"Michelin" iš kiaulpienių. Amerikiečiai iš rusiškų kiaulpienių traukia serijines padangas Eksperimentinė metodika

Guma yra didelės molekulinės masės junginiai, naudojami kaučiukams, kietajai gumai ir lakams, klijams ir rišikliams gaminti. Guma turi linijinę struktūrą, didelį elastingumą ir platų darbo temperatūrų diapazoną. 100°C temperatūroje jie tampa trapūs, o 200°C temperatūroje suskystėja (8.6 lentelė).

Natūralus kaučiukas (NR) gaunamas iš tropinių kaučiuko augalų pieniškų sulčių. Sultys apdorojamos rūgštimis, o po to gautas produktas kočiojamas.

Sintetiniai kaučiukai (SR) gaunami polimerizuojant nesočiuosius junginius. Priklausomai nuo žaliavos rūšies ir jų apdorojimo sąlygų, gaminamos skirtingų savybių ir ilgaamžiškumo gumos (8.7 lentelė).

Guma ir ebonitas yra gumos vulkanizacijos produktai. Jis atliekamas esant vulkanizuojančioms medžiagoms (dažnai sierai, metalų oksidams).

esant aukštai temperatūrai. Priklausomai nuo įterpto vulkanizatoriaus kiekio, gaunama minkšta guma (2-L% 8), pusiau kieta (12-20% 8) ir kieta guma (30-50% 8). Pastarasis vadinamas ebonitu.

Guma turi unikalią savybę pakeisti deformaciją kartu su dideliu elastingumu ir stiprumu,

atsparumas dilimui, agresyvios aplinkos poveikis, atsparumas dujoms ir vandeniui.

Stireno-butadieno kaučiukas (SBR) yra butadieno ir stireno kopolimeras. Jo pagrindu pagaminti ebonitai pasižymi dideliu cheminiu atsparumu. Jie yra atsparūs sausam ir šlapiam chlorui, koncentruotoje acto rūgštyje iki 65 °C, ilgą laiką gali būti naudojami 36% druskos rūgštyje iki 80 °C.

Butadieno-nitrilo kaučiukas (SKN) yra butadieno ir akrilo rūgšties nitrilo kopolimeras. Jo pagrindu pagamintos gumos turi atsparumą benzinui ir alyvai, didelį atsparumą abrazyviniam nusidėvėjimui ir aukštą atsparumą karščiui (iki 100 ° C).

Chloropreno kaučiukas vadinamas nairitu. Pagrindinės žaliavos jo gamybai yra pigios ir prieinamos dujos – acetilenas ir vandenilio chloridas.

Nairitai ištirpsta organiniuose tirpikliuose ir gamina mažo klampumo bei koncentruotus tirpalus, kuriuos galima lengvai tepti ant saugomo paviršiaus. Nevulkanizuotos Nairite dangos yra termoplastinės. Jie suminkštėja aukštesnėje nei 40°C temperatūroje. Jas keletą dienų laikant 60-70°C temperatūros sieros rūgšties arba natrio chlorido tirpale, danga vulkanizuojasi ir įgauna gumos savybių. Tokios dangos pasižymi geru atsparumu senėjimui ir gali dirbti rūgštyse, šarmuose ir druskų tirpaluose iki 70 °C. Atlaiko trumpalaikį kaitinimą iki 90-95 °C.

Gumavimas – tai cheminės įrangos padengimas guma arba ebonitu. Vidinis aparato paviršius padengtas vienu, dviem ar daugiau neapdorotos lakštinės gumos sluoksnių, po to vulkanizuojama. Vulkanizavimas atliekamas specialiuose katiluose, šildomuose gyvu garu. Tai galima padaryti pripildant aparatą verdančio vandens, vandeninių druskų tirpalų, kurių virimo temperatūra viršija 100°C. Kaitinamas žaliavinės gumos mišinys virsta stipria, elastinga guma. Chloropreno gumos dangos apsaugo vamzdynus, elektrolizatorius ir rezervuarus.

Geležinkelio cisternose esanti žaliava guma savaime vulkanizuojama be šildymo, kuri vasarą baigiama per mėnesį.

Ebonitai gerai sukimba su metalu. Ši savybė naudojama kuriant dviejų sluoksnių dangą, kuri dažnai naudojama chemijos gamyklose. Apatinis sluoksnis pagamintas iš ebonito, o viršutinis – iš minkštos gumos. Tokios dangos yra atsparios druskos, fluoro, acto, citrinų rūgščių, šarmų ir druskų tirpalams iki 65 °C. Jie sunaikinami tik stipriai

oksiduojančios aplinkos – koncentruotoje sieros rūgštyje ir azoto rūgštyje.

Kaip pavyzdį apsvarstykite šilumos mainų įrangos apsaugą guminėmis dangomis. Plonos ir bakelitinės dangos ant šilumokaičių plieninių vamzdžių gana gerai apsaugo plieną nuo korozijos. Tačiau jie neapsaugo nuo erozijos ir intensyvaus vandens abrazyvinio nusidėvėjimo. Tuo tarpu kai kurie šilumos mainų įrenginiai smarkiai susidėvi, veikiami vandens su skendinčiomis mechaninėmis kietosiomis dalelėmis. Tokiu atveju patikimą apsaugą nuo korozinio ir abrazyvinio nusidėvėjimo galima pasiekti tik naudojant gumines dangas. Nairitinės dangos pasižymėjo geromis apsauginėmis savybėmis. Kai kurios gamyklos Rusijoje ir JAV turi tokių šilumokaičių eksploatavimo patirties (8.6 pav.).

Reikėtų tik atsižvelgti į tai, kad guminis šilumokaitis turės sumažintą šilumos perdavimo koeficientą, palyginti su šilumokaičiu be apsauginės dangos.

Butzhkauchuk yra izobutileno ir izopreno kopolimerizacijos produktas. Jam būdingas inertiškumas agresyvioms terpėms, didelis dujų nepralaidumas ir mažas vandens patinimas. Jo pagrindu pagamintos gumos atsparios kai kurių organinių tirpiklių poveikiui.

Silikoninės gumos pasižymi dideliu atsparumu karščiui iki 250-300 °C ir atsparumu šalčiui iki -50-1-60 °C. Jų trūkumas yra palyginti mažas atsparumas korozijai.

Fluoro kaučiukai yra nepralenkiamos medžiagos cheminiu atsparumu ir atsparumu karščiui. Jų pagrindu pagaminti produktai gali būti naudojami labai agresyvioje aplinkoje ir oksiduojančiose medžiagose iki 200 °C temperatūros. Šio tipo gumos trūkumas yra didelis susitraukimas, todėl sunku jį naudoti cheminės įrangos apsaugai.

Alkadienai

HEVEA BRAZILIJA

(Hevea brasiliensis)

Gumos augalai


Guminis ištraukiklis, koaguliuojantis surinktą lateksą, pirmiausia surenkant jį ant pagaliuko ir laikant virš dūmų kubilo


Gumos apdirbimas plantacijoje Rytų Kamerūne

Gumos- natūralios arba sintetinės medžiagos, pasižyminčios elastingumu, atsparumu vandeniui ir elektros izoliacinėmis savybėmis, iš kurių specialaus apdorojimo būdu gaunama guma. Natūralus kaučiukas gaunamas iš pieno baltumo skysčio, vadinamo latekso, - pieniškas guminių augalų sulas.

Technologijoje iš gumos gaminamos transporto priemonių, lėktuvų ir dviračių padangos; Gumos naudojamos elektros izoliacijai, taip pat pramoninių prekių, medicinos prietaisų, lateksinių čiužinių gamybai.

Cheminės savybės

1928 m



Dienų sintezė (Dielso-Alderio reakcija)

Guma

Gumos vulkanizavimas

Natūralūs ir sintetiniai kaučiukai dažniausiai naudojami kaučiuko pavidalu, nes turi žymiai didesnį stiprumą, elastingumą ir daugybę kitų vertingų savybių. Norint gauti gumą, guma vulkanizuojama. Daugelis mokslininkų dirbo su gumos vulkanizavimu.

1834 m. vokiečių chemikas Ludersdorffas pirmą kartą atrado, kad gumą galima padaryti kietą apdorojant ją sieros tirpalu terpentine.

Amerikiečių pirklys Charlesas Goodyearas buvo vienas iš nesėkmingų verslininkų, kuris visą savo gyvenimą siekė turtų. Jis susidomėjo gumos verslu ir, kartais likdamas be pinigų, atkakliai ieškojo būdų, kaip pagerinti gumos gaminių kokybę. „Goodyear“ atrado metodą, kaip gaminti nelipnią, patvarią ir elastingą gumą, maišant gumą su siera ir kaitinant.

1843 m. Hancockas, nepriklausomai nuo Goodyear, rado būdą, kaip vulkanizuoti gumą, panardinant ją į išlydytą sierą, o kiek vėliau Parkesas atrado galimybę gaminti gumą apdorojant gumą puschloro sieros tirpalu ( šalta vulkanizacija).

Anglas Robertas Williamas Thomsonas, 1846 m. ​​išradęs „patentuotus oro ratus“, ir airių veterinarijos gydytojas Johnas Boydas Denlobas, ištempęs guminį vamzdelį ant savo mažamečio sūnaus dviračio rato, nė nenutuokė, kad taip jie žymi dviračio pradžią. gumos naudojimas padangų pramonėje.

Šiuolaikinė gumos gamybos technologija atliekama šiais etapais:

Iš gumos mišinio su siera, užpildais (ypač svarbus užpildas yra suodžiai) ir kitomis medžiagomis susidaro norimi produktai, kurie kaitinami. Tokiomis sąlygomis sieros atomai prisijungia prie dvigubų gumos makromolekulių jungčių ir „sujungia“ jas, sudarydami disulfidinius „tiltus“. Dėl to susidaro milžiniška molekulė, turinti tris erdvės matmenis – pavyzdžiui, ilgį, plotį ir storį. Polimeras įgauna erdvinę struktūrą:

Tokia guma, žinoma, bus tvirtesnė už nevulkanizuotą gumą. Keičiasi ir polimero tirpumas: guma, nors ir lėtai, bet tirpsta benzine, guma jame tik išsipučia. Jei į kaučiuką pridėsite daugiau sieros, nei reikia gumos susidarymui, tai vulkanizavimo metu linijinės molekulės labai daug kur bus „susirišusios“, o medžiaga praras savo elastingumą ir taps kieta - rezultatas bus ebonitas. Prieš atsirandant šiuolaikiniams plastikams, ebonitas buvo laikomas vienu geriausių izoliatorių.

Vulkanizuota guma turi didesnį stiprumą ir elastingumą, taip pat didesnį atsparumą temperatūros pokyčiams nei nevulkanizuota guma; guma yra nepralaidi dujoms, atspari braižymui, cheminiam poveikiui, karščiui ir elektrai, taip pat pasižymi dideliu slydimo trinties koeficientu esant sausam paviršiui, o su šlapiu – mažu.

Vulkanizacijos greitintuvai pagerinti vulkanizatorių savybes, sumažinti vulkanizavimo laiką ir pagrindinių žaliavų sunaudojimą bei išvengti per didelio vulkanizavimo. Kaip greitintuvai naudojami neorganiniai junginiai (magnio oksidas MgO, švino oksidas PbO ir kiti) bei organiniai junginiai: ditiokarbamatai (ditiokarbamo rūgšties dariniai), tiuramai (dimetilamino dariniai), ksantatai (ksantogeninės rūgšties druskos) ir kt.

Akceleratoriaus aktyvatoriai vulkanizavimas palengvina visų gumos mišinio komponentų sąveikos reakcijas. Iš esmės kaip aktyvatorius naudojamas cinko oksidas ZnO.

Antioksidantai(stabilizatoriai, antioksidantai) įvedami į gumos mišinį, kad būtų išvengta gumos „senėjimo“.

Užpildai- padidinti fizines ir mechanines gumos savybes: stiprumą, atsparumą dilimui, atsparumą dilimui. Jie taip pat padeda padidinti žaliavų apimtį, taigi ir sumažinti gumos sąnaudas bei gumos kainą. Užpildai yra įvairių rūšių suodžiai (suodžiai), mineralinės medžiagos (kreida CaCO 3, BaSO 4, gipsas CaO 2H 2O, talkas 3MgO 4SiO 2 2H 2O, kvarcinis smėlis SiO 2).

Plastifikatoriai(minkštikliai) – medžiagos, gerinančios gumos technologines savybes, palengvinančios jos apdirbimą (sumažinančios sistemos klampumą), suteikiančios galimybę padidinti užpildų kiekį. Plastifikatorių įvedimas padidina gumos dinaminę ištvermę ir atsparumą dilimui. Kaip plastifikatoriai naudojami naftos perdirbimo produktai (mazutas, derva, parafinai), augalinės kilmės medžiagos (kanifolija), riebalų rūgštys (stearino, oleino) ir kt.

Gumos stiprumas ir netirpumas organiniuose tirpikliuose yra susiję su jo struktūra. Gumos savybes lemia ir žaliavos rūšis. Pavyzdžiui, iš natūralaus kaučiuko pagaminta guma pasižymi geru elastingumu, atsparumu alyvai, atsparumu dilimui, tačiau tuo pačiu nėra labai atspari agresyviai aplinkai; guma pagaminta iš SKD gumos turi dar didesnį atsparumą dilimui nei iš NK. SKS stireno butadieno guma pagerina atsparumą dilimui. Izopreno kaučiukas SKI lemia gumos elastingumą ir atsparumą tempimui, o chloropreno kaučiukas – atsparumą deguoniui.

Rusijoje 1860 m. Sankt Peterburge buvo įkurta pirmoji didelė gumos pramonės įmonė, vėliau pavadinta „Trikampiu“ (nuo 1922 m. – „Raudonuoju trikampiu“). Po jo buvo įkurtos kitos Rusijos gumos gaminių gamyklos: „Kauchuk“ ir „Bogatyr“ Maskvoje, „Provodnik“ Rygoje ir kt.

Gumos panaudojimas pramoniniuose gaminiuose

Guma turi didelę ekonominę reikšmę. Dažniausiai jis naudojamas ne gryna forma, o gumos pavidalu. Gumos gaminiai naudojami laidų izoliavimo, įvairių padangų gamybos technologijoje, karinėje pramonėje, pramoninių prekių gamyboje: batai, dirbtinė oda, gumuoti drabužiai, medicinos prekės...

Guma yra labai elastingas, patvarus junginys, tačiau mažiau plastiškas nei guma. Tai sudėtinga daugiakomponentė sistema, susidedanti iš polimero pagrindo (gumos) ir įvairių priedų.

