Mitä on kumin vulkanointi?

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Synteettistä tai luonnollista ainetta, jolla on elastisia ominaisuuksia, sähköeristysominaisuuksia ja vedenpitävyys, kutsutaan kumiksi. Tällaisen aineen vulkanointi reaktioissa, joissa on mukana tiettyjä kemiallisia alkuaineita tai ionisoivan säteilyn vaikutuksesta, johtaa kumin muodostumiseen.

Kuinka kumi syntyi?

Kronikka kumin esiintymisestä kumi-Euroopan maissa alkoi, kun Kolumbus toi vuonna 1493 outoja aarteita uudelta mantereelta. Niiden joukossa oli hämmästyttävän pomppiva pallo, jonka paikalliset alkuasukkaat tekivät heveapuun maitomaisesta mahlaa. Intiaanit kutsuivat tätä mehua "kauchuksi" (sanasta "kau" - puu, "chu" - kyyneleet, itku) ja käyttivät sitä rituaalisissa seremonioissa. Nimi jäi kiinni Espanjan kuninkaalliseen hoviin. Euroopassa epätavallisen materiaalin olemassaolo kuitenkin unohdettiin 1700-luvulle asti.

Yleinen kiinnostus kumia kohtaan heräsi vasta sen jälkeen, kun ranskalainen merenkulkija Ch. Condamine esitteli vuonna 1738 Pariisin akatemian tutkijoilletieteet tietyn elastisen materiaalin, näytteet siitä, sen kuvaus ja uuttomenetelmät. Sh. Condamine toi nämä tavarat Etelä-Amerikan tutkimusmatk alta. Siellä alkuasukkaat valmistivat erilaisia taloustavaroita erityisten puiden hartsista. Tätä materiaalia kutsutaan nimellä "kumi", lat. resina - "hartsi". Siitä lähtien alettiin etsiä tapoja käyttää tätä ainetta.

Mikä on kumi?

Resina-nimen ja sen käsitteen välillä, jolla tätä materiaalia nykyään havaitaan, on kuitenkin vähän yhteistä. Puuhartsihan on vain kumin raaka-aine.

Kumin vulkanointi mahdollistaa sen laadun parantamisen merkittävästi, siitä tulee joustavampi, vahvempi ja kestävämpi. Juuri tämän prosessin avulla on mahdollista saada monia erilaisia kumia teknisiin, teknologisiin ja kotitaloustarkoituksiin.

Kumin arvo

Tänä päivänä kumi on saanut laajimman käytön kumin tuotannossa. Nykyaikainen teollisuus tuottaa erilaisia auto-, lento- ja polkupyöränrenkaita. Sitä käytetään erilaisten hydraulisten, pneumaattisten ja tyhjiölaitteiden irrotettavien elementtien tiivisteiden valmistukseen.

Tuotetta, joka saadaan vulkanoimalla kumia rikillä ja muilla kemiallisilla alkuaineilla, käytetään sähköeristykseen sekä lääketieteellisten ja laboratorioinstrumenttien ja -laitteiden valmistukseen. Lisäksi erilaisia kumia käytetään raskaalla kuormituksella toimivien kuljetushihnojen, kattiloiden ja putkien korroosionestopinnoitteiden valmistukseen,erilaisia liimoja ja ohutseinäisiä korkean lujuus pieniä tuotteita. Keinotekoisen kumin synteesi mahdollisti tietyntyyppisten kiinteän rakettipolttoaineen luomisen, jossa tämä materiaali toimii polttoaineena.

Mitä on kumin vulkanointi ja mitä se tekee?

Vulkanointiprosessissa sekoitetaan kumia, rikkiä ja muita aineita vaadituissa suhteissa. Ne on lämpökäsitelty. Kun kumia kuumennetaan rikkiaineella, tämän aineen molekyylit sitoutuvat toisiinsa rikkisidoksilla. Jotkut heidän ryhmistään muodostavat yhden kolmiulotteisen spatiaalisen ruudukon.

Kumi sisältää suuren määrän polyisopreenihiilivetyä (C5H8)n, proteiineja, aminohappoja, rasvahappoja, joitain metallisuoloja ja muita epäpuhtauksia.

Yhdessä luonnonkumimolekyylissä voi olla jopa 40 tuhatta alkuaineyksikköä, se ei liukene veteen, mutta jakautuu täydellisesti orgaanisiin liuottimiin. Jos kumi kuitenkin pystyy liukenemaan lähes kokonaan bensiiniin, siinä oleva kumi vain turpoaa.

Tämän materiaalin vulkanointi auttaa vähentämään kumin plastisia ominaisuuksia, optimoi sen turpoamisasteen ja liukoisuuden suorassa kosketuksessa orgaanisten liuottimien kanssa.

Kumin vulkanointiprosessi antaa tuloksena olevalle materiaalille kestävämpiä ominaisuuksia. Tällä tekniikalla valmistettu kumi pystyy säilyttämään elastisuuden laajalla lämpötila-alueella. Samaan aikaan prosessihäiriöitä lisääntyneen rikin lisäyksen muodossajohtaa materiaalin kovuuden ilmenemiseen ja elastisten kykyjen menettämiseen. Tuloksena on täysin erilainen aine, jota kutsutaan eboniitiksi. Ennen nykyaikaisten muovien tuloa eboniittia pidettiin yhtenä parhaista eristysmateriaaleista.

Vaihtoehtoiset menetelmät

Tiede, kuten tiedätte, ei kuitenkaan pysähdy. Nykyään tunnetaan muita vulkanointiaineita, mutta rikki on edelleen tärkein prioriteetti. Kumin vulkanoinnin nopeuttamiseksi käytetään 2-merkaptobentsotiatsolia ja joitakin sen johdannaisia. Vaihtoehtoisiin tekniikoihin kuuluu ionisoiva säteily käyttämällä tiettyjä orgaanisia peroksideja.

Yleensä kaikissa vulkanoinneissa raaka-aineena käytetään kumin ja erilaisten lisäaineiden seosta, joka antaa kumille vaaditut ominaisuudet tai parantaa sen laatua. Täyteaineiden, kuten noen ja liidun, lisääminen auttaa vähentämään tuloksena olevan materiaalin kustannuksia.

Teknologisen prosessin seurauksena kumin vulkanointituote saavuttaa suuren lujuuden ja hyvän elastisuuden. Siksi kumin valmistuksessa käytetään raaka-aineina erilaisia luonnon- ja synteettisiä kumeja.

Jatkokehitysnäkymät

Synteettisen kumin valmistustekniikoiden kehityksen ansiosta kumin tuotanto ei ole enää täysin riippuvainen luonnonmateriaalista. Moderni teknologia ei kuitenkaan ole syrjäyttänyt luonnonvaran mahdollisuuksia. Tähän mennessä osakeluonnonkumin kulutus teollisiin tarkoituksiin on noin 30 %.

Luonnonvaran ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät kumista korvaamattoman. Se on tarpeen suurikokoisten kumituotteiden valmistuksessa, esimerkiksi erikoislaitteiden renkaiden valmistuksessa. Maailman tunnetuimmat rengasvalmistajat käyttävät tekniikoissaan luonnon- ja synteettisten kumien sekoituksia. Siksi suurin prosenttiosuus luonnonraaka-aineiden käytöstä jää teollisuuden rengassektorille.