Kas ir gumijas vulkanizācija?

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Sintētisku vai dabīgu vielu ar elastības īpašībām, elektroizolācijas īpašībām un ūdensizturību sauc par gumiju. Šādas vielas vulkanizācija reakcijās, kurās piedalās noteikti ķīmiskie elementi vai jonizējošā starojuma ietekmē, izraisa gumijas veidošanos.

Kā radās gumija?

Hronika par gumijas parādīšanos gumijas Eiropas valstīs aizsākās, kad Kolumbs 1493. gadā atveda neparastus dārgumus no jaunā kontinenta. To vidū bija apbrīnojami lecošā bumbiņa, ko vietējie pamatiedzīvotāji izgatavoja no hevea koka pienainajām sulām. Indiāņi šo sulu sauca par "kauču" (no "kau" - koks, "chu" - asaras, raudāt) un izmantoja to rituālās ceremonijās. Nosaukums iestrēga Spānijas karaļa galmā. Tomēr Eiropā neparastā materiāla esamība tika aizmirsta līdz 18. gadsimtam.

Vispārēja interese par gumiju radās tikai pēc tam, kad franču navigators Ch. Condamine 1738. gadā iepazīstināja Parīzes akadēmijas zinātniekus.zinātnēs noteikts elastīgs materiāls, izstrādājumu paraugi no tā, tā apraksts un ieguves metodes. Sh Condamine šīs lietas atveda no ekspedīcijas uz Dienvidameriku. Tur iezemieši no īpašu koku sveķiem izgatavoja dažādus sadzīves priekšmetus. Šo materiālu sauc par "gumiju", no lat. sveķi - "sveķi". Tieši no tā laika sākās šīs vielas lietošanas veidu meklēšana.

Kas ir gumija?

Tomēr ir maz kopīga starp nosaukumu resina un jēdzienu, saskaņā ar kuru mēs šodien uztveram šo materiālu. Galu galā koku sveķi ir tikai gumijas izejviela.

Gumijas vulkanizācija ļauj būtiski uzlabot tās kvalitāti, padarīt to elastīgāku, stiprāku un izturīgāku. Tieši šis process ļauj iegūt daudzu veidu gumijas tehniskiem, tehnoloģiskiem un sadzīves nolūkiem.

Gumijas vērtība

Šodien gumija ir visplašāk izmantota gumijas ražošanā. Mūsdienu rūpniecība ražo dažādu veidu auto, aviācijas, velosipēdu riepas. To izmanto dažādu blīvējumu ražošanā noņemamiem elementiem hidrauliskajās, pneimatiskajās un vakuuma ierīcēs.

Gumijas ar sēru un citiem ķīmiskiem elementiem vulkanizācijas procesā iegūto produktu izmanto elektroizolācijai, medicīnas un laboratorijas instrumentu un ierīču ražošanā. Turklāt dažādas gumijas tiek izmantotas, lai ražotu konveijera lentes, kas darbojas ar lielu slodzi, pretkorozijas pārklājumus katliem un caurulēm,dažāda veida līmes un plānsienu augstas stiprības mazie izstrādājumi. Mākslīgās kaučuka sintēze ļāva izveidot dažus cietās raķešu degvielas veidus, kur šis materiāls pilda degvielas lomu.

Kas ir gumijas vulkanizācija un ko tā dara?

Vulkanizācijas process ietver gumijas, sēra un citu vielu samaisīšanu vajadzīgajās proporcijās. Tie ir termiski apstrādāti. Karsējot gumiju ar sēra līdzekli, šīs vielas molekulas tiek savstarpēji saistītas ar sēra saitēm. Dažas to grupas veido vienu trīsdimensiju telpisku režģi.

Gumija satur lielu daudzumu poliizoprēna ogļūdeņraža (C5H8)n, olb altumvielas, aminoskābes, taukskābes, dažus metālu sāļus un citus piemaisījumus.

Dabiskā kaučuka molekulā var būt līdz 40 tūkstošiem elementārvienību, tas nešķīst ūdenī, bet lieliski sadalās organiskajos šķīdinātājos. Taču, ja gumija spēj gandrīz pilnībā izšķīst benzīnā, tad tajā esošā gumija tikai uzbriest.

Šī materiāla vulkanizācija palīdz samazināt gumijas plastiskās īpašības, optimizē tās pietūkuma pakāpi un šķīdību tiešā saskarē ar organiskiem šķīdinātājiem.

Gumijas vulkanizācijas process nodrošina iegūtajam materiālam izturīgākas īpašības. Gumija, kas izgatavota, izmantojot šo tehnoloģiju, spēj saglabāt elastību plašā temperatūras diapazonā. Tajā pašā laikā procesa traucējumi pastiprinātas sēra pievienošanas veidānoved pie materiāla cietības parādīšanās un elastības spēju zuduma. Rezultātā tiek iegūta pavisam cita viela, ko sauc par ebonītu. Pirms modernās plastmasas parādīšanās ebonīts tika uzskatīts par vienu no labākajiem izolācijas materiāliem.

Alternatīvas metodes

Tomēr zinātne, kā zināms, nestāv uz vietas. Mūsdienās ir zināmi arī citi vulkanizējošie līdzekļi, taču sērs joprojām ir augstākā prioritāte. Lai paātrinātu gumijas vulkanizāciju, tiek izmantots 2-merkaptobenzotiazols un daži tā atvasinājumi. Alternatīvas metodes ietver jonizējošo starojumu, izmantojot noteiktus organiskos peroksīdus.

Parasti jebkura veida vulkanizācijā kā izejvielu izmanto gumijas un dažādu piedevu maisījumu, piešķirot gumijai vajadzīgās īpašības vai uzlabojot tās kvalitāti. Pildvielu, piemēram, ogļu un krīta, pievienošana palīdz samazināt iegūtā materiāla izmaksas.

Tehnoloģiskā procesa rezultātā gumijas vulkanizācijas produkts iegūst augstu izturību un labu elastību. Tāpēc kā izejvielas gumijas ražošanā tiek izmantotas dažāda veida dabiskās un sintētiskās gumijas.

Turpmākās attīstības perspektīvas

Pateicoties sintētiskā kaučuka ražošanas tehnoloģiju attīstībai, gumijas ražošana vairs nav pilnībā atkarīga no dabīgā materiāla. Tomēr mūsdienu tehnoloģijas nav izspiedušas dabas resursa potenciālu. Līdz šim daļadabiskā kaučuka patēriņš rūpnieciskiem nolūkiem ir aptuveni 30%.

Dabas resursa unikālās īpašības padara gumiju neaizvietojamu. Tas ir nepieciešams liela izmēra gumijas izstrādājumu ražošanā, piemēram, riepu ražošanā īpašam aprīkojumam. Slavenākie riepu ražotāji pasaulē savās tehnoloģijās izmanto dabisko un sintētisko kaučuku maisījumus. Tāpēc lielākā daļa dabisko izejvielu izmantojuma attiecas uz nozares riepu sektoru.