4.2. Класифікація та властивості гум
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:
Зі збільшенням кількості поперечних зв'язків між молекулами міцність і твердість матеріалу підвищуються, а його пластичність і еластичність знижуються.
При вмісті сірки до 15 % каучук утворює досить міцні, термостійкі, еластичні матеріали, що називають гумами.
Класифікуються гуми за різними ознаками: призначенням, найважливішими властивостями, технологією виготовлення виробів.
За призначенням гуми поділяють на такі групи: загального призначення, призначені для експлуатації при температурах від —50 °С до +150 °С; теплостійкі, використовувані для виробів, що довгостроково працюють при температурах вище 150 °С; морозостійкі, стійкі при температурах нижче —50 °С; маслостійкі, що йдуть для виготовлення деталей, які працюють у тривалому контакті з бензином, мастилом, нафтою; стійкі в агресивних середовищах і такі, що використовують для виготовлення виробів, що контактують з кислотами, лугами; електроізоляційні, призначені для ізоляції струмопровідних жил проводів, кабелів; стійкі до дії радіації і такі, що застосовуються для виготовлення деталей рентгенівських апаратів, спеціального захисного одягу; пористі, що застосовують для виготовлення теплоізоляційних і прокладок, що амортизують, взуттєвих підошов, сидінь автомобілів і літаків.
4.3. Особливості технологи виробництва гумових виробів
Виробництво гумових виробів починається з підготовки компонентів і одержання гумової суміші.
Головною складовою частиною гумової суміші є каучук, що визначає властивості гуми. Вміст каучуків у гумовій суміші становить 10...98 %.
Найбільш розповсюдженим вулканізатором є сірка. У м'яких гумах вміст сірки складає не більш 2 %, у напівм'яких і напівтвердих — до 7 %, у твердих— близько 10 %. Прискорювачами вулканізації є сірчисті й азотисті сполуки, їхній вміст у гумових сумішах складає до З %. Для попередження додаткової вулканізації до складу суміші вводять протистарителі в кількості 2—5 %. Наповнювачі, що підсилюють (сажа, "біла сажа", поліпропілен, полістирол, мінеральні мастила), та інертні (крейда, каолін, тальк) вводять у суміш у кількості 30—50 % від маси каучуку. Пом'якшувачі (стеаринова й олеїнова кислоти, каніфоль, парафін і ін.) у кількості 2—10 % сприяють кращому заповненню форми при виготовленні виробів. Склад спеціальних добавок визначається призначенням гуми і не перевищує 2—5 %.
Дозовані каучук і інгредієнти надходять у змішувачі. Для суміші кожного виду встановлюється визначений порядок завантаження інгредієнтів і режим їхнього змішування, вулканізатори на запобігання передчасної вулканізації, додаються останніми. Тривалість змішування становить 2—4 хв. Дрібні партії змішують на вальцях, готова гумова суміш називається сирою гумою.
Сира гума надходить на виготовлення заготовки. Залежно від форми виробу заготовки одержують наступними методами: каландруванням, шприцюванням, штампуванням, формуванням, литтям під тиском, мочанням.
Отримані тим або іншим способом заготовки піддаються вулканізації, що для відформованих виробів проводиться в прес-формах одночасно з процесом формування. Режим вулканізації (температура, тиск, тривалість витримки й охолодження) залежить від складу суміші, розмірів виробу, типу середовища, що гріє, і інших факторів. У більшості випадків температура вулканізації складає 130— 160 °С, тиск 0,3—0,6 МПа. Тривалість процесу коливається від декількох хвилин до декількох десятків хвилин.
Вулканізовані вироби піддаються обробці-обрізу задирок, зачищенню, покриттю лаком і т. п.