Naravni kavčuk je polimer (makromolekula), ki nastane iz molekul izoprena (metilbut-1,3-dien). Običajno ga dobimo z ekstrakcijo lateksa iz gume (Havea brasiliensis), kot je prikazano spodaj:
Iz gumijevega drevesa se pridobiva lateks (naravna guma)Hevea brasiliensis)
Ta lateks precedimo in dodamo z amoniakom (NH3), da ga konzerviramo in tudi iz različnih konzervanskih kislin ali soli, tako da gre skozi proces koagulacije in loči se od tekočine in tvori belo pastozno maso, ki jo zmelje in obdela, da odstrani morebitne kontaminante in suha.
Vendar ima kavčuk, torej surov, nekatere neželene lastnosti za industrijsko uporabo, kot so nizka natezna trdnost, topnost v topilih organska, enostavna za oksidacijo in nizka odpornost na vročino in temperaturne spremembe, saj v vročih dneh postane mehka in lepljiva, v hladnih pa trda in krhka.
Da bi odpravili te težave, se v gumi izvede postopek, imenovan vulkanizacija, ki so ga leta 1838 odkrili po naključju Charles Goodyear (1800-1860), ko je na vroč štedilnik spustil mešanico gume in žvepla in opazil, da je ta zmes malo zgorela, vendar se ni stopila.
Charles Goodyear
Tako Vulkanizacija je dodajanje žvepla gumi, ob segrevanju in z uporabo katalizatorjev. Na spodnjem diagramu upoštevajte, da so dvojne vezi iz poliizoprena (gumijastega polimera) pretrgane in tvorijo se žveplovi mostovi, to je stranske vezi med verigami, ki tvorijo polimer tridimenzionalni:
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Proces vulkanizacije gume
Ti žveplovi mostovi povzročajo nizko histerezo in nizko trajno deformacijo gume. Histereza se nanaša na zamudo pri odzivu sistema, ko je podana zunanja zahteva. Če na primer stisnete kos surove gume, bo trajalo nekaj časa, da se vrne v prvotno obliko, kar pomeni, da ima visoko histerezo. Vulkanizirana guma se bo hitro vrnila v prvotno obliko, saj se žveplo premosti verige so zelo prožne in omogočajo, da te verige enostavno drsijo ena čez drugo. drugi. Material je tudi bolj odporen, ker žveplovi mostički otežujejo lomljenje gume pri raztezanju.
Delež žvepla, dodanega gumi pri vulkanizaciji, se giblje med 2 in 20%, odvisno od tega, kaj želimo, in več ko žveplu dodamo gume, večja je njena trdota. Poglej:
Navadne gume: 2 do 10% vsebnosti žvepla;
Gume, ki se uporabljajo v pnevmatikah: 1,5 do 5% vsebnosti žvepla;
Guma, ki se uporablja v zaščitnih premazih za stroje in opremo v kemični industriji: približno 30% vsebnosti žvepla.
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Vulkanizacija gume"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm. Dostop 27. junija 2021.
