Looduslik kautšuk on isopreeni molekulidest (metüülbut-1,3-dieen) moodustatud polümeer (makromolekul). Seda saadakse tavaliselt lateksi ekstraheerimisel kummipuust (Havea brasiliensis), nagu allpool näidatud:
Lateks (looduslik kautšuk) ekstraheeritakse kummipuust (Hevea brasiliensis)
See lateks pingutatakse ja lisatakse ammoniaagiga (NH3) selle ja ka erinevate säilitushapete või soolade säilitamiseks, et see läbiks hüübimisprotsessi ja eraldatakse vedelikust, moodustades valge pastase massi, mis jahvatatakse ja töödeldakse võimalike saasteainete eemaldamiseks ja kuiv.
Sellisel kujul toorkummist on aga tööstuses kasutamiseks soovimatuid omadusi, nagu madal tõmbetugevus, lahustuvus lahustites orgaaniline, kergesti oksüdeeritav ning vähese vastupidavusega kuumuse ja temperatuuri kõikumisele, sest kuumadel päevadel muutub see pehmeks ja kleepuvaks, külmadel aga raskeks ja rabe.
Nende probleemide lahendamiseks läbib kumm protsessi, mida nimetatakse vulkaniseerimiseks, mille avastas 1838. Aastal juhuslikult
Charles Goodyear (1800–1860), kui kukutas kuumale pliidile kummi ja väävli segu ning märkas, et see segu oli veidi põlenud, kuid mitte sulanud.
Charles Goodyear
Seega Vulkaniseerimine on väävli lisamine kummile kuumutamisel ja katalüsaatorite abil. Allpool toodud diagrammil pange tähele, et polüisopreenist (kummist polümeerist) kaksiksidemed on katki ja moodustuvad väävlisillad, see tähendab külgsidemed ahelate vahel, muutes polümeeri kolmemõõtmeline:
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Kummi vulkaniseerimisprotsess
Need väävlisillad põhjustavad kummi madalat hüstereesi ja madalat püsivat deformatsiooni. Hüsteerees viitab süsteemi reageerimise viibimisele välise taotluse esitamisel. Näiteks kui pigistate tükki toorkummi, võtab esialgse kuju taastamine veidi aega, mis tähendab, et sellel on kõrge hüsterees. Vulkaniseeritud kautšuk saab kiiresti tagasi oma esialgse kuju, kuna väävel sillutab nende vahel ketid on väga paindlikud ja võimaldavad neil kettidel üksteise peal hõlpsalt libiseda. teised. Materjal on vastupidavam ka seetõttu, et väävlisillad raskendavad venitamisel kummi purunemist.
Kummile lisatud väävli osakaal vulkaniseerimisel varieerub vahemikus 2 kuni 20%, sõltuvalt soovist, ja mida rohkem kummile lisatakse väävlit, seda suurem on selle kõvadus. Vaata:
Tavalised kummikud: 2–10% väävlisisaldust;
Rehvides kasutatavad kummid: 1,5–5% väävlisisaldus;
Keemiatööstuse masinate ja seadmete kaitsekatetes kasutatavad kummid: umbes 30% väävlisisaldust.
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Kummist vulkaniseerimine"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.
