W przemyśle gumowym wulkanizacja odnosi się do procesu sieciowania gumy. Cząsteczki gumy składają się z wielu polimerów o długich łańcuchach, a wiązania chemiczne między tymi cząsteczkami o długim łańcuchu są stosunkowo słabe. Proces wulkanizacji polega na dodaniu środków wulkanizujących (takich jak siarka, związki zawierające siarkę itp.) w określonych warunkach temperatury, ciśnienia i czasu w celu utworzenia usieciowanych wiązań pomiędzy łańcuchami molekularnymi gumy, przekształcając w ten sposób liniową strukturę molekularną gumy w trzy -sieć wymiarowa. Struktura kształtu. Na przykład kauczuk naturalny ma dobrą elastyczność i plastyczność, gdy nie jest wulkanizowany, ale jego wytrzymałość i odporność na zużycie są słabe. Po wulkanizacji znacznie poprawiają się właściwości fizyczne gumy, w tym wytrzymałość na rozciąganie, twardość, odporność na zużycie i odporność na starzenie.
Proces reakcji siarkowania
Biorąc za przykład siarkę jako środek wulkanizujący, siarka będzie reagować z podwójnymi wiązaniami w łańcuchu cząsteczkowym gumy w wysokich temperaturach. Najpierw cząsteczki siarki rozkładają się na aktywne atomy siarki, które łączą się z podwójnymi wiązaniami w łańcuchach molekularnych kauczuku, tworząc mostki siarkowe (wiązania poprzeczne). Podczas reakcji mogą powstać pewne produkty pośrednie, takie jak grupy tiolowe i wiązania wielosiarczkowe w łańcuchu cząsteczkowym kauczuku. W miarę postępu reakcji tworzy się coraz więcej wiązań sieciujących i stopniowo poprawia się struktura sieciowa kauczuku. Ogólnie rzecz biorąc, proces wulkanizacji wymaga precyzyjnej kontroli takich parametrów, jak temperatura, ciśnienie i czas. Temperatura wynosi zwykle około 140 - 180 stopnia C, ciśnienie zależy od rodzaju produktu gumowego i wymagań procesu, a czas waha się od kilku do kilkudziesięciu minut.
Rola i znaczenie wulkanizacji
Wyroby z wulkanizowanej gumy mają lepszą zdolność odzyskiwania sprężystości i mogą szybko powrócić do pierwotnego kształtu po odkształceniu pod wpływem siły. Jednocześnie jego wytrzymałość i odporność na zużycie są znacznie zwiększone, dzięki czemu produkty gumowe są w stanie wytrzymać większe tarcie i nacisk. Na przykład opony samochodowe są wulkanizowanymi wyrobami gumowymi. Podczas jazdy pojazdem opony muszą wytrzymać ciężar nadwozia pojazdu, tarcie o nawierzchnię drogi i różne złożone naprężenia. Wulkanizowane opony mogą spełnić te wymagania dotyczące wydajności i zapewnić bezpieczną jazdę pojazdu. Ponadto wulkanizacja może poprawić odporność na korozję chemiczną i odporność na starzenie wyrobów gumowych oraz wydłużyć ich żywotność.
