2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30
A rugalmas tulajdonságokkal, elektromos szigetelő tulajdonságokkal és vízállósággal rendelkező szintetikus vagy természetes anyagokat guminak nevezik. Egy ilyen anyag vulkanizálása bizonyos kémiai elemeket magában foglaló reakciók során vagy ionizáló sugárzás hatására gumiképződéshez vezet.
Hogyan keletkezett a gumi?
A gumi megjelenésének krónikája a gumi Európa országaiban akkor kezdődött, amikor Kolumbusz 1493-ban különös kincseket hozott az új kontinensről. Volt köztük egy elképesztően pattogó labda is, amit a helyi őslakosok készítettek a hevea fa tejszerű nedvéből. Az indiánok ezt a levet "kauchu"-nak nevezték (a "kau" szóból: fa, "chu" - könnyek, sírás), és rituális szertartásokhoz használták. A név megragadt a spanyol királyi udvarban. Európában azonban a szokatlan anyagok létezése egészen a 18. századig feledésbe merült.
A gumi iránti általános érdeklődés csak azután alakult ki, hogy Ch. Condamine francia navigátor 1738-ban bemutatta a Párizsi Akadémia tudósainaktudományok egy bizonyos rugalmas anyagot, az abból készült termékmintákat, leírását és kivonási módszereit. Sh. Condamine ezeket a dolgokat egy dél-amerikai expedícióról hozta. Ott a bennszülöttek különleges fák gyantájából készítettek különféle háztartási cikkeket. Ezt az anyagot "guminak" nevezik, lat. resina - "gyanta". Ettől az időtől kezdve kezdődött az anyag felhasználási módjainak keresése.
Mi az a gumi?
Azonban kevés a közös a resina név és az a fogalom között, amellyel ma ezt az anyagot felfogjuk. Végül is a fagyanta csak a gumi alapanyaga.
A gumi vulkanizálása jelentősen javítja a minőségét, rugalmasabbá, erősebbé és tartósabbá teszi. Ez az eljárás teszi lehetővé, hogy műszaki, technológiai és háztartási célokra sokféle gumit nyerjünk.
A gumi értéke
Ma a gumit használják a legszélesebb körben a gumigyártásban. A modern ipar különféle típusú autó-, légi- és kerékpárabroncsokat gyárt. Különféle tömítések gyártására használják hidraulikus, pneumatikus és vákuumberendezések levehető elemeihez.
A gumi kénnel és más kémiai elemekkel történő vulkanizálása során nyert terméket elektromos szigetelésre, orvosi és laboratóriumi műszerek és eszközök gyártására használják. Ezenkívül különféle gumikat használnak nagy terhelés mellett működő szállítószalagok, kazánok és csövek korróziógátló bevonatainak gyártásához,különféle típusú ragasztók és vékony falú, nagy szilárdságú kistermékek. A mesterséges gumi szintézise lehetővé tette bizonyos típusú szilárd rakéta-üzemanyag létrehozását, ahol ez az anyag tölti be az üzemanyag szerepét.
Mi az a gumivulkanizálás, és mit csinál?
A vulkanizálási folyamat magában foglalja a gumi, a kén és más anyagok megfelelő arányú összekeverését. Hőkezeltek. Ha a gumit kénes szerrel hevítik, ennek az anyagnak a molekulái kénkötésekkel kötődnek egymáshoz. Egyes csoportjaik egyetlen háromdimenziós térhálót alkotnak.
A gumi nagy mennyiségű poliizoprén szénhidrogént (C5H8)n, fehérjéket, aminosavakat, zsírsavakat, néhány fémsót és egyéb szennyeződéseket tartalmaz.
A természetes gumi molekulájában akár 40 ezer elemi egység is jelen lehet, vízben nem oldódik, szerves oldószerekben viszont tökéletesen hasad. Ha azonban a gumi szinte teljesen fel tud oldódni a benzinben, akkor a benne lévő gumi csak megduzzad.
Ennek az anyagnak a vulkanizálása segít csökkenteni a gumi plasztikus tulajdonságait, optimalizálja duzzadási fokát és oldhatóságát szerves oldószerekkel való közvetlen érintkezéskor.
A gumi vulkanizálási eljárása tartósabb tulajdonságokat biztosít a kapott anyagnak. Az ezzel a technológiával készült gumi széles hőmérsékleti tartományban képes megőrizni rugalmasságát. Ugyanakkor folyamatzavarok fokozott kén hozzáadásávalaz anyag keménységének megjelenéséhez és a rugalmasság elvesztéséhez vezethet. Az eredmény egy teljesen más anyag, amelyet ebonitnak neveznek. A modern műanyagok megjelenése előtt az ebonit az egyik legjobb szigetelőanyagnak számított.
Alternatív módszerek
A tudomány azonban, mint tudják, nem áll meg. Ma más vulkanizálószerek is ismertek, de a kén továbbra is a legfontosabb prioritás. A gumi vulkanizálásának felgyorsítására 2-merkaptobenzotiazolt és egyes származékait alkalmazzák. Az alternatív technikák közé tartozik bizonyos szerves peroxidok felhasználásával végzett ionizáló sugárzás.
Általában bármilyen típusú vulkanizálásnál gumi és különféle adalékanyagok keverékét használják alapanyagként, ami a guminak a kívánt tulajdonságokat adja vagy javítja a minőségét. Töltőanyagok, például korom és kréta hozzáadása segít csökkenteni a keletkező anyag költségét.
A technológiai folyamat eredményeként a gumi vulkanizálási termék nagy szilárdságot és jó rugalmasságot nyer. Ezért használnak különféle természetes és szintetikus gumikat alapanyagként a gumigyártáshoz.
További fejlődési kilátások
A szintetikus gumigyártási technológiák fejlődésének köszönhetően a gumigyártás már nem teljesen a természetes anyagoktól függ. A modern technológia azonban nem szorította ki a természeti erőforrásokban rejlő lehetőségeket. A mai napig a részvényaz ipari célú természetes gumi felhasználása körülbelül 30%.
A természeti erőforrás egyedi tulajdonságai a gumit pótolhatatlanná teszik. Szükséges nagy méretű gumitermékek gyártásánál, például speciális berendezések gumiabroncsainak gyártásánál. A világ leghíresebb gumiabroncsgyártói természetes és szintetikus gumik keverékét használják technológiáik során. Éppen ezért a természetes alapanyagok felhasználásának legnagyobb százaléka az ipar gumiabroncs-ágazatára esik.