Didžiausi gumos techninių gaminių vartotojai yra automobilių pramonė ir žemės ūkio inžinerija. Prisotinimo guminiais gaminiais laipsnis yra vienas iš pagrindinių masinių inžinerinių gaminių tobulumo, patikimumo ir komforto požymių. Šiuolaikinių automobilių ir traktorių mechanizmuose ir agregatuose yra šimtai daiktų ir iki tūkstančio vienetų guminių detalių, o kartu didėjant mašinų gamybai, didėja jų guminė talpa.

Gumos rūšys ir jų pritaikymas

Pagal struktūrą guma skirstoma į neporėtą (monolitinę) ir porėtą.

Neakyta guma pagamintas butadieno kaučiuko pagrindu. Jis pasižymi dideliu atsparumu dilimui. Pado gumos dėvėjimosi laikas yra 2-3 kartus ilgesnis nei pado odos. Gumos atsparumas tempimui yra mažesnis nei natūralios odos, tačiau pailgėjimas trūkimo metu yra daug kartų didesnis nei natūralios pado odos. Guma nepraleidžia vandeniui ir praktiškai joje nesipučia.

Atsparumu šalčiui ir šilumos laidumu guma nusileidžia odai, todėl sumažėja batų šilumos apsaugos savybės. Galiausiai, guma yra visiškai nepralaidi orui ir garams. Neakyta guma gali būti pado, panaši į odą ir skaidri.

Įprasta neakyta guma naudojama lipdomiems padams, perdangoms, kulniukams, puskulniams, kulniukams ir kitoms batų dugno dalims gaminti.

Porėtos gumos naudojami kaip padai ir platformos pavasario, rudens ir žiemos batams.

Odą primenanti guma- tai guma batų dugnui, pagaminta iš gumos su dideliu stireno kiekiu (iki 85%). Padidėjęs stireno kiekis suteikia gumoms kietumo, dėl to jų storį galima sumažinti iki 2,5-4,0 mm išlaikant geras apsaugines funkcijas.

Į odą panašios gumos eksploatacinės savybės yra panašios į natūralios odos. Jis pasižymi dideliu kietumu ir lankstumu, todėl galite sukurti bet kokios formos batų pėdsaką. Odą primenanti guma gerai nusidažo apdailinant batus. Jis pasižymi dideliu atsparumu dilimui dėl gero atsparumo dilimui ir atsparumo pakartotiniam lenkimui. Batų, kurių padai pagaminti iš odą primenančios gumos, dėvėjimo laikas yra 179–252 dienos, jei pirštas nesutrupėjęs.

Šios gumos trūkumas – žemos higieninės savybės: didelis šilumos laidumas ir higroskopiškumo bei oro sandarumo trūkumas.

Odinė guma gaminama trijų rūšių: neakytos struktūros, kurios tankis 1,28 g/cm3, porėtos struktūros, kurios tankis 0,8-0,95 g/cm3, ir porėtos struktūros su pluoštiniu užpildu, kurio tankis nėra didesnis nei 1,15 g /cm 3. Porėtos gumos su pluoštiniais užpildais vadinamos „ odos pluoštas“ Šios gumos savo išvaizda panašios į natūralią odą. Dėl pluoštinio užpildo padidėja jų šilumos izoliacinės savybės, jie yra lengvi, elastingi, turi gerą išvaizdą. Odą primenančios gumos naudojamos kaip padai ir kulnai gaminant vasarinius ir pavasario-rudens batus lipniu tvirtinimo būdu.

Skaidri guma yra permatoma medžiaga, turinti daug natūralaus kaučiuko. Jis išsiskiria dideliu atsparumu dilimui ir kietumu, o atsparumu dilimui yra pranašesnis už visų rūšių kaučiuką. Permatomos gumos gaminamos formuotų padų pavidalu (kartu su kulnais), su gilia banga bėgimo pusėje.

Skaidrios gumos rūšis yra Styronip kuriuose yra daugiau gumos. Styronip atsparumas pakartotiniam lenkimui yra daugiau nei tris kartus didesnis nei įprastos neakytos gumos. Styronip naudojamas batų gamyboje naudojant lipniojo tvirtinimo metodą.

Porėtos struktūros guma turi uždaras poras, kurių tūris, priklausomai nuo gumos rūšies, svyruoja nuo 20 iki 80% viso jos tūrio. Šios gumos turi nemažai privalumų, lyginant su neakytomis gumomis: padidėjęs minkštumas, lankstumas, didelės amortizacinės savybės, elastingumas.

Porėtos gumos trūkumas yra galimybė susitraukti ir trupėti piršto dalyje nuo smūgio. Siekiant padidinti porėtos gumos kietumą, į jų sudėtį įterpiamos polistireno dervos.

Šiuo metu įsisavinta naujų tipų akytųjų gumų gamyba: porocrepa Ir vulkanitas. Porokrep turi gražią spalvą, elastingumą ir padidintą stiprumą. Vulkanitas yra porėta guma su pluoštiniais užpildais, pasižyminti dideliu atsparumu dilimui ir gera apsauga nuo karščio. Porėtos gumos naudojamos kaip vasarinių, rudeninių ir žieminių batų padai. Neapdorotos gumos ruošinių ištisinės, norimo storio ir pločio juostos pavidalo, gamybos būdas. Kalandravimas pagerina gumos mišinio fizikines ir chemines savybes, nuo to priklauso gumos mišinių sąnaudos ir gaminių kokybė.

Guma yra natūralios arba sintetinės medžiagos, pasižyminčios elastingumu, atsparumu vandeniui ir elektros izoliacinėmis savybėmis, iš kurių specialaus apdorojimo būdu gaunama guma. Natūralus kaučiukas gaunamas iš pieno baltumo skysčio, vadinamo lateksu, guminių augalų pieniškų sulčių.

Natūralus kaučiukas gaunamas koaguliuojant guminių augalų pienišką sulą (lateksą). Pagrindinis gumos komponentas yra poliizopreno angliavandenilis (91-96%). Natūralus kaučiukas randamas daugelyje augalų, kurie nesudaro vienos konkrečios botaninės šeimos. Priklausomai nuo audinių, kuriuose kaupiasi guma, guminiai augalai skirstomi į:

Parenchiminė – guminė šaknyse ir stiebuose;

Chlorenchima – guma jaunų ūglių lapuose ir žaliuose audiniuose.

Lateksas – kaučiukas pieno sultyse.

Žoliniai latekso gumą turintys augalai iš Asteraceae šeimos (Kok-sagyz, Crimea-sagyz ir kiti), augantys vidutinio klimato zonoje, įskaitant pietines respublikas, kurių šaknyse yra nedidelis kiekis gumos, pramoninės reikšmės neturi.

Kas yra sintetinė guma? Tai yra sintetiniai polimerai, kurie vulkanizavimo būdu gali būti perdirbami į gumą ir sudaro didžiąją dalį elastomerų. Kuris Rusijos miestas gamina gumą? Pavyzdžiui, Toljatyje, Krasnojarske.

Sintetinė guma yra daug polimerų, panaši į gumą medžiaga. Jis gaunamas polimerizuojant arba kopolimerizuojant butadieną, stireną, izopreną, neopreną, chlorpreną, izobutileną, akrilo rūgšties nitrilą. Kaip ir natūralūs kaučiukai, sintetiniai turi ilgas stambiamolekulines grandines, kartais šakotas, kurių vidutinė molekulinė masė siekia šimtus tūkstančių ir net milijonus. Sintetinės gumos polimerų grandinės daugeliu atvejų turi dvigubus ryšius, dėl kurių vulkanizavimo metu susidaro erdvinis tinklas, o gauta guma įgauna būdingas fizines ir mechanines savybes.

Paprastai kaučiukus yra priimtas klasifikuoti ir pavadinti pagal joms gauti naudotus monomerus (izoprenas, butadienas ir kt.) arba pagal būdingą grupę (atomus) pagrindinėje grandinėje arba šoninėse grupėse (uretanas, polisulfidas ir kt.). Sintetiniai kaučiukai taip pat skirstomi pagal charakteristikas, pavyzdžiui, pagal užpildų kiekį (užpildytas ir neužpildytas), pagal molekulinę masę (konsistencija) ir išsiskyrimo formą (kieta, skysta, milteliai). Kai kurie sintetiniai kaučiukai gaminami vandeninių dispersijų – sintetinių lateksų – pavidalu. Speciali gumų grupė susideda iš termoplastinių elastomerų.

Kai kurios sintetinių kaučiukų rūšys (pavyzdžiui, poliizobutilenas, silikoninė guma) yra visiškai sotieji junginiai, todėl jų vulkanizavimui naudojami organiniai peroksidai, aminai ir kitos medžiagos. Tam tikros sintetinės gumos rūšys yra pranašesnės už natūralų kaučiuką daugeliu techninių savybių.

Pagal taikymo sritį sintetinės gumos skirstomos į bendrosios paskirties ir specialios paskirties kaučiukus. Bendrosios paskirties gumoms priskiriamos gana aukštų techninių savybių (stiprumo, elastingumo ir kt.) aibės gumos, tinkamos masinei įvairiausių gaminių gamybai. Specialios paskirties kaučiukams priskiriamos gumos, turinčios vieną ar daugiau savybių, kurios užtikrina specialių gaminio reikalavimų ir eksploatacinių savybių įvykdymą dažnai ekstremaliomis eksploatavimo sąlygomis.

Bendrosios paskirties gumos: izoprenas, butadienas, stireno butadienas ir kt.

Specialios paskirties kaučiukai: butilo kaučiukas, etileno propileno kaučiukas, chloropreno kaučiukas, fluoro kaučiukas, uretano kaučiukas ir tt Daugelis nežino, kad chloropreno kaučiukas buvo gaminamas SSRS ir užduoda klausimą – kuriame mieste dabar gaminama guma? Deja, chloropreno kaučiukas buvo gaminamas Armėnijoje, Nairit gamykloje, kuri jau kelerius metus buvo uždaryta.

Technologijoje iš gumos gaminamos transporto priemonių, lėktuvų ir dviračių padangos; Guma naudojama elektros izoliacijai, taip pat pramoninių prekių ir medicinos prietaisų gamybai.

1. Natūralus kaučiukas

Guma gyvuoja taip pat ilgai, kaip ir pati gamta. Rastos suakmenėjusios kaučiuko medžių liekanos yra maždaug trijų milijonų metų senumo. Europiečiai su natūraliu kaučiuku pirmą kartą susidūrė prieš penkis šimtmečius, o Jungtinėse Amerikos Valstijose gumos gaminiai išpopuliarėjo praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje – Pietų Amerikos indėnų pagaminti guminiai buteliai ir batai buvo parduodami dideliais kiekiais. 1839 metais amerikiečių išradėjas Charlesas Goodyearas atrado, kad kaitinant kaučiuką siera pašalinamos nepalankios jos savybės. Ant krosnies jis padėjo guma aptraukto audinio gabalą, ant kurio buvo uždėtas sieros sluoksnis. Po kurio laiko jis atrado į odą panašią medžiagą – gumą. Šis procesas buvo vadinamas vulkanizavimu. Gumos atradimas paskatino jį plačiai naudoti: iki 1919 m. į rinką buvo pateikta daugiau nei 40 000 skirtingų gumos gaminių.

Natūralaus kaučiuko augalai

Žodis „guma“ kilęs iš dviejų tupi-guarani kalbos žodžių: „kau“ – medis, „uchu“ – tekėti, verkti. „Caucho“ yra Hevea augalo, pirmojo ir svarbiausio kaučiuko augalo, sultys. Europiečiai prie šio žodžio pridėjo tik vieną raidę. Tarp Rusijos žolinių augalų yra žinomos kiaulpienės, pelynas ir euforbija, kuriose taip pat yra pieno sulčių.

Latekso medžiai yra pramoninės reikšmės, nes jie ne tik kaupia gumą dideliais kiekiais, bet ir lengvai ją atiduoda; iš jų svarbiausia – brazilinė hevėja (Hevea brasiliensis), kuri, įvairiais vertinimais, pagamina nuo 90 iki 96 % pasaulio natūralaus kaučiuko produkcijos.

Neapdorota guma iš kitų augalinių šaltinių paprastai yra užteršta dervos priemaišomis, kurias reikia pašalinti. Šiose neapdorotose gumose yra gutaperčos, kuri yra tam tikrų sapotaceae šeimos tropinių medžių produktas.

Gumos augalai geriausiai auga ne toliau kaip 10° nuo pusiaujo į šiaurę ir pietus. Todėl ši 1300 kilometrų pločio juosta abiejose pusiaujo pusėse yra žinoma kaip „guminis diržas“. Čia kaučiukas išgaunamas ir parduodamas visoms pasaulio šalims.

Natūralaus kaučiuko fizinės ir cheminės savybės

Natūralus kaučiukas yra amorfinė kieta medžiaga, galinti kristalizuotis.

Natūralus neapdorotas (neapdorotas) kaučiukas yra baltas arba bespalvis angliavandenilis.

Jis neišbrinksta ir netirpsta vandenyje, alkoholyje, acetone ir daugelyje kitų skysčių. Brinkdama ir vėliau ištirpusi riebaliniuose ir aromatiniuose angliavandeniliuose (benzine, benzene, eteryje ir kituose) bei jų dariniuose, guma sudaro koloidinius tirpalus, kurie plačiai naudojami technikoje.

Natūralus kaučiukas yra vienalytis savo molekuline struktūra, pasižymintis aukštomis fizinėmis savybėmis, taip pat technologinėmis, tai yra galimybe apdirbti gumos pramonės gamyklų įrenginiuose.

Ypač svarbi ir specifinė gumos savybė yra jos elastingumas (elastingumas) – gumos gebėjimas atstatyti pirminę formą pasibaigus deformaciją sukėlusioms jėgoms. Guma yra labai elastingas gaminys, veikiamas net mažų jėgų, jo grįžtamoji tempimo deformacija yra iki 1000%, o įprastoms kietoms medžiagoms ši vertė neviršija 1%. Gumos elastingumas išlaikomas plačiame temperatūrų diapazone, ir tai yra būdinga jos savybė. Tačiau ilgai laikant guma sukietėja.

Esant -195°C skysto oro temperatūrai jis yra kietas ir skaidrus; nuo 0° iki 10°C yra trapus ir jau nepermatomas, o esant 20°C – minkštas, elastingas ir permatomas. Kaitinamas virš 50 °C, jis tampa plastiškas ir lipnus; esant 80 °C temperatūrai natūralus kaučiukas praranda savo elastingumą; 120 °C temperatūroje - virsta į dervą panašiu skysčiu, po kurio sukietėja nebeįmanoma gauti originalaus produkto. Pakėlus temperatūrą iki 200–250 °C, guma suyra ir susidaro daug dujinių ir skystų produktų.

