Luonnonkumi on polymeeri (makromolekyyli), joka muodostuu isopreenimolekyyleistä (metyylibut-1,3-dieeni). Se saadaan yleensä uuttamalla lateksi kumipuusta (Havea brasiliensis), kuten alla:
Lateksi (luonnonkumi) uutetaan kumipuusta (Hevea brasiliensis)
Tämä lateksi suodatetaan ja lisätään ammoniakin (NH3) sen säilyttämiseksi ja myös erilaisista säilöntäaineiden hapoista tai suoloista niin, että se käy läpi hyytymisprosessin ja - erotettava nesteestä muodostaen valkoinen pastamainen massa, joka jauhetaan ja käsitellään mahdollisten epäpuhtauksien poistamiseksi ja kuiva.
Kumilla, joka on näin raaka, on kuitenkin joitain ei-toivottuja ominaisuuksia teollisuuden käyttöön, kuten matala vetolujuus, liukoisuus liuottimiin orgaaninen, helppo hapettua ja alhainen lämmön ja lämpötilan vaihteluiden vastustuskyky, koska kuumina päivinä se muuttuu pehmeäksi ja tahmeaksi, kun taas kylminä päivinä siitä tulee kovaa ja hauras.
Näiden ongelmien korjaamiseksi kumi käy läpi prosessin, jota kutsutaan vulkanoinniksi, joka löydettiin vahingossa vuonna 1838
Charles Goodyear (1800-1860), kun hän pudotti kumin ja rikin seoksen kuumalle liedelle ja huomasi, että seos oli palanut vähän, mutta ei sula.
Charles Goodyear
Täten, Vulkanointi on rikin lisääminen kumiin kuumennettaessa ja katalyyttien avulla. Huomaa alla olevassa kaaviossa, että polyisopreeni (kumipolymeeri) kaksoissidokset ovat rikkoutuneet ja muodostuu rikkisiltoja, ts. sivusidoksia ketjujen välille, mikä tekee polymeeristä kolmiulotteinen:
Kumin vulkanointiprosessi
Nämä rikkisillat aiheuttavat kumin matalan hystereesin ja vähäisen pysyvän muodonmuutoksen. Hystereesi viittaa järjestelmän vastauksen viiveeseen ulkoista pyyntöä tehtäessä. Esimerkiksi, kun puristat pala raakakumia, kestää jonkin aikaa palata alkuperäiseen muotoonsa, mikä tarkoittaa, että sillä on korkea hystereesi. Vulkanoitu kumi palaa nopeasti alkuperäiseen muotoonsa, kun rikki siltojen välillä ketjut ovat erittäin joustavia ja antavat näiden ketjujen liukua helposti toistensa yli. toiset. Materiaali on myös kestävämpi, koska rikkisillat vaikeuttavat kumin murtumista venytettäessä.
Kumiin lisätyn rikin osuus vulkanoinnissa vaihtelee välillä 2 ja 20%, riippuen siitä, mitä halutaan, ja mitä enemmän rikkiä lisätään kumiin, sitä suurempi on sen kovuus. Katso:
Tavalliset kumit: 2 - 10% rikkipitoisuutta;
Renkaissa käytettävät kumit: 1,5 - 5% rikkipitoisuus;
Kemianteollisuuden koneiden ja laitteiden suojapinnoitteissa käytettävät kumit: noin 30% rikkipitoisuutta.
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm
