Felhasznált alapanyagaink: a gumi - vulkanizálás

Felhasznált alapanyagaink: a gumi - vulkanizálás

Felhasznált alapanyagaink: a gumi - vulkanizálás

Cikksorozatunkban olvashattak már arról, honnan terjedt el világszerte a kaucsuk, ez a különleges térszerkezetű, rugalmas anyag. Az is kiderült, hogy nem minden kaucsuk egyforma, ezért az azokból készült gumik is eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek majd. Mai anyagunkból pedig az is kiderül, hogyan lehet a kaucsukból vulkanizálással gumit gyártani.

Öregedés

A gumigyártás során az alkalmazási területhez optimalizált tulajdonságú gumit állítanak elő, amely az idő múlásával, valamint a használat során veszít kedvező tulajdonságaiból.

Ez a tulajdonságromlás az öregedés, amely általában visszafordíthatatlan kémia reakciók eredménye. Az öregedés során a gumi mechanikai tulajdonságai romlanak, ezért könnyebben szakad.

A gumi molekulaszerkezete egyetlen összefüggő hálónak is tekinthető. Amikor a gumi elszakad, az minden esetben a molekulaszerkezet szakadását is eredményezi, amely miatt szabad láncvégek keletkeznek, így a mechanikai behatások bizonyos esetekben kémiai reakciókat is elindíthatnak.

Az öregedést ugyanúgy előidézheti a napfényben lévő ultraibolya-sugárzás, mint a magas hőmérséklet, vagy az ismétlődő, ciklikus mechanikai terhelés is. Ezek kiküszöbölése érdekében a kaucsukból összeállított nyersgumi öregedésgátló összetevőket is tartalmaz.

Vulkanizálás

A vulkanizálás előtt a kaucsukból készített képlékeny, ám kevéssé rugalmas nyers gumikeveréket vulkanizálószerekkel keverik. A vulkanizálás folyamata során a nyersgumi láncmolekulái, valamint a vulkanizálószer részecskéi között keresztkötések jönnek létre, amelyek megváltoztatják az anyagszerkezetet, erősítve és kidomborítva a gumi kívánt tulajdonságait.

Az esetek túlnyomó többségében a kén a vulkanizálószer, mivel olcsó és könnyen hozzáférhető, azonban a vulkanizálás során alkalmazhatnak még tellúrt, szelént, különféle fém-oxidokat, sőt nagy energiájú elektromágneses sugárzást is.

Napjainkban a vulkanizálásban általában polimerizált ként alkalmaznak, amellyel könnyebben meghatározhatóak és alakíthatóak a kész gumi dinamikus tulajdonságai.

Az összetett, a gumin kívül más anyagokat (például acél– vagy textilvázat, rögzítőelemeket) is tartalmazó gumitermékek szintén a gumigyárban készülnek, általában úgy, hogy a gumikeverékből készített nyers gumirészeket rögzítik a többihez alkotóelemhez, majd vulkanizálják.

Szakítószilárdság

A részecskék közti összetartó erő által meghatározott szakítószilárdságot a gumi esetében – annak sajátos szerkezete miatt – nem könnyű meghatározni. Ha a gumi csupán a kémiai kötések felbomlásától szakadna el, akkor 3000 MPa lenne a szakítószilárdsága.
Ezzel szemben a valóságban a gumi úgy szakad el, hogy keletkezik rajta egy repedés, amely a teljes keresztmetszeten végigterjed. Emiatt a sajátosság miatt a 300 MPa szakítószilárdságú gumi már erősnek számít.
A világon gyártott gumitermékek fele gumiabroncs, a másik fele pedig olyan gumitermék, amelyek egy része a darugyártás során is alkalmazott termék: tömlők, hevederek, szíjak, tömítések, gumilemezek, ütközőbakok és egyebek.