Guma yra geras dielektrikas, turintis mažą vandens ir dujų pralaidumą. Guma netirpi vandenyje, šarmuose ir silpnose rūgštyse; etilo alkoholyje jo tirpumas mažas, bet anglies disulfide, chloroforme ir benzine iš pradžių išsipučia, o paskui ištirpsta. Lengvai oksiduojasi cheminiais oksidatoriais, lėtai – atmosferos deguonimi. Gumos šilumos laidumas yra 100 kartų mažesnis už plieno šilumos laidumą.

Kartu su elastingumu, guma taip pat yra plastikinė - ji išlaiko savo formą, įgytą veikiant išorinėms jėgoms. Gumos plastiškumas, pasireiškiantis kaitinant ir apdorojant mechaniniu būdu, yra viena iš išskirtinių gumos savybių. Kadangi guma turi elastingumo ir plastiškumo savybių, ji dažnai vadinama plastine elastine medžiaga.

Kai natūralus kaučiukas atšaldomas arba ištempiamas, jis pereina iš amorfinės į kristalinę būseną (kristalizacija). Procesas vyksta ne akimirksniu, o laikui bėgant. Šiuo atveju, tempimo atveju, guma įkaista dėl išsiskiriančios kristalizacijos šilumos. Guminiai kristalai yra labai maži, jiems trūksta aiškių briaunų ir specifinės geometrinės formos.

Esant maždaug -70 °C temperatūrai, guma visiškai praranda savo elastingumą ir virsta stikline mase.

Apskritai visos gumos, kaip ir daugelis polimerinių medžiagų, gali būti trijų fizinių būsenų: stiklinės, labai elastingos ir klampios. Labiausiai būdinga labai elastinga gumos būsena.

Guma lengvai patenka į chemines reakcijas su daugybe medžiagų: deguonimi (O2), vandeniliu (H2), halogenais (Cl2, Br2), siera (S) ir kt. Šis didelis gumos reaktyvumas yra dėl nesočiosios cheminės prigimties. Ypač gerai reakcijos vyksta guminiuose tirpaluose, kuriuose kaučiukas yra gana didelių koloidinių dalelių molekulių pavidalu.

Beveik visos cheminės reakcijos sąlygoja gumos fizikinių ir cheminių savybių pokyčius: tirpumą, stiprumą, elastingumą ir kt. Deguonis ir ypač ozonas jau kambario temperatūroje oksiduoja gumą. Deguonies molekulės, patekusios į sudėtingas ir dideles gumos molekules, jas suskaido į smulkesnes, o guma, irdama, tampa trapi ir praranda vertingas technines savybes. Oksidacijos procesas taip pat yra vienas iš gumos virsmų – jos perėjimas iš kietos būsenos į plastiką.

Natūralaus kaučiuko sudėtis ir struktūra

Natūralus kaučiukas (NR) – tai didelės molekulinės masės nesotieji angliavandeniliai, kurių molekulėse yra daug dvigubų jungčių; jo sudėtis gali būti išreikšta formule (C5H8)n (kur n reikšmė svyruoja nuo 1000 iki 3000); tai izopreno polimeras.

Natūralus kaučiukas randamas gumą turinčių augalų, daugiausia atogrąžų (pavyzdžiui, Brazilijos Hevea medžio), pieno sultyse. Kitas natūralus produktas – gutaperča – taip pat yra izopreno polimeras, tačiau kitokios molekulinės konfigūracijos.

Ilgą gumos molekulę būtų galima stebėti tiesiogiai naudojant šiuolaikinius mikroskopus, tačiau tai neįmanoma, nes grandinė yra per plona: jos skersmuo atitinka vienos molekulės skersmenį. Jei guminė makromolekulė bus ištempta iki ribos, ji atrodys kaip zigzagas, o tai paaiškinama cheminių ryšių tarp anglies atomų, sudarančių molekulės skeletą, pobūdžiu.

Gumos molekulės jungtys negali laisvai suktis jokia kryptimi, o tik ribotai – tik aplink pavienius ryšius. Dėl jungčių šiluminių virpesių molekulė sulinksta, o jos galai suartėja ramioje būsenoje.

Ištempus gumą, molekulių galai pasislenka vienas nuo kito ir molekulės yra orientuotos tempimo jėgos kryptimi. Jei pašalinama jėga, sukėlusi gumos tempimą, jos molekulių galai vėl suartėja ir mėginys įgauna pradinę formą ir dydį.

Gumos molekulė gali būti laikoma apvalia atvira spyruokle, kurią galima labai ištempti išskleidus galus. Išleista spyruoklė grįžta į ankstesnę padėtį. Kai kurie tyrinėtojai įsivaizduoja gumos molekulę spyruoklinės spiralės pavidalu. Kokybinė analizė rodo, kad guma susideda iš dviejų elementų – anglies ir vandenilio, tai yra, ji priklauso angliavandenilių klasei.

Iš pradžių priimta gumos formulė buvo C 5 H 8, tačiau ji per paprasta tokiai sudėtingai medžiagai kaip guma. Molekulinės masės nustatymas rodo, kad ji siekia kelis šimtus tūkstančių (150 000 - 500 000). Todėl guma yra natūralus polimeras.

Eksperimentiškai įrodyta, kad natūralaus kaučiuko makromolekulės daugiausia susideda iš izopreno molekulių likučių, o pati natūralioji guma yra natūralus polimeras cis-1,4-poliizoprenas.

Natūralaus kaučiuko molekulė susideda iš kelių tūkstančių pradinių cheminių grupių (jungčių), sujungtų viena su kita ir nepertraukiamu vibraciniu-sukamuoju judesiu. Tokia molekulė yra panaši į susivėlusį rutulį, kuriame ją sudarančios sruogos kai kuriose vietose sudaro reguliariai orientuotas dalis.

Pagrindinis gumos skilimo produktas yra angliavandenilis, kurio molekulinė formulė yra vienareikšmė su paprasčiausia gumos formule. Galime daryti prielaidą, kad gumos makromolekules sudaro izopreno molekulės. Yra panašių polimerų, kurie nepasižymi tokiu pat elastingumu kaip guma. Kas paaiškina šią ypatingą savybę?

Gumos molekulės, nors ir turi linijinę struktūrą, nėra pailgintos linijoje, o pakartotinai išlenktos, tarsi susuktos į kamuoliukus. Ištempus gumą tokios molekulės išsitiesina, gumos mėginys pailgėja. Pašalinus apkrovą, dėl vidinio šiluminio judėjimo molekulių jungtys grįžta į ankstesnę sulankstytą būseną, o gumos dydis sumažėja. Jei guma ištempiama pakankamai didele jėga, tada ne tik molekulės išsitiesins, bet ir pasislinks viena kitos atžvilgiu – gali plyšti gumos mėginys.

2. Sintetinė guma

Rusijoje nebuvo žinomi natūralūs natūralaus kaučiuko gavimo šaltiniai, o kaučiukas mums nebuvo importuojamas iš kitų šalių ir dar nežinojo, kas yra sintetinis kaučiukas. Taigi 1927 m. gruodžio 30 d. polimerizuojant 1,3-butadieną natrio įtakoje buvo gauti 2 kg divinilo kaučiuko. Nuo 1932 m. pradėta pramoninė 1,3-butadieno gamyba, o iš 1,3-butadieno – gumos gamyba.

Butadieno sintezės žaliava yra etilo alkoholis. Butadieno gamyba pagrįsta alkoholio dehidrogenavimo ir dehidratacijos reakcijomis. Šios reakcijos vyksta vienu metu, kai per atitinkamų katalizatorių mišinį praleidžiami alkoholio garai. Butadienas išvalomas iš nesureagavusio etilo alkoholio ir daugelio šalutinių produktų ir yra polimerizuojamas.

Norint priversti monomero molekulę jungtis viena su kita, jos pirmiausia turi būti sužadintos, tai yra, atvesti į tokią būseną, kad atsidarius dviguboms jungtims jos taptų pajėgios abipusiai prisirišti. Tam reikia išleisti tam tikrą energijos kiekį arba dalyvauti katalizatoriuje.

Katalizinės polimerizacijos metu katalizatorius nėra gauto polimero dalis ir nėra sunaudojamas, o reakcijos pabaigoje išsiskiria pradine forma. Kaip butadieno kaučiuko sintezės katalizatorių S. V. Lebedevas pasirinko metalinį natrį, kurį nesočiųjų angliavandenilių polimerizacijai pirmą kartą panaudojo rusų chemikas A. A. Krakau.

Išskirtinis polimerizacijos proceso bruožas yra tas, kad pradinės medžiagos ar medžiagų molekulės susijungia viena su kita, sudarydamos polimerą, neišskirdamos jokių kitų medžiagų.

Svarbiausios sintetinės gumos rūšys

Aukščiau minėtas butadieno kaučiukas (SBR) yra dviejų tipų: stereoreguliarus ir nestereoreguliarus. Stereoreguliarus butadieno kaučiukas daugiausia naudojamas padangų gamyboje (kurios savo atsparumu dilimui pranašesnės už padangas iš natūralaus kaučiuko), nestereoreguliarus butadieno kaučiukas naudojamas, pavyzdžiui, rūgštims ir šarmams atsparios gumos gamybai. ir kieta guma.

Šiuo metu chemijos pramonė gamina daug įvairių rūšių sintetinių kaučiukų, kurie kai kuriomis savybėmis yra pranašesni už natūralų kaučiuką. Be polibutadieno kaučiuko (SBR), plačiai naudojami kopolimeriniai kaučiukai - butadieno kopolimerizacijos (kopolimerizacijos) produktai su kitais nesočiaisiais junginiais, pavyzdžiui, su stirenu (SKS) arba akrilnitrilu (SKN). Šių kaučiukų molekulėse butadieno vienetai keičiasi atitinkamai su stireno ir akrilonitrilo vienetais.

Stirenbutadieno guma pasižymi padidintu atsparumu dilimui ir naudojama automobilių padangų, konvejerių juostų, guminių batų gamyboje.

Nitrilo butadieno gumos yra atsparios benzinui ir alyvai, todėl naudojamos, pavyzdžiui, alyvos sandariklių gamyboje.

Vinilpiridino kaučiukai yra dieninių angliavandenilių kopolimerizacijos su vinilpiridinu, daugiausia butadieno ir 2-metil-5-vinilpiridinu, produktai.

Iš jų pagamintos gumos yra atsparios alyvai, benzinui ir šalčiui, gerai sukimba su įvairiomis medžiagomis. Jie daugiausia naudojami latekso pavidalu padangų kordams impregnuoti.

Rusijoje buvo sukurta ir pradėta gaminti sintetinė poliizopreno guma (SRI), kuri savo savybėmis yra panaši į natūralų kaučiuką. Iš SKI pagamintos gumos pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir elastingumu. SKI yra natūralaus kaučiuko pakaitalas padangų, konvejerių, gumos, avalynės, medicinos ir sporto prekių gamyboje.

Organinės silicio gumos, arba silikoninės gumos, naudojamos gaminant vielos ir kabelių apvalkalus, kraujo perpylimo vamzdelius, protezus (pavyzdžiui, dirbtinius širdies vožtuvus) ir kt. Skystosios silikoninės gumos yra sandarikliai.

Poliuretano guma naudojama kaip gumos atsparumo dilimui pagrindas.

Chloropreno kaučiukai yra chloropreno (2-chlor-1,3-butadieno) polimerai, kurių savybės panašios į natūralų kaučiuką. Jie naudojami gumose, siekiant padidinti atsparumą oro sąlygoms, benzinui ir alyvai.

Putų guma randa savo pritaikymą. Įvairių rūšių gumos putoja. Taip pat yra neorganinio sintetinio kaučiuko – polifosfonitrilo chlorido.

3. Guma

Gumos vulkanizavimas

Natūralūs ir sintetiniai kaučiukai dažniausiai naudojami kaučiuko pavidalu, nes turi žymiai didesnį stiprumą, elastingumą ir daugybę kitų vertingų savybių. Norint gauti gumą, guma vulkanizuojama. Daugelis mokslininkų dirbo su gumos vulkanizavimu. Tik gavę kokybišką kaučiuką iki galo suprato, kas yra sintetinė guma.

Šiuolaikinė gumos gamybos technologija atliekama šiais etapais:

1. Pusgaminių gamyba:

Pakabinamos gumos ir ingredientai;

Gumos plastifikavimas;

Audinių gumavimas, kalandravimas, ekstruzija;

Gumuotų audinių ir guminių lakštų karpymas, gaminių surinkimas iš pusgaminių.

2. Vulkanizavimas, po kurio iš žalios gumos mišinių gaunami gatavi gumos gaminiai.

Iš gumos mišinio su siera, užpildais (ypač svarbus užpildas yra suodžiai) ir kitomis medžiagomis susidaro norimi produktai, kurie kaitinami. Tokiomis sąlygomis sieros atomai prisijungia prie dvigubų gumos makromolekulių jungčių ir „sujungia“ jas, sudarydami disulfidinius „tiltus“. Dėl to susidaro milžiniška molekulė, turinti tris erdvės matmenis – pavyzdžiui, ilgį, plotį ir storį. Tokia guma, žinoma, bus tvirtesnė už nevulkanizuotą gumą.

Keičiasi ir polimero tirpumas: guma, nors ir lėtai, bet tirpsta benzine, guma jame tik išsipučia. Jei į kaučiuką įpilsite daugiau sieros, nei reikia gumos susidarymui, tai vulkanizavimo metu linijinės molekulės daug kur bus „susirišusios“, o medžiaga praras elastingumą ir taps kieta - gausite ebonitą. Prieš atsirandant šiuolaikiniams plastikams, ebonitas buvo laikomas vienu geriausių izoliatorių.

Vulkanizuota guma turi didesnį stiprumą ir elastingumą, taip pat didesnį atsparumą temperatūros pokyčiams nei nevulkanizuota guma; guma yra nepralaidi dujoms, atspari braižymui, cheminiam poveikiui, karščiui ir elektrai, taip pat pasižymi dideliu slydimo trinties koeficientu esant sausam paviršiui, o su šlapiu – mažu.

Vulkanizavimo greitintuvai pagerina vulkanizatorių savybes, sumažina vulkanizacijos laiką ir pagrindinių žaliavų sunaudojimą bei užkerta kelią pervulkanizacijai. Kaip greitintuvai naudojami neorganiniai junginiai (magnio oksidas MgO, švino oksidas PbO ir kiti) bei organiniai junginiai: ditiokarbamatai (ditiokarbamo rūgšties dariniai), tiuramai (dimetilamino dariniai), ksantatai (ksantogeninės rūgšties druskos) ir kt.

Vulkanizacijos greitintuvų aktyvatoriai palengvina visų gumos mišinio komponentų sąveikos reakcijas. Iš esmės kaip aktyvatorius naudojamas cinko oksidas ZnO.

Į gumos mišinį įvedami antioksidantai (stabilizatoriai, antioksidantai), kad būtų išvengta gumos „senėjimo“.

Užpildai – padidina fizines ir mechanines gumos savybes: stiprumą, atsparumą dilimui, atsparumą dilimui. Jie taip pat padeda padidinti žaliavų apimtį, taigi ir sumažinti gumos sąnaudas bei gumos kainą. Užpildai yra įvairių rūšių suodžiai (suodžiai), mineralinės medžiagos (kreida CaCO3, BaSO4, gipsas, talkas, kvarcinis smėlis SiO2).

Plastifikatoriai (minkštikliai) – tai medžiagos, gerinančios gumos technologines savybes, palengvinančios jos apdirbimą (sumažinančios sistemos klampumą), suteikiančios galimybę padidinti užpildų kiekį. Plastifikatorių įvedimas padidina gumos dinaminę ištvermę ir atsparumą dilimui. Kaip plastifikatoriai naudojami naftos perdirbimo produktai (mazutas, derva, parafinai), augalinės kilmės medžiagos (kanifolija), riebalų rūgštys (stearino, oleino) ir kt.

Gumos stiprumas ir netirpumas organiniuose tirpikliuose yra susiję su jo struktūra. Gumos savybes lemia ir žaliavos rūšis. Pavyzdžiui, iš natūralaus kaučiuko pagaminta guma pasižymi geru elastingumu, atsparumu alyvai, atsparumu dilimui, tačiau tuo pačiu nėra labai atspari agresyviai aplinkai; guma pagaminta iš SKD gumos turi dar didesnį atsparumą dilimui nei iš NK. SKS stireno-butadieno guma pagerina atsparumą dilimui. Izopreno kaučiukas SKI lemia gumos elastingumą ir atsparumą tempimui, o chloropreno kaučiukas – atsparumą deguoniui.

Kuriame mieste gaminama guma ir kada ji pradėta gaminti? Rusijoje 1860 m. Sankt Peterburge buvo įkurta pirmoji didelė gumos pramonės gamybos įmonė, vėliau pavadinta „Trikampiu“ (nuo 1922 m. – „Raudonuoju trikampiu“). Po jo buvo įkurtos kitos Rusijos gumos gaminių gamyklos (RTI): „Kauchuk“ ir „Bogatyr“ Maskvoje, „Provodnik“ Rygoje ir kt.

Gumos panaudojimas pramoniniuose gaminiuose

Guma turi didelę ekonominę reikšmę. Dažniausiai jis naudojamas ne gryna forma, o gumos pavidalu. Gumos gaminiai naudojami laidų izoliavimo, įvairių padangų gamybos technologijoje, karinėje pramonėje, pramoninių prekių gamyboje: batai, dirbtinė oda, gumuoti drabužiai, medicinos gaminiai.

Guma yra labai elastingas, patvarus junginys, tačiau mažiau plastiškas nei guma. Tai sudėtinga daugiakomponentė sistema, susidedanti iš polimero pagrindo (gumos) ir įvairių priedų.

Didžiausi gumos techninių gaminių vartotojai yra automobilių pramonė ir žemės ūkio inžinerija. Prisotinimo guminiais gaminiais laipsnis yra vienas iš pagrindinių masinių inžinerinių gaminių tobulumo, patikimumo ir komforto požymių. Šiuolaikinių automobilių ir traktorių mechanizmuose ir agregatuose yra šimtai daiktų ir iki tūkstančio vienetų guminių detalių, o kartu didėjant mašinų gamybai, didėja jų guminė talpa.

Gumos rūšys ir jų pritaikymas

Pagal struktūrą guma skirstoma į neporėtą (monolitinę) ir porėtą.

Neakyta guma gaminama butadieno kaučiuko pagrindu. Jis pasižymi dideliu atsparumu dilimui. Padų gumos nusidėvėjimo laikas yra 2–3 kartus ilgesnis nei pado odos. Gumos atsparumas tempimui yra mažesnis nei natūralios odos, tačiau pailgėjimas trūkimo metu yra daug kartų didesnis nei natūralios pado odos. Guma nepraleidžia vandeniui ir praktiškai joje nesipučia.

Atsparumu šalčiui ir šilumos laidumu guma nusileidžia odai, todėl sumažėja batų šilumos apsaugos savybės. Galiausiai, guma yra visiškai nepralaidi orui ir garams. Neakyta guma gali būti pado, panaši į odą ir skaidri. Įprasta neakyta guma naudojama lipdomiems padams, perdangoms, kulniukams, puskulniams, kulniukams ir kitoms batų dugno dalims gaminti.

Porėtos gumos naudojamos kaip padai ir platformos pavasario, rudens ir žiemos batams.

Odinė guma – tai guma batų dugnui, pagaminta iš gumos su dideliu stireno kiekiu (iki 85%). Padidėjęs stireno kiekis suteikia gumoms kietumo, dėl to jų storį galima sumažinti iki 2,5-4,0 mm išlaikant geras apsaugines funkcijas. Į odą panašios gumos eksploatacinės savybės yra panašios į natūralios odos. Jis pasižymi dideliu kietumu ir lankstumu, todėl galite sukurti bet kokios formos batų pėdsaką. Odą primenanti guma gerai nusidažo apdailinant batus. Jis pasižymi dideliu atsparumu dilimui dėl gero atsparumo dilimui ir atsparumo pakartotiniam lenkimui.

Batų, kurių padai pagaminti iš odą primenančios gumos, dėvėjimo laikas yra 179–252 dienos, nesant įtrūkimų kojose. Šios gumos trūkumas – žemos higieninės savybės: didelis šilumos laidumas ir higroskopiškumo bei oro sandarumo trūkumas.

Odinė guma gaminama trijų rūšių: neakytos struktūros, kurios tankis 1,28 g/cm3, porėtos struktūros, kurios tankis 0,8-0,95 g/cm3, ir porėtos struktūros su pluoštiniu užpildu, kurio tankis nėra didesnis nei 1,15 g/cm3. Porėtos gumos su pluoštiniais užpildais vadinamos odos pluoštu. Šios gumos savo išvaizda panašios į natūralią odą. Dėl pluoštinio užpildo padidėja jų šilumos izoliacinės savybės, jie yra lengvi, elastingi, turi gerą išvaizdą. Odą primenančios gumos naudojamos kaip padai ir kulnai gaminant vasarinius ir pavasario-rudens batus lipniu tvirtinimo būdu.

Skaidri guma yra permatoma medžiaga, kurioje yra daug natūralaus kaučiuko. Jis išsiskiria dideliu atsparumu dilimui ir kietumu, o atsparumu dilimui yra pranašesnis už visų rūšių kaučiuką. Permatomos gumos gaminamos formuotų padų pavidalu (kartu su kulnais), su gilia banga bėgimo pusėje. Skaidrios gumos rūšis yra styronip, kuriame yra didesnis gumos kiekis. Styronip atsparumas pakartotiniam lenkimui yra daugiau nei tris kartus didesnis nei įprastos neakytos gumos. Styronip naudojamas batų gamyboje naudojant lipniojo tvirtinimo metodą.

Porėtos struktūros guma turi uždaras poras, kurių tūris, priklausomai nuo gumos rūšies, svyruoja nuo 20 iki 80% viso jos tūrio. Šios gumos turi nemažai privalumų, lyginant su neakytomis gumomis: padidėjęs minkštumas, lankstumas, didelės amortizacinės savybės, elastingumas. Porėtos gumos trūkumas yra galimybė susitraukti ir trupėti piršto dalyje nuo smūgio. Siekiant padidinti porėtos gumos kietumą, į jų sudėtį įterpiamos polistireno dervos.

Šiuo metu įsisavinta naujų rūšių porėtos gumos gamyba: porokrepas ir vulkanitas. Porokrep turi gražią spalvą, elastingumą ir padidintą stiprumą. Vulkanitas yra porėta guma su pluoštiniais užpildais, pasižyminti dideliu atsparumu dilimui ir gera apsauga nuo karščio. Porėtos gumos naudojamos kaip vasarinių, rudeninių ir žieminių batų padai.

Įrangos pirkimo-pardavimo skelbimus galite peržiūrėti adresu

Galite aptarti polimerų prekių ženklų pranašumus ir jų savybes adresu

Užregistruokite savo įmonę įmonių kataloge

Kai kurios padangų įmonės remiasi naujoviškomis sudėtinėmis medžiagomis, o kitos keičia fizinę gaminių struktūrą 3D formatu. To pavyzdys – „Goodyear“ padangos, pagamintos iš sojų aliejaus, „Pirelli“ produktai, pagaminti iš Nižnekamsko atmainų izopreno ir divinilstireno gumos, „Bridgestone“ modeliai, skirti visais ratais varomiems visureigiams. Kas geriau?

Goodyear: sojų aliejaus etalonas

Goodyear didina savo padangų ekologiškumą. Vadovaujantis inžinierius Vološinekas teigė, kad praėjusiais metais serijiniu būdu buvo pristatyti produktai, kuriuose apsauga yra pagaminta iš sojų aliejaus. Dėl naujovių naftos produktų dalis sumažėjo 60%. Visą sezoną veikiančios Assurance WeatherReady linijos modeliai pradėjo atitikti naujus aplinkosaugos standartus, o jų techninės charakteristikos tapo geriau pritaikytos įvairiems temperatūrų diapazonams.

Iš pradžių sojų aliejus buvo laikomas gumos junginių priedu. Tačiau po to, kai „Ford“ koncernas su Sojų pupelių gamybos taryba gavo reikšmingų rezultatų naudojant sojos produktus, įmonės specialistai pagilino ir paspartino šios srities tyrimus. Dėl trigliceridų aliejaus pagrindu pagaminti mišiniai tapo visišku sudėtinių bazių pakaitalu.

Termoplastiškumas, elastingumas ir energiją taupantis maišymas

Viso sezono gaminiams termoplastiškumo rodiklis yra svarbus, nes padangos sąlyčio zonos sukibimas su šlapia, sausa, apsnigta ir ledu dengta bėgių kelio danga tiesiogiai priklauso nuo gumos savybių. Paprastai nepavyksta išvengti jokių rodiklių pablogėjimo. Todėl optimalus balansas tarp padangos ir sukibimo su keliu nulėmė sojų aliejaus pasirinkimą.

Sojų aliejaus pagrindu pagamintų padangų elastingumas, jų plastiškumas ir ekonomiškumas, palyginti su naftos produktais, tapo kitais veiksniais, skatinančiais keitimą. Lengvas aliejaus maišymas su junginio, kurį sudaro silicio dioksidas ir polimerai, komponentai yra dėl sumažėjusio klampumo ir polinesočiųjų riebalų rūgščių buvimo.

Maišant sunaudojama mažiau energijos nei naudojant naftos produktus. Bendrovė svarsto galimybę naudoti didelį oleino aliejų, kuris naudojamas maisto pramonėje. Dabar atliekami eksperimentai, siekiant nustatyti jo kokybę ir tinkamumą padangų gamybai.

Vietoj natūralios gumos padangoms – dirbtinė iš Tatarstano

Tatarstano naftos chemijos kompleksas tapo aukso kasykla verslininkams. Dėl augančių natūralaus kaučiuko kainų aukštos kokybės jo pakaitalai vis labiau domina padangų gamintojus. Būtent todėl Nizhnekamskneftekhim bendrovė 2017 metų gruodį pasirašė ilgalaikę sutartį dėl dirbtinės gumos tiekimo koncernui „Pirelli“.

Minnikhanovas, Tatarstano prezidentas, pažymėjo, kad per 10 metų „Pirelli“ tiekimo apimtis išaugo 3 kartus. Dabar Nižnekamskas ir italai bendradarbiauja ne tik gamindami gaminius, bet kartu kuria perspektyvias gumos rūšis, planuojamas masinei gamybai. Atsižvelgiant į tai, kad Pirelli yra vienas iš penkių didžiausių padangų gamintojų (19 gamyklų, tiekimas į 160 šalių), sintetinės gumos ir plastiko poreikis leis maksimaliai apkrauti Nizhnekamskneftekhim gamybos pajėgumus.

SKI-3 izopreno gumos gamybą planuojama išplėsti iki 330 tūkst.t per metus. Artimiausiu metu, iki 2021 metų, padidinsime visų rūšių dirbtinės gumos gamybą iki milijono tonų. „Tatneftekhiminvest Holding“ vadovas Azatas Bikmurzinas praneša, kad per 2 metus jie susintetins 60 tūkstančių tonų divinilstireno gumos naujos kartos padangų gamybai. Tai apims 5 prekių ženklus, skirtus skirtingų tipų ir sezonų padangoms.

Bridgestone padangos visais ratais varomiems krosoveriams ir visureigiams

Bendrovė daugiausia dėmesio skyrė savo gaminių išorei. Ji išleido naują bedygliuotą žieminę padangą Blizzak DM-Z3З. Naujoviška parinktis skirta visais ratais varomų transporto priemonių savininkams. Skirtumas tarp naujojo modelio nuo senųjų yra sudėtingas mikroskopinių porų ir specialių mikrogriovelių derinys, kuris sustiprina apsaugą nuo akvaplanavimo ir neleidžia slysti ant ledo. Protektoriaus sąlytį su kelio danga lydi drėgmės sugėrimas („kempinės“ efektas), po kurio jis pašalinamas per mikrodrenažo sistemą.

Protektorius aprūpintas briaunomis ir 3D formato lamelėmis, kurios turi atraminius įdėklus, apsaugančius nuo jų deformacijos. Šių naujovių dėka slėgis kontaktinėje zonoje optimizuojamas ir paskirstomas tolygiai. 3D bloko kraštas pagerina padangos sukibimą kelio atkarpose su byrančiu sniegu ir ledu, o tai pagerina ruožo pravažiavimą.

Pigių žaliavų gamybai paieška paskatino bendrovę Meklenburge (Vokietija) pradėti statyti laboratoriją rusiškoms kiaulpienėms auginti, vėliau jas naudoti padangų pramonėje vietoj natūralaus kaučiuko. Tikimasi, kad projekto pradžia kainuos 35 milijonus eurų, o pieniškos kiaulpienių sultys sėkmingai pakeis tropinių regionų hevea sultis. Svarbų vaidmenį atlieka žaliavų transportavimo sąnaudų mažinimas ir atogrąžų plantacijų deginimo panaikinimas, siekiant išplėsti gumos medžių auginimo plotus.


Į viršų