Сторінка
3

Каучук і гума

Були розроблені автоматизовані вулканізаційні преси, що вставляють у заготовку шини варильну камеру, вулканізуют шину і видаляють варильну камеру з готової шини. Варильна камера є складовою частиною вулканізаційного преса. Камери шин вулканизуются в подібних прес-формах, що мають гладку поверхню. Середній час вулканізації однієї камери складає близько 7 хв при 155 С. При менших температурах час вулканізації зростає.

Багато виробів меншого розміру вулканізуютбся в металевих прес-формах, що розміщаються між рівнобіжними плитами гідравлічного преса. Плити преса всередині порожні, щоб забезпечити доступ пари для нагрівання без безпосереднього контакту з виробом. Виріб одержує тепло тільки через металеву прес-форму.

Багато виробів вулканізуються нагріванням у повітрі чи вуглекислому газі. Прогумована тканина, одяг, плащі і гумове взуття вулканизуются таким способом. Процес звичайно проводиться у великих горизонтальних вулканізаторах з паровою сорочкою. Гумові суміші, вулканізовані сухим теплом, звичайно містять меншу добавку сірки, щоб виключити вихід частини сірки на поверхню виробу. Для зменшення часу вулканізації, що, як правило, більше, ніж при вулканізації відкритою парою чи під пресом, використовуються речовини-прискорювачі.

Деякі гумові вироби вулканізуються зануренням у гарячу воду під тиском. Аркушевий каучук намотується між шарами мусліну на барабан і вулканізується в гарячій воді під тиском. Гумові груші, шланги, ізоляція для проводів вулканизуются у відкритій парі. Вулканізатори звичайно являють собою горизонтальні циліндри з щільно підігнаними кришками. Пожежні шланги вулканизуются пором із внутрішньої сторони й у такий спосіб відіграють роль власних вулканізаторів. Каучуковий шланг втягується усередину плетеного бавовняного шланга, до них прикріплюються сполучні фланці та в середину заготівлі на заданий час під тиском нагнітається пара.

Вулканізація без підведення тепла може проводитися за допомогою хлористої сірки S2Cl2 шляхом або занурення в розчин, або впливу пар. Тільки тонкі аркуші чи такі вироби, як фартухи, купальні шапочки, напальчники чи хірургічні рукавички, вулканизуются таким способом, оскільки реакція протікає швидко, а розчин при цьому не проникає глибоко в заготівлю. Додаткова обробка аміаком необхідна для видалення кислоти, що утвориться в процесі вулканізації.

ТВЕРДА ГУМА

Вироби з твердої гуми відрізняються від виробів з м'якої гуми головним чином кількістю сірки, використовуваної при вулканізації. Коли кількість сірки в гумовій суміші перевищує 5%, у результаті вулканізації виходить тверда гума. Гумова суміш може містити до 47 частин сірки на 100 частин каучуку; при цьому виходить твердий і твердий продукт, називаний ебонітом, оскільки схожий на ебенове (чорне) дерево. Виробу з твердої гуми володіють гарними діелектричними властивостями і використовуються в електротехнічній промисловості як ізолятори, наприклад у розподільних щитах, качанах, розетках, телефонах і акумуляторах. Виготовлені з застосуванням твердої гуми труби, клапани й арматура застосовуються в тих областях хімічної промисловості, де потрібна корозійна стійкість. Виготовлення дитячих іграшок - ще одна стаття споживання твердої гуми.

СИНТЕТИЧНИЙ КАУЧУК

Синтез каучуку, який відбувається в дереві, ніколи не виконувався в лабораторії. Синтетичні каучуки є еластичними матеріалами; вони подібні з натуральним продуктом по хімічних і фізичних властивостях, але відрізняються від нього структурою.

Синтез аналога натурального каучуку (1,4-цис-полиизопрена і 1,4-цис-полібутадиєна). Натуральний каучук, одержаний з гевеї бразильської, має структуру, що складається на 97,8% з 1,4-цис-поліізопрену:

Синтез 1,4-цис-полізопрену проводився декількома різними шляхами з використанням регулюючих стереоструктуру каталізаторів, і це дозволило налагодити виробництво різних синтетичних еластомерів. Каталізатор Циглера складається з триетилалюмінію і чотирьоххлористого титана; він змушує молекули ізопрену поєднуватися (полімеризуватися) з утворенням гігантських молекул 1,4-цис-поліізопрену (полімеру). Аналогічно, металевий літій чи алкіл- і алкилетилові сполуки, наприклад бутиллітій, служать каталізаторами полімеризації ізопрену в 1,4-цис-поліізопрен. Реакції полімеризації з цими каталізаторами проводяться в розчині з використанням вуглеводнів нафти як розчинники. Синтетичний 1,4-цис-поліізопрен має властивості натурального каучуку і може використовуватися як його заступник у виробництві гумових виробів.

Полібутадієн, на 90-95% складається з 1,4-цис-изомера, також був синтезований за допомогою регулюючих стереоструктуру каталізаторів Циглера, наприклад триетилалюмінію і чотирьохйодитого титана. Інші регулюючі стереоструктуру каталізатори, наприклад хлорид кобальту й алкілалюминій, також дають полібутадієн з високим (95%) вмістом 1,4-цис-ізомера. Бутиллитий теж здатний полимеризовать бутадієн, однак дає полібутадієн з меншим (35-40%) змістом 1,4-цис-ізомера. 1,4-цис-полибутадіен має надзвичайно високу еластичність і може використовуватися як наповнювач натурального каучуку.