Vulkanizacija

Izvor: Wikipedia
Gumena lopta dobijena procesom vulkanizacije
Prikaz kemijske reakcije vulkanizacije
Šematski prikaz dva lanca (plavo i zeleno) kaučuka nakon vulkanizacije elementarnim sumporom.

Vulkanizacija je hemijski proces spajanja kaučuka i sumpora pri čemu se lančasti molekuli kaučuka povezuju u trodimenzionalnu prostorno mrežastu strukturu, što ima za posledicu izmenu fizičko-mehaničkih svojstava. Proizvod dobijen vulkanizacijom zovemo guma ili vulkanizat, koji za razliku od smese ima veliku elastičnost, jačinu na kidanje, otpornost prema trošenju, nerastvorljivost u organskim rastvaračima i drugo.[1][2]

Posle pronalaska mastikacije kaučuka, najznačajniji dalji napredak je otkriće vulkanizacije. U Americi je Čarls Gudjir 1839. godine primenio sumpor kao punilo, a nešto kasnije je ustanovio da zagrevanjem smese kaučuka i sumpora nastaje nova smesa sa izmenjenim svojstvima. Naučnik Hankok patentirao je 1843. godine postupak vulkanizacije kaučuka uranjanjem u rastopljeni sumpor. Ova otkrića nazivamo toplom vulkanizacijom, a omogućila su dalji napredak gumarske tehnike.

Najmanja količina sumpora i kaučuka koja pokazuje izmenu svojstava pri vulkanizaciji iznosi 0,1 do 0,15%. Guma sa malim sadržajem vezanog sumpora ima veliko istezanje i vrlo malu tvrdoću. Najveća količina sumpora sa kojom se kaučuk može spojiti iznosi 32%. U takvom slučaju sve dvostruke veze u kaučuku stupile su u hemijsku reakciju sa sumporom, pa je i mreža najgušća. Pokretljivost molekula u gumi je neznatna, a tvrdoća najveća. Takvu gumu nazivamo ebonit ili tvrda guma.

Što je temperatura vulkanizacije viša to je i brzina spajanja kaučuka sa sumporom veća. Ipak u tom pogledu postoje ograničenja, jer pri vrlo visokim temperaturama dolazi do opadanja fizičko-mehaničkih svojstava, slabljenja tekstila, menjanje boje, nejednake vulkanizacije kroz celi presek proizvoda itd. Stoga vulkanizaciju izvodimo najčešće u granicama između 130 do 150 °C, budući da pri tome postižemo najbolji kvalitet vulkanizata i povoljnu ekonomičnost.

Proces je dobio ime po rimskim bogu požara Vulkanu.

Prirodna vs vulkanizovana guma[uredi - уреди]

Prirodna guma je lepljiva, lako se deformiše kad je topla, a krta je kad je hladna. U takvom stanju, ona je slab materijal kad je visok nivo elastičnosti potreban. Razlog za neelastične deformacije nevulkanizovane gume se može naći u njenoj hemijskoj strukturi. Guma se sastoji od dugih polimernih lanaca. Ti lanci se mogu nezavisno pokretati relativno jedan na drugog, što omogućava materijalu da promeni oblik. Umrežavanje uvedeno vulkanizacijom sprečava polimerne lance da se nezavisno kreću. Kao rezultat toga, kad se sila primeni na vulkanizovanu gumu ona se deformiše, ali se nakon prestanka dejstva sile, vraća u originalni oblik.

Reference[uredi - уреди]

  1. Horvat, Zvonimir, Tehnologija gume, Udruženje preduzeća za industriju gume FNRJ, Beograd, 1960.
  2. James E. Mark, Burak Erman (eds.) (2005). Science and technology of rubber. str. 768. ISBN 0-12-464786-3. 

Spoljašnje veze[uredi - уреди]