Το φυσικό καουτσούκ είναι ένα πολυμερές (μακρομόριο) που σχηματίζεται από μόρια ισοπρενίου (μεθυλβουτ-1,3-διένιο). Λαμβάνεται συνήθως με την εξαγωγή λατέξ από το δέντρο από καουτσούκ (Έχουν brasiliensis), όπως φαίνεται παρακάτω:
Το λατέξ (φυσικό καουτσούκ) εξάγεται από το δέντρο καουτσούκ (Hevea brasiliensis)
Αυτό το λατέξ στραγγίζεται και προστίθεται με αμμωνία (NH3) για τη διατήρησή του και επίσης από διάφορα συντηρητικά οξέα ή άλατα έτσι ώστε να περνά από μια διαδικασία πήξης και διαχωρίζεται από το υγρό, σχηματίζοντας μια λευκή μάζα πάστας, η οποία αλέθεται και υποβάλλεται σε επεξεργασία για την απομάκρυνση πιθανών ρύπων και στεγνός.
Ωστόσο, το καουτσούκ, επομένως ακατέργαστο, έχει ορισμένα ανεπιθύμητα χαρακτηριστικά για τη χρήση του από τη βιομηχανία, όπως χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό, διαλυτότητα σε διαλύτες οργανικό, εύκολο να οξειδωθεί και χαμηλή αντοχή στη θερμότητα και τη διακύμανση της θερμοκρασίας, γιατί στις ζεστές μέρες γίνεται μαλακό και κολλώδες, ενώ τις κρύες μέρες γίνεται σκληρό και εύθραυστος.
Για την επίλυση αυτών των προβλημάτων, το καουτσούκ υφίσταται μια διαδικασία που ονομάζεται βουλκανισμός, η οποία ανακαλύφθηκε τυχαία το 1838 από Charles Goodyear (1800-1860), όταν έριξε ένα μείγμα από καουτσούκ και θείο στην καυτή σόμπα και παρατήρησε ότι αυτό το μείγμα είχε κάψει λίγο, αλλά δεν έλιωσε.
Τσαρλς Γκούντιερ
Ετσι, Ο βουλκανισμός είναι η προσθήκη θείου στο καουτσούκ, υπό θέρμανση και με τη χρήση καταλυτών. Σημειώστε στο παρακάτω διάγραμμα ότι οι διπλοί δεσμοί πολυισοπρενίου (ελαστικό πολυμερές) έχουν σπάσει και σχηματίζονται γέφυρες θείου, δηλαδή πλευρικοί δεσμοί μεταξύ των αλυσίδων, δημιουργώντας το πολυμερές τρισδιάστατο:
Διαδικασία βουλκανισμού καουτσούκ
Αυτές οι γέφυρες θείου προκαλούν το καουτσούκ να έχει χαμηλή υστέρηση και χαμηλή μόνιμη παραμόρφωση. Η υστέρηση αναφέρεται στην καθυστέρηση στην απόκριση ενός συστήματος όταν υποβάλλεται ένα εξωτερικό αίτημα. Για παράδειγμα, εάν συμπιέσετε ένα κομμάτι ακατέργαστου καουτσούκ, θα χρειαστεί λίγος χρόνος για να επιστρέψετε στο αρχικό του σχήμα, πράγμα που σημαίνει ότι έχει υψηλή υστέρηση. Το βουλκανισμένο καουτσούκ θα επιστρέψει γρήγορα στο αρχικό του σχήμα, καθώς το θείο γεφυρώνει μεταξύ τους οι αλυσίδες είναι πολύ εύκαμπτες και επιτρέπουν σε αυτές τις αλυσίδες να γλιστρούν εύκολα μεταξύ τους. οι υπολοιποι. Το υλικό είναι επίσης πιο ανθεκτικό, επειδή οι γέφυρες θείου καθιστούν δύσκολη τη θραύση του καουτσούκ όταν τεντώνεται.
Η αναλογία θείου που προστίθεται στο λάστιχο σε βουλκανισμό κυμαίνεται μεταξύ 2 και 20%, ανάλογα με το τι είναι επιθυμητό, και όσο περισσότερο θείο προστίθεται στο λάστιχο, τόσο μεγαλύτερη είναι η σκληρότητά του. Κοίτα:
Κοινά καουτσούκ: 2 έως 10% περιεκτικότητα σε θείο.
Καουτσούκ που χρησιμοποιούνται σε ελαστικά: 1,5 έως 5% περιεκτικότητα σε θείο.
Καουτσούκ που χρησιμοποιούνται σε προστατευτικές επικαλύψεις μηχανημάτων και εξοπλισμού σε χημικές βιομηχανίες: περιεκτικότητα σε θείο περίπου 30%.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm