Какво е вулканизация на каучук?

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Синтетична или естествена субстанция със свойства на еластичност, електрически изолационни характеристики и водоустойчивост се нарича гума. Вулканизацията на такова вещество чрез реакции с участието на определени химични елементи или под въздействието на йонизиращо лъчение води до образуването на каучук.

Как се появи каучукът?

Хрониката за появата на каучук в страните от каучуковата Европа започва, когато Колумб през 1493 г. донася необичайни съкровища от новия континент. Сред тях имаше удивително подскачаща топка, която местните местни жители направиха от млечния сок на дървото хевея. Индианците наричали този сок "каучу" (от "кау" - дърво, "чу" - сълзи, плач) и го използвали в ритуални церемонии. Името остана в испанския кралски двор. Въпреки това, в Европа съществуването на необичаен материал е забравено до 18-ти век.

Общият интерес към каучука възниква едва след като френският мореплавател Ч. Кондамин през 1738 г. представя на учени от Парижката академиянауки определен еластичен материал, образци на продукти от него, неговото описание и методи за извличане. Ш. Кондамин донесе тези неща от експедиция в Южна Америка. Там местните изработвали различни предмети за бита от смолата на специални дървета. Този материал се нарича "гума", от лат. resina - "смола". От това време започва търсенето на начини за използване на това вещество.

Какво е гума?

Въпреки това, има малко общо между името resina и концепцията, под която възприемаме този материал днес. В крайна сметка дървесната смола е просто суровина за каучук.

Вулканизацията на каучук позволява значително да се подобри качеството му, да се направи по-еластичен, здрав и издръжлив. Именно този процес прави възможно получаването на много разновидности на каучук за технически, технологични и битови цели.

Стойността на гумата

Днес гумата е получила най-широко приложение в производството на каучук. Съвременната индустрия произвежда различни видове гуми за автомобили, авиация, велосипеди. Използва се при производството на различни уплътнения за разглобяеми елементи в хидравлични, пневматични и вакуумни устройства.

Продуктът, получен в процеса на вулканизация на каучук със сяра и други химични елементи, се използва за електрическа изолация, при производството на медицински и лабораторни инструменти и устройства. В допълнение, различни гуми се използват за производството на конвейерни ленти, работещи при тежки натоварвания, антикорозионни покрития за котли и тръби,различни видове лепило и тънкостенни високоякостни малки продукти. Синтезът на изкуствен каучук направи възможно създаването на някои видове твърдо ракетно гориво, където този материал играе ролята на гориво.

Какво е вулканизация на каучук и какво прави?

Процесът на вулканизация включва смесване на каучук, сяра и други вещества в необходимите пропорции. Те са термично обработени. Когато каучукът се нагрява със серен агент, молекулите на това вещество са свързани една с друга чрез серни връзки. Някои от техните групи образуват единична триизмерна пространствена мрежа.

Каучукът съдържа голямо количество полиизопрен въглеводород (C5H8)n, протеини, аминокиселини, мастни киселини, някои метални соли и други примеси.

В молекула от естествен каучук могат да присъстват до 40 хиляди елементарни единици, той не се разтваря във вода, но е идеално разделен в органични разтворители. Въпреки това, ако гумата е в състояние почти напълно да се разтвори в бензин, тогава гумата в нея само ще набъбне.

Вулканизацията на този материал помага за намаляване на пластичните свойства на каучука, оптимизира степента на неговото набъбване и разтворимост при директен контакт с органични разтворители.

Процесът на вулканизация на каучук осигурява на получения материал по-трайни свойства. Каучукът, произведен по тази технология, е в състояние да поддържа еластичност в широк температурен диапазон. В същото време се наблюдават смущения в процеса под формата на повишено добавяне на сяраводят до поява на твърдост на материала и загуба на еластични способности. Резултатът е съвсем различно вещество, което се нарича ебонит. Преди появата на съвременните пластмаси, ебонитът се смяташе за един от най-добрите изолационни материали.

Алтернативни методи

Въпреки това науката, както знаете, не стои на едно място. Днес са известни и други вулканизиращи агенти, но сярата все още остава най-висок приоритет. За ускоряване на вулканизацията на каучук се използват 2-меркаптобензотиазол и някои от неговите производни. Алтернативните техники включват йонизиращо лъчение с помощта на определени органични пероксиди.

Обикновено при всякакъв вид вулканизация се използва смес от каучук и различни добавки като изходна суровина, която придава на гумата необходимите свойства или подобрява нейното качество. Добавянето на пълнители като сажди и тебешир помага за намаляване на цената на получения материал.

В резултат на технологичния процес продуктът за вулканизация на каучук придобива висока якост и добра еластичност. Ето защо различни видове естествени и синтетични каучуци се използват като суровини за производството на каучук.

Перспективи за по-нататъшно развитие

Благодарение на развитието на технологиите за производство на синтетичен каучук, производството на каучук вече не зависи изцяло от естествения материал. Съвременните технологии обаче не са изместили потенциала на природния ресурс. Към днешна дата делътконсумацията на естествен каучук за промишлени цели е около 30%.

Уникалните качества на природния ресурс правят гумата незаменима. Необходимо е при производството на едрогабаритни гумени изделия, например при производството на гуми за специално оборудване. Най-известните производители на гуми в света използват в своите технологии смеси от естествен и синтетичен каучук. Ето защо най-голям процент от използването на естествени суровини се пада на сектора на гумите в индустрията.