Natūralus kaučiukas yra polimeras (makromolekulė), suformuotas iš izopreno molekulių (metilbut-1,3-dieno). Paprastai jis gaunamas išgaunant lateksą iš gumos medžio (Havea brasiliensis), kaip parodyta žemiau:
Lateksas (natūralus kaučiukas) išgaunamas iš gumos medžio (Hevea brasiliensis)
Šis lateksas įtempiamas ir pridedamas su amoniaku (NH3), kad jis būtų išsaugotas, taip pat iš įvairių konservantų rūgščių ar druskų, kad jis vyktų koaguliacijos ir atskirti nuo skysčio, sudarant baltą pastos masę, kuri yra sumalama ir apdorojama pašalinant galimus teršalus ir sausas.
Tačiau tokiu būdu neapdorotas kaučiukas turi keletą nepageidaujamų savybių, kuriuos jis gali naudoti pramonėje, pavyzdžiui, mažas tempiamasis stipris, tirpumas tirpikliuose organinis, lengvai oksiduojamas ir mažai atsparus karščiui ir temperatūros pokyčiams, nes karštomis dienomis jis tampa minkštas ir lipnus, o šaltomis - kietas ir trapus.
Norint pašalinti šias problemas, gumoje vyksta vulkanizacijos procesas, kurį 1838 m. Atsitiktinai atrado
Charlesas Goodyearas (1800–1860), numetęs ant karštos viryklės gumos ir sieros mišinį, jis pastebėjo, kad šis mišinys šiek tiek sudegė, bet netirpo.
Charlesas Goodyearas
Taigi, Vulkanizavimas yra sieros pridėjimas į kaučiuką kaitinant ir naudojant katalizatorius. Žemiau esančioje diagramoje atkreipkite dėmesį, kad poliizopreno (gumos polimero) dvigubos jungtys yra suskaidytos ir susidaro sieros tiltai, tai yra šoniniai ryšiai tarp grandinių, todėl polimeras trimatis:
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Gumos vulkanizavimo procesas
Šie sieros tiltai sukelia gumos mažą histerezę ir mažą nuolatinę deformaciją. Histerezė reiškia sistemos atsakymo vėlavimą, kai pateikiamas išorinis prašymas. Pavyzdžiui, jei išspausite žaliavinės gumos gabalėlį, užtruks šiek tiek laiko, kol grįšite į pradinę formą, o tai reiškia, kad jis turi didelę histerezę. Vulkanizuota guma greitai sugrįš į pradinę formą, nes siera tiltuoja tarp jų grandinės yra labai lanksčios ir leidžia šioms grandinėms lengvai slysti viena ant kitos. kiti. Medžiaga taip pat yra atsparesnė, nes dėl sieros tiltų guma sunkiai lūžta, kai ji yra ištempta.
Vulkanizuojant į kaučiuką įmaišytos sieros dalis svyruoja nuo 2 iki 20%, priklausomai nuo to, ko pageidaujama, ir kuo daugiau sieros pridėta prie kaučiuko, tuo didesnis jos kietumas. Pažvelk:
Paprastos gumos: nuo 2 iki 10% sieros;
Padangose naudojamos gumos: 1,5–5% sieros;
Chemijos pramonės mašinų ir įrangos apsauginėse dangose naudojamos gumos: apie 30% sieros.
Jennifer Fogaça
Baigė chemiją
Ar norėtumėte paminėti šį tekstą mokykloje ar akademiniame darbe? Pažvelk:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Gumos vulkanizavimas“; Brazilijos mokykla. Yra: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm. Žiūrėta 2021 m. Birželio 27 d.
