Естественият каучук е полимер (макромолекула), образуван от изопренови молекули (метилбут-1,3-диен). Обикновено се получава чрез извличане на латекс от каучуковото дърво (Havea brasiliensis), както е показано по-долу:
Латексът (естествен каучук) се извлича от каучуковото дърво (Hevea brasiliensis)
Този латекс се прецежда и се добавя с амоняк (NH3), за да го консервира, а също и от различни консервиращи киселини или соли, така че да премине през процес на коагулация и отделят се от течността, образувайки бяла пастообразна маса, която се смила и обработва, за да се отстранят възможните замърсители и суха.
Въпреки това, каучукът, по този начин суров, има някои нежелани характеристики за използването му в промишлеността, като ниска якост на опън, разтворимост в разтворители органичен, лесен за окисляване и ниска устойчивост на топлина и температурни промени, тъй като в горещите дни става мек и лепкав, докато в студените дни става твърд и крехък.
За да отстрани тези проблеми, каучукът претърпява процес, наречен вулканизация, който е открит случайно през 1838 г. от
Чарлз Гудиър (1800-1860), когато пусна смес от каучук и сяра върху горещата печка и той забеляза, че сместа изгоря малко, но не се стопи.
Чарлз Гудиър
Поради това, Вулканизацията е добавяне на сяра към каучук, при нагряване и с използване на катализатори. Отбележете в диаграмата по-долу, че двойните връзки на полиизопрена (каучуков полимер) са скъсани и се образуват сярни мостове, т.е. странични връзки между веригите, което прави полимера триизмерни:
Процес на вулканизация на каучук
Тези серни мостове водят до ниска хистерезис и ниска постоянна деформация на каучука. Хистерезис се отнася до забавянето в отговора на системата, когато е направено външно искане. Например, ако изстискате парче суров каучук, ще отнеме известно време, за да се върне към първоначалната си форма, което означава, че има висока хистерезис. Вулканизираният каучук бързо ще се върне в първоначалната си форма, тъй като сярата се свързва между тях веригите са много гъвкави и позволяват тези вериги лесно да се плъзгат една по друга. други. Материалът е и по-устойчив, тъй като серните мостове затрудняват счупването на каучука при опъването му.
Делът на сярата, добавена към каучука при вулканизацията, варира между 2 и 20%, в зависимост от желаното, и колкото повече сяра се добавя към каучука, толкова по-голяма е неговата твърдост. Виж:
Обикновени каучуци: 2 до 10% съдържание на сяра;
Каучуци, използвани в гумите: 1,5 до 5% съдържание на сяра;
Каучуци, използвани в защитни покрития за машини и съоръжения в химическата промишленост: приблизително 30% съдържание на сяра.
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm