Натуральний каучук - це полімер (макромолекула), утворений із молекул ізопрену (метилбут-1,3-дієн). Зазвичай його отримують шляхом вилучення латексу з каучукового дерева (Havea brasiliensis), як показано нижче:
Латекс (натуральний каучук) витягується з каучукового дерева (Hevea brasiliensis)
Цей латекс проціджують і додають з аміаком (NH3) щоб зберегти його, а також від різних консервантів кислот або солей, щоб він пройшов процес коагуляції та відокремлюється від рідини, утворюючи білу пастоподібну масу, яку подрібнюють та обробляють для видалення можливих забруднень та сухий.
Однак каучук, таким чином сирий, має деякі небажані характеристики для його використання в промисловості, такі як низька міцність на розрив, розчинність у розчинниках органічний, легко окислюється і має низьку стійкість до перепадів тепла та температури, оскільки в спекотні дні він стає м’яким і липким, а в холодні дні стає жорстким і ламкий.
Щоб усунути ці проблеми, каучук проходить процес, який називається вулканізацією, який був виявлений випадково в 1838 році
Чарльз Гудієр (1800-1860), коли він кинув на гарячу плиту суміш гуми та сірки, і він помітив, що ця суміш трохи згоріла, але не розтанула.
Чарльз Гудієр
Таким чином, Вулканізація - це додавання сірки до каучуку при нагріванні та із застосуванням каталізаторів. На діаграмі нижче зауважте, що подвійні зв’язки поліізопрену (каучукового полімеру) розірвані і сірчані містки утворюються, тобто бічні зв’язки між ланцюгами, утворюючи полімер тривимірна:
Процес вулканізації гуми
Ці сірчані містки призводять до низького гістерезису каучуку та низької постійної деформації. Гістерезис відноситься до затримки у відповіді системи, коли робиться зовнішній запит. Наприклад, якщо видавити шматок сирого каучуку, знадобиться деякий час, щоб повернутися до початкової форми, а значить, він має високий гістерезис. Вулканізований каучук швидко повернеться до своєї первісної форми, оскільки сірка міститься між ними ланцюги дуже гнучкі і дозволяють цим ланцюгам легко ковзати одна над одною. інші. Матеріал також більш стійкий, оскільки сірчані містки ускладнюють розрив гуми при її розтягуванні.
Частка сірки, що додається до каучуку при вулканізації, коливається від 2 до 20%, залежно від бажаного, і чим більше сірки додається до каучуку, тим більша його твердість. Подивіться:
Звичайні каучуки: від 2 до 10% вмісту сірки;
Гуми, що використовуються в шинах: 1,5 - 5% вмісту сірки;
Каучуки, що використовуються в захисних покриттях для машин та обладнання в хімічній промисловості: близько 30% вмісту сірки.
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm
