolačných materiálov.

Alternatívne metódy

Napriek tomu veda, ako viete, nestojí na mieste. Dnes sú známe iné vulkanizačné činidlá, ale síra stále zostáva najvyššou prioritou. Na urýchlenie vulkanizácie kaučuku sa používa 2-merkaptobenztiazol a niektoré jeho deriváty. Alternatívne techniky zahŕňajú ionizujúce žiarenie využívajúce určité organické peroxidy.

Pri akomkoľvek type vulkanizácie sa ako surovina zvyčajne používa zmes kaučuku a rôznych prísad, ktoré kaučuku dodávajú požadované vlastnosti alebo zlepšujú jeho kvalitu. Pridanie plnív, ako sú sadze a krieda, pomáha znižovať náklady na výsledný materiál.

Produkt po vulkanizácii gumy získava technologickým procesom vysokú pevnosť a dobrú elasticitu. Preto sa ako suroviny na výrobu kaučuku používajú rôzne druhy prírodných a syntetických kaučukov.

Vyhliadky na ďalší rozvoj

Vďaka rozvoju technológií výroby syntetického kaučuku už nie je výroba kaučuku úplne závislá od prírodného materiálu. Moderné technológie však nevytlačili potenciál prírodného zdroja. K dnešnému dňu podielspotreba prírodného kaučuku na priemyselné účely je asi 30 %.

Jedinečné vlastnosti prírodného zdroja robia gumu nenahraditeľnou. Je to nevyhnutné pri výrobe veľkých gumových výrobkov, napríklad pri výrobe pneumatík pre špeciálne zariadenia. Najznámejší výrobcovia pneumatík na svete používajú vo svojich technológiách zmesi prírodných a syntetických kaučukov. To je dôvod, prečo najväčšie percento využitia prírodných surovín pripadá na sektor pneumatík v tomto odvetví.