Natuurrubber is een polymeer (macromolecuul) gevormd uit isopreenmoleculen (methylbut-1,3-dieen). Het wordt meestal verkregen door latex uit de rubberboom te extraheren (Havea brasiliensis), zoals hieronder weergegeven:
Latex (natuurrubber) wordt gewonnen uit de rubberboom (Hevea brasiliensis)
Deze latex wordt gezeefd en met ammoniak (NH3) om het te bewaren en ook van verschillende conserveermiddelen, zuren of zouten, zodat het een proces van coagulatie en gescheiden van de vloeistof en vormt een witte pasteuze massa, die wordt vermalen en verwerkt om mogelijke verontreinigingen te verwijderen en droog.
Rubber, dus ruw, heeft echter enkele ongewenste eigenschappen voor gebruik door de industrie, zoals lage treksterkte, oplosbaarheid in oplosmiddelen organisch, gemakkelijk te oxideren en weinig bestand tegen hitte en temperatuurschommelingen, omdat het op warme dagen zacht en plakkerig wordt, terwijl het op koude dagen hard en bros.
Om deze problemen te verhelpen, ondergaat rubber een proces dat vulkanisatie wordt genoemd en dat in 1838 per ongeluk werd ontdekt door
Charles Goodyear (1800-1860), toen hij een mengsel van rubber en zwavel op de hete kachel liet vallen en hij merkte dat dit mengsel een beetje was verbrand, maar niet was gesmolten.
Charles Goodyear
Dus, Vulkaniseren is het toevoegen van zwavel aan rubber, onder verwarming en met behulp van katalysatoren. Merk op in het onderstaande diagram dat de dubbele bindingen van polyisopreen (rubberpolymeer) zijn verbroken en zwavelbruggen worden gevormd, dat wil zeggen zijbindingen tussen de ketens, waardoor het polymeer driedimensionaal:
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Rubber vulkanisatieproces
Deze zwavelbruggen zorgen ervoor dat het rubber een lage hysterese en lage permanente vervorming heeft. Hysterese verwijst naar de vertraging in de reactie van een systeem wanneer een extern verzoek wordt gedaan. Als je bijvoorbeeld in een stuk ruw rubber knijpt, duurt het even voordat het weer zijn oorspronkelijke vorm heeft, wat betekent dat het een hoge hysterese heeft. Gevulkaniseerd rubber keert snel terug naar zijn oorspronkelijke vorm, omdat de zwavel ertussen overbrugt de kettingen zijn zeer flexibel en laten deze kettingen gemakkelijk over elkaar schuiven. anderen. Het materiaal is ook resistenter omdat de zwavelbruggen het moeilijk maken voor het rubber om te breken wanneer het wordt uitgerekt.
Het aandeel zwavel dat bij vulkanisatie aan rubber wordt toegevoegd, varieert tussen 2 en 20%, afhankelijk van wat gewenst is, en hoe meer zwavel aan het rubber wordt toegevoegd, hoe groter de hardheid. Kijken:
Gewone rubbers: 2 tot 10% zwavelgehalte;
Rubbers gebruikt in banden: 1,5 tot 5% zwavelgehalte;
Rubbers gebruikt in beschermende coatings voor machines en apparatuur in de chemische industrie: ongeveer 30% zwavelgehalte.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Rubbervulkanisatie"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm. Betreden op 27 juni 2021.
