8.3 Каучуки, гума та гтв

Каучук – еластичний полімерний матеріал отриманий коагуляцією латексу каучуконосних рослин (натуральний каучук) або полімеризацією різних мономерів (синтетичні каучуки).

Гума – продукт переробки натуральних (НК) або синтетичних (СК) каучуків.

Натуральний каучук (НК) – полімер ізопрена. Його виготовляють згущенням латексу каучуконосних рослин (найчастіше гевеї бразильської). Одне дерево дає 2-3 кг каучуку за рік. Тому виробництво натурального каучуку низькорентабельне. Натуральний каучук поділяють на 8 типів, які включають 35 сортів. Найбільш поширені види: смокед-шит (копчений лист), світлий креп та пара- каучук.

Натуральний каучук при температурі -70˚С втрачає пластичність стає крихким, а при температурі вищій за +200˚С розкладається. У воді, спирті, ацетоні та жирних кислотах не набухає і практично не розчиняться. У бензині, бензолі, толуолі, хлороформі розчиняється. Під впливом кисню, озону та інших окислювачів „старіє” втрачає пластичність, підвищується крихкість, з’являються тріщини.

Основну масу натурального каучуку переробляють у гуму. З нього виготовляють клеї, лаки, присадки до мастильних матеріалів тощо.

Синтетичний каучук (СК) – має кращі характеристики, відзначається економічною ефективністю виробництва, широкою сировинною базою. Його виготовляють полімеризацією або поліконденсацією та співполімеризацією вуглеводів. Виробництво СК складається з отримання каучукогенів (мономерів) та їх полімеризації. В якості каучукогенів використовують бутадієн, стирол, ізопрен, ізобутилен тощо. Їх отримують з нафти, природного газу, вугілля та крохмалистих речовин (картопля). Вироблюваний СК буває загального та спеціального призначення.

До синтетичних каучуків загального призначення відносять бутадієнові (СКД, СКБ), бутадієн – стирольні (СКН), кремнійорганічні (СКТ), уретанові (СКУ) тощо. Особливість натуральних і синтетичних каучуків полягає у здатності вулканізуватись і переходити з термопластичного у термостабільний стан і набувати міцності, еластичності та морозо- і теплостійкості.

Для полегшення переробки, надання необхідних технологічних та експлуатаційних властивостей, зниження вартості гумової композиції та виробів вводять різні компоненти (Рис. 8.10)

Каучуки

Вулканізуючі речовини (агенти) Прискорювачі

Пороуворювачі Стабілізатори (атиоксиданти)

Наповнювачі Фарбники

Пластифікатори

Рисунок 8.10 Склад гуми

Основний компонент – каучук.

Наповнювачі визначають механічні властивості та зносостійкість гуми. Бувають порошкоподібними і волокнистими. Порошкоподібні повинні мати мінімальний розмір часточок і максимально розвинену зовнішню поверхню. Використовують технічні сажі, крейду, оксид цинку, тальк, гумовий регенерат. В якості волокнистих наповнювачів використовують корд, азбестове волокно тощо.

Механічні властивості гуми (міцність при розтягуванні, твердість, зносостійкість тощо) в значній мірі залежать від типу наповнювача та типу каучука. Вплив інших компонентів на механічні властивості дуже малий.

Прискорювачі (полісульфіди, оксиди цинку та магнію тощо) змінюють режим вулканізації та властивості вулканізуючих агентів. Стабілізатори - уповільнюють процеси старіння гуми.

Пластифікатори (парафін, вазелін, стеаринова кислота, рослинні олії тощо) збільшують еластичність і морозостійкість гуми, полегшує її переробку

Фарбники (мінеральні або органічні) змінюють колір гуми.

Пороутворювачі – речовини, що при нагріванні розкладаються з виділенням газів. Утворюється спінена (мікропориста ) гума.

Вулканізуюча речовина сприяє взаємодії каучуку з компонентами і перетворенню на гуму. Використовують сірку, селен, органічні перекиси тощо. Найбільш поширене використання сірки. При збільшенні її вмісту твердість гуми зростає. Якщо вміст сірки 28...30% гума перетворюється в твердий матеріал – ебоніт.