Самостійна робота – 22
Виробництво виробів із гуми
Склад та класифікація каучуків
Каучук і отримана з нього гума - продукти хімічної промисловості, що знаходять різноманітне застосування.
Каучуками прийнято називати полімерні матеріали, що відрізняються високою еластичністю, тобто здатністю до значних деформацій при порівняно невеликих навантаженнях.
Каучук також пластичний, що виявляється при його нагріванні.
Розрізняють натуральний і синтетичний каучуки.
Натуральний каучук одержують із молочного соку каучукогенних рослин – дерево гівея бразильська, кок-сагиз.
Натуральний каучук був відомий давно, але в промисловості став застосуються тільки після розробки в 1839 р. процесу вулканізації сирого каучуку сіркою з утворенням гуми.
Синтетичний каучук одержують синтезом органічних речовин. Виробництво технічного каучуку вперше у світі розроблено російським хіміком С.В.Лебедєвим в 1910р.
За призначенням каучуки поділяються на дві групи:
1. Універсальні загального призначення - для виробництва виробів широкого вжитку. До каучуків загального призначення належать натуральний і синтетичні - бутадієновий (УКВ), бутадієн-стирольний СКС), ізобутадієн-нітрильний (СКИ).
2. Спеціального призначення, що використовуються для виробництва виробів з особливими властивостями: хімічно-, тепло-, морозо-, мастильно- і бензостійких і т. п. До каучуків спеціального призначення належать бутадієн-нітрильний (СКН), хлоропреновий, бутилкаучук, фторкаучук, силіконовий каучук і т.п.
Натуральний каучук (НК) має у своїй основі полімер ізопрену, синтетичні каучуки (СК) загального призначення одержують в основному на основі мономерів бутадієну С4Н6, ізопрену С5Н8, стиролу і їхніх композицій.
Незважаючи на досягнення в галузі створення нових синтетичних каучуків, натуральний каучук усе ще зберігає своє значення як один з найбільш високоякісних каучуків загального призначення.
Виробництво синтетичного каучуку складається із двох основних процесів:
· одержання каучукогенів - бутадієн, стирол, хлоропрен, ізобутилен іт.д.;
· наступна полімеризація в каучукоподібний продукт.
Вихідні матеріали для гумових виробів
Перетворення каучуків на гуму здійснюється внаслідок процесу вулканізації.
Вулканізація — процес утворення містків між молекулами каучуку і перетворення його в тривимірну просторову молекулярну структуру.
Такий каучук характеризується підвищеною термічною стійкістю і міцністю, зниженою розчинністю і хімічною стійкістю.
Для перетворення лінійної структури молекул у просторову в каучуки вводять спеціальні речовини — вулканізатори (сірку). Молекули вулканізатора, приєднуючи до молекул каучуку в місцях подвійних зв'язків, зв'язують їх.
При вмісті сірки до 15 % каучук утворює досить міцні, термостійкі, еластичні матеріали, що називають гумами.
Гумою називається продукт спеціальної обробки (вулканізації) суміші сірки та каучуку з різними добавками-наповнювачами і пом’якшувачами.
Найважливішими властивостями гуми будуть: висока еластичність (до100%), гарна вібростійкість, водостійкість, підвищена хімічна стійкість, механічна міцність.
Ці властивості досягаються вулканізацією гумових сумішей (сирої гуми).
Гумові суміші складаються на основі каучуку, вміст якго змінюється від 5% до 95%.
Гумові суміші також містять:
· Вулканізуючі речовини – сірка, селен, пергідроль, тиурам. Для вулканізації напівфабрикати із сирої гуми нагріають до 140°, при цьому сірка вступає в з’єднання з каучуком і напівфабрикат втрачає пластичність і стає еластичним.
· Прискорювачі вулканізації або активатори – полісульфіди, оксиди свинцю і магнію.
· Пом’якшувачі або пластифікатори – стеарин, олеїнова кислота, вазелін, рослинні масла, бітуми. Підвищують пластичність сирої гуми, еластичність та м’якість виробів, морозостійкість;
· Наповнювачі – сажа, окис цинку, крейда, каолін. Також використовують кордові тканини. Підвищують твердість і міцність;
· Протистарителі – парафін, віск, альдоль. Уповільнюють процес старіння гуми та окислювання каучуку, підвищують стійкість.
· Барвники - мінеральні або органічні для забарвлення та захисту від світлового старіння.
· Регенерат – продукт переробки старих гумових виробів та відходів гумового виробництва. Зменшується вартість, збільшується якість і знижується схильність до старіння.
