ยางวัลคาไนซ์ กระบวนการวัลคาไนซ์ยาง

ยางธรรมชาติเป็นพอลิเมอร์ (โมเลกุลขนาดใหญ่) ที่เกิดขึ้นจากโมเลกุลไอโซพรีน (เมทิลบัต-1,3-ไดอีน) มักได้มาจากการสกัดน้ำยางจากต้นยาง (Havea brasiliensis) ดังที่แสดงด้านล่าง:


น้ำยาง (ยางธรรมชาติ) ที่สกัดจากต้นยาง (Hevea brasiliensis)
น้ำยาง (ยางธรรมชาติ) สกัดจากต้นยางพารา (ยางพารา)

น้ำยางข้นและเติมแอมโมเนีย (NH3) เพื่อถนอมอาหารและจากกรดหรือเกลือสารกันบูดต่างๆ เพื่อให้ผ่านกระบวนการจับตัวเป็นก้อนและ แยกออกจากของเหลว เกิดเป็นก้อนสีขาวขุ่น ซึ่งถูกบดและผ่านกรรมวิธีเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นและ แห้ง.

อย่างไรก็ตาม ยางที่ดิบจึงมีลักษณะที่ไม่พึงประสงค์บางประการสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม เช่น ความต้านทานแรงดึงต่ำ ความสามารถในการละลายในตัวทำละลาย อินทรีย์ ออกซิไดซ์ได้ง่าย และทนต่อความร้อนและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิต่ำ เพราะในวันที่อากาศร้อนจะนุ่มและเหนียว ส่วนวันที่อากาศเย็นจะแข็งและ เปราะ.

เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ ยางต้องผ่านกระบวนการที่เรียกว่าวัลคาไนซ์ (vulcanization) ซึ่งค้นพบโดยบังเอิญในปี พ.ศ. 2381 โดย ชาร์ลส์ กู๊ดเยียร์ (1800-1860)เมื่อเขาหย่อนส่วนผสมของยางและกำมะถันลงบนเตาร้อนๆ และเขาสังเกตเห็นว่าส่วนผสมนี้ไหม้เล็กน้อยแต่ไม่ละลาย

ชาร์ลส์ กู๊ดเยียร์
ชาร์ลส์ กู๊ดเยียร์

ดังนั้น การวัลคาไนซ์คือการเติมกำมะถันลงในยาง ภายใต้การให้ความร้อนและด้วยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา หมายเหตุในแผนภาพด้านล่างว่าพันธะคู่พอลิไอโซพรีน (โพลีเมอร์ยาง) ขาดและ สะพานกำมะถันเกิดขึ้น กล่าวคือ พันธะด้านข้างระหว่างโซ่ทำให้พอลิเมอร์ สามมิติ:

กระบวนการวัลคาไนซ์ยาง
กระบวนการวัลคาไนซ์ยาง

สะพานกำมะถันเหล่านี้ทำให้ยางมีฮิสเทรีซิสต่ำและการเสียรูปถาวรต่ำ Hysteresis หมายถึงความล่าช้าในการตอบสนองของระบบเมื่อมีการร้องขอจากภายนอก ตัวอย่างเช่น หากคุณบีบยางดิบชิ้นหนึ่ง จะต้องใช้เวลาสักพักกว่าจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิม ซึ่งหมายความว่ามีฮิสเทรีซิสสูง ยางวัลคาไนซ์จะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมอย่างรวดเร็ว เนื่องจากสะพานกำมะถันอยู่ระหว่าง โซ่มีความยืดหยุ่นสูงและช่วยให้โซ่เหล่านี้เลื่อนไปมาได้อย่างง่ายดาย คนอื่น ๆ วัสดุนี้ยังมีความทนทานมากกว่าเนื่องจากสะพานซัลเฟอร์ทำให้ยางแตกได้ยากเมื่อถูกยืดออก

สัดส่วนของกำมะถันที่เติมลงในยางในการหลอมโลหะจะแตกต่างกันไประหว่าง 2 ถึง 20% ขึ้นอยู่กับสิ่งที่ต้องการ และยิ่งกำมะถันเพิ่มลงในยางมากเท่าใด ความแข็งของยางก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดู:

  • ยางทั่วไป: ปริมาณกำมะถัน 2 ถึง 10%;

  • ยางที่ใช้ในยาง: มีกำมะถัน 1.5 ถึง 5%;

  • ยางที่ใช้ในสารเคลือบป้องกันสำหรับเครื่องจักรและอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมเคมี: มีกำมะถันประมาณ 30%


โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm

การบวกและการลบพหุนาม

ขั้นตอนที่ใช้ในการบวกและลบพหุนามเกี่ยวข้องกับเทคนิคในการลดคำศัพท์ที่คล้ายกัน เล่นลงชื่อ การดำเนิน...

read more

ข้อผิดพลาดทั่วไปสามประการในการลดความซับซ้อนของเศษส่วนพีชคณิต

ที่ เศษส่วนพีชคณิต คือนิพจน์พีชคณิตเศษส่วนที่มีตัวส่วนอย่างน้อยหนึ่งตัวที่ไม่รู้จักในตัวส่วน มักม...

read more

คณิตศาสตร์โอลิมปิก (Obmep) 2018 รับผลงาน

การลงทะเบียนสำหรับการแข่งขันคณิตศาสตร์โอลิมปิกโรงเรียนรัฐบาลบราซิล (Obmep) ครั้งที่ 14 ได้เปิดให้...

read more