Ki fedezte fel a gumi vulkanizálásának jelenségét, és mi az?

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Nem mindenki tudja, hogy ki fedezte fel a gumi vulkanizálásának jelenségét. Bár ennek a személynek a neve gyakran szerepel a reklámüzenetekben. Charles Nelson Goodyearnek hívták, és ma egy jól ismert márka gumiabroncsai viselik a nevét. Az ő részvétele nélkül az "indiai gumi" (gumi) talán soha nem terjedt volna el széles körben, mert ez csak egy érdekesség volt, amelyet valaha Amerikából hoztak. Az évek során Charles számos kísérletet végzett a gumi különféle összetevőkkel (terpentintől a mérgező cink-oxidig) keverésével, mígnem 1839-ben felfedezte ennek az anyagnak a kén összetételét.

Mi a gumi vulkanizálási folyamata? Kémiai szempontból ez rugalmas gumimolekulák összekapcsolása egy térbeli formájú háromdimenziós rácsmá, míg a térhálós kémiai kötések meglehetősen ritkák. Ez utóbbi tulajdonság lehetővé teszi, hogy a gumi ugyanolyan rugalmas maradjon, mint a természetes gumi.amely készült.

A gumi vulkanizálása során a hálót magas hőmérsékletnek vagy sugárzásnak kitéve, valamint speciális vegyi anyag használatával lehet előállítani. A művelethez általában speciális egységeket használnak, például kazánokat, fröccsöntő gépeket, préseket, autoklávokat, vulkanizáló formákat és hőhordozókat (a forró gőztől az elektromos fűtésig).

A nyersgumi kikeményedési hőmérséklete meglehetősen változhat a végtermék felhasználási módjától függően. A klasszikus tartomány 130-200 Celsius-fok, bár a gumibevonatokat és tömítőanyagokat néha szobahőmérsékleten (20 fokon, "hidegen keményítve") térhálósítják. Az ehhez a folyamathoz használt anyagok meglehetősen változatosak. Leggyakrabban kénes vulkanizálást végeznek, ami lehetővé teszi a gumiabroncsok és gumicipők gyártásához használt dién gumik előállítását. Emellett fontos szerepet játszanak az úgynevezett "gyorsítók" (az utóbbi típusú eljárásoknál), ezek főként szulfonamidok és helyettesített thisolok.

A gumi forró vulkanizálása nagyon rövid idő alatt elvégezhető, ha a kémiai folyamatban gyorsítók is részt vesznek: ditiokarbamátok vagy xantátok. Ebben az esetben a művelet gyorsan megtörténik, körülbelül 110-125 fokos hőmérsékleten. Alacsonyabb hőmérséklet (20 és 100 fok között) használható egyes ragasztók és latexvegyületek kikeményítésére nátrium-dimetil-ditiokarbamát segítségével.

A gumi vulkanizálásához használt további anyagok (oligoéterakrilátok, peroxidok, fenol-formaldehid gyanták stb.) nagy hőállóságú, szilárdságú és javított dielektromos tulajdonságú termékek előállítását teszik lehetővé. Ezenkívül fontos szerepet játszanak egy adott termék (a csizmák talpától az ékszerekig) kialakulásában az antioxidánsok (megnövelik a gumi élettartamát) és a lágyítók, amelyek lehetővé teszik az anyag viszkozitásának csökkentését a feldolgozás során és a "törlés" aránya.