V gumárenskom priemysle sa vulkanizáciou rozumie proces zosieťovania gumy. Molekuly kaučuku sa skladajú z mnohých polymérov s dlhým reťazcom a chemické väzby medzi týmito molekulami s dlhým reťazcom sú relatívne slabé. Proces vulkanizácie spočíva v pridávaní vulkanizačných činidiel (ako je síra, zlúčeniny obsahujúce síru atď.) za určitých teplotných, tlakových a časových podmienok, aby sa vytvorili zosieťované väzby medzi molekulovými reťazcami gumy, čím sa lineárna molekulová štruktúra gumy transformuje na tri -rozmerná sieť. Tvarová štruktúra. Napríklad prírodný kaučuk má dobrú elasticitu a plasticitu, keď nie je vulkanizovaný, ale jeho pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu sú slabé. Po vulkanizácii sa fyzikálne vlastnosti gumy výrazne zlepšujú, vrátane pevnosti v ťahu, tvrdosti, odolnosti proti opotrebovaniu a odolnosti proti starnutiu.
Proces sulfurizačnej reakcie
Ak vezmeme ako príklad síru ako vulkanizačné činidlo, síra bude reagovať s dvojitými väzbami v molekulovom reťazci gumy pri vysokých teplotách. Najprv sa molekuly síry rozložia na aktívne atómy síry, ktoré sa spoja s dvojitými väzbami v molekulových reťazcoch gumy za vzniku sírových mostíkov (krížových väzieb). Počas reakcie môžu vzniknúť niektoré medziprodukty, ako sú tiolové skupiny a polysulfidové väzby na molekulovom reťazci gumy. Ako reakcia postupuje, vytvára sa viac a viac zosieťovacích väzieb a postupne sa zlepšuje sieťová štruktúra kaučuku. Všeobecne povedané, proces vulkanizácie vyžaduje presné riadenie parametrov, ako je teplota, tlak a čas. Teplota sa zvyčajne pohybuje okolo 140 - 180 stupňov C, tlak závisí od typu gumového produktu a požiadaviek na proces a čas sa pohybuje od niekoľkých minút až po desiatky minút.
Úloha a význam vulkanizácie
Výrobky z vulkanizovanej gumy majú lepšiu elastickú schopnosť zotavenia a po deformácii silou sa môžu rýchlo vrátiť do pôvodného tvaru. Zároveň je výrazne zvýšená jeho pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu, čo umožňuje gumovým výrobkom odolávať väčšiemu treniu a tlaku. Napríklad automobilové pneumatiky sú výrobky z vulkanizovanej gumy. Počas procesu jazdy vozidla musia pneumatiky znášať hmotnosť karosérie vozidla, trenie povrchu vozovky a rôzne komplexné namáhania. Vulkanizované pneumatiky môžu spĺňať tieto výkonnostné požiadavky a zaistiť bezpečnú jazdu vozidla. Okrem toho môže vulkanizácia zlepšiť odolnosť gumových výrobkov proti chemickej korózii a starnutiu a predĺžiť ich životnosť.
