Kauczuk naturalny to polimer (makrocząsteczka) utworzony z cząsteczek izoprenu (metylobut-1,3-dien). Zwykle uzyskuje się go poprzez ekstrakcję lateksu z drzewa kauczukowego (Havea brasiliensis), jak pokazano niżej:
Lateks (kauczuk naturalny) jest pozyskiwany z drzewa kauczukowego (Hevea brasiliensis)
Ten lateks jest odcedzany i dodawany z amoniakiem (NH3) w celu zachowania go, a także z różnych konserwujących kwasów lub soli, aby przeszedł proces koagulacji i oddzielić od cieczy, tworząc białą pastowatą masę, która jest mielona i przetwarzana w celu usunięcia ewentualnych zanieczyszczeń i suchy.
Kauczuk, a więc surowy, ma pewne niepożądane cechy dla jego wykorzystania w przemyśle, takie jak niska wytrzymałość na rozciąganie, rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organiczny, łatwy do utlenienia i mało odporny na ciepło i zmiany temperatury, ponieważ w upalne dni robi się miękki i lepki, natomiast w zimne staje się twardy i kruchy.
Aby rozwiązać te problemy, guma poddawana jest procesowi zwanemu wulkanizacją, który został odkryty przypadkowo w 1838 roku przez38
Karol Goodyear (1800-1860), kiedy upuścił mieszankę gumy i siarki na gorący piec i zauważył, że ta mieszanka trochę się przypaliła, ale nie stopiła.
Karol Goodyear
A zatem, Wulkanizacja polega na dodawaniu siarki do gumy pod wpływem ogrzewania i przy użyciu katalizatorów. Zauważ na poniższym schemacie, że podwójne wiązania poliizoprenowe (polimer gumowy) są zerwane i powstają mostki siarkowe, czyli boczne wiązania między łańcuchami, tworząc polimer trójwymiarowy:
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Proces wulkanizacji gumy
Te mostki siarkowe powodują, że guma ma niską histerezę i niskie odkształcenie trwałe. Histereza odnosi się do opóźnienia w odpowiedzi systemu na żądanie zewnętrzne. Na przykład, jeśli ściśniesz kawałek surowej gumy, powrót do pierwotnego kształtu zajmie trochę czasu, co oznacza, że ma wysoką histerezę. Wulkanizowana guma szybko powróci do swojego pierwotnego kształtu, ponieważ mostki siarkowe między nimi łańcuchy są bardzo elastyczne i umożliwiają łatwe przesuwanie się po sobie. inne. Materiał jest również bardziej odporny, ponieważ mostki siarki utrudniają pękanie gumy podczas rozciągania.
Proporcja siarki dodawanej do gumy podczas wulkanizacji waha się od 2 do 20%, w zależności od tego, co jest pożądane, a im więcej siarki dodaje się do gumy, tym większa jest jego twardość. Popatrz:
Zwykłe kauczuki: zawartość siarki od 2 do 10%;
Kauczuki stosowane w oponach: zawartość siarki od 1,5 do 5%;
Kauczuki stosowane w powłokach ochronnych maszyn i urządzeń w przemyśle chemicznym: ok. 30% zawartość siarki.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Wulkanizacja gumy”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
