Натуральный каучук - это полимер (макромолекула), образованный из молекул изопрена (метилбут-1,3-диен). Обычно его получают путем извлечения латекса из каучукового дерева (Havea brasiliensis), как показано ниже:
Латекс (натуральный каучук) добывается из каучукового дерева (Hevea brasiliensis)
Этот латекс процеживают и добавляют аммиак (NH3), чтобы сохранить его, а также от различных консервантов, кислот или солей, чтобы он прошел процесс коагуляции и отделяется от жидкости, образуя белую пастообразную массу, которую измельчают и обрабатывают для удаления возможных загрязнений и сухой.
Однако резина, таким образом, необработанная, имеет некоторые нежелательные характеристики для использования в промышленности, такие как низкая прочность на разрыв, растворимость в растворителях. органический, легко поддающийся окислению и с низкой устойчивостью к нагреву и перепадам температуры, потому что в жаркие дни он становится мягким и липким, а в холодные дни становится твердым и хрупкий.
Чтобы решить эти проблемы, каучук подвергается процессу, называемому вулканизацией, который был случайно открыт в 1838 году.
Чарльз Гудиер (1800-1860), когда он уронил смесь резины и серы на раскаленную плиту, он заметил, что эта смесь немного подгорела, но не расплавилась.
Чарльз Гудиер
Таким образом, Вулканизация - это добавление серы к резине при нагревании и с использованием катализаторов. Обратите внимание на диаграмму ниже, что двойные связи полиизопрена (каучукового полимера) разорваны и образуются серные мостики, то есть боковые связи между цепями, в результате чего полимер трехмерный:
Процесс вулканизации резины
Эти серные мостики обуславливают низкий гистерезис и низкую остаточную деформацию резины. Гистерезис относится к задержке ответа системы на внешний запрос. Например, если вы сожмете кусок необработанной резины, потребуется некоторое время, чтобы вернуться к своей первоначальной форме, а это значит, что он имеет высокий гистерезис. Вулканизированная резина быстро вернется к своей первоначальной форме, так как сера образует мосты между цепи очень гибкие и позволяют этим цепям легко скользить друг по другу. другие. Материал также более устойчив, поскольку серные мостики затрудняют разрыв резины при растяжении.
Доля серы, добавляемой в каучук при вулканизации, варьируется от 2 до 20%, в зависимости от желаемого, и чем больше серы добавлено в каучук, тем выше его твердость. Посмотрите:
Обычные каучуки: содержание серы от 2 до 10%;
Каучуки, используемые в шинах: содержание серы от 1,5 до 5%;
Каучуки, используемые в защитных покрытиях для машин и оборудования в химической промышленности: содержание серы около 30%.
Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm
