Plantesaft, som gummi er lavet af. Fremtiden for dækproduktion: dæk lavet af soja, isopren, divinylstyren, mælkeagtig juice

Gummi er naturlige eller syntetiske materialer kendetegnet ved elasticitet, vandmodstand og elektriske isoleringsegenskaber, hvorfra gummi opnås ved speciel forarbejdning. Naturgummi fås fra en mælkehvid væske kaldet latex, den mælkeagtige saft af gummiplanter.

Naturgummi opnås ved koagulering af latex (latex) fra gummiplanter. Hovedbestanddelen af ​​gummi er kulbrinte polyisopren (91-96%). Naturgummi findes i en lang række planter, der ikke danner en bestemt botanisk familie. Afhængigt af de væv, hvori gummi ophobes, er gummiplanter opdelt i:

Parenchymal - gummi i rødder og stængler;

Chlorenchyma - gummi i blade og grønne væv af unge skud.

Latex - gummi i mælkeagtig juice.

Urteagtige latexgummibærende planter fra Asteraceae-familien (kok-saghyz, krym-saghyz og andre), der vokser i den tempererede zone, herunder i de sydlige republikker, og som indeholder gummi i en lille mængde i rødderne, har ingen industriel værdi.

Hvad er syntetisk gummi? Disse er syntetiske polymerer, der kan forarbejdes til gummi ved vulkanisering og udgør hovedparten af ​​elastomerer. Hvilken by producerer gummi i Rusland? For eksempel i Tolyatti, Krasnoyarsk.

Syntetisk gummi er et højpolymert, gummiagtigt materiale. Det opnås ved polymerisation eller copolymerisation af butadien, styren, isopren, neopren, chloropren, isobutylen, akrylsyrenitril. Ligesom naturgummi har syntetiske gummier lange makromolekylære kæder, nogle gange forgrenede, med en gennemsnitlig molekylvægt på hundredtusindvis og endda millioner. Polymerkæder i syntetisk gummi har i de fleste tilfælde dobbeltbindinger, på grund af hvilket et rumligt netværk dannes under vulkanisering, det resulterende gummi får karakteristiske fysiske og mekaniske egenskaber.

Klassificeringen og navnet på gummier accepteres normalt i henhold til de monomerer, der anvendes til at opnå dem (isopren, butadien, osv.) eller i henhold til den karakteristiske gruppering (atomer) i hovedkæden eller sidegrupperne (urethan, polysulfid, etc.) Syntetisk gummier er også opdelt efter egenskaber , for eksempel efter indholdet af fyldstoffer (fyldte og ufyldte), efter molekylvægt (konsistens) og endelig form (fast, flydende, pulver.). Nogle syntetiske gummier fremstilles i form af vandige dispersioner - syntetiske latexer. En særlig gruppe gummier er termoplastiske elastomerer.

Nogle typer syntetiske gummier (for eksempel polyisobutylen, silikonegummi) er fuldstændigt mættede forbindelser; derfor bruges organiske peroxider, aminer og andre stoffer til deres vulkanisering. Visse typer syntetisk gummi er naturgummi overlegen i en række tekniske egenskaber.

Ifølge anvendelsesområdet opdeles syntetiske gummier i gummier til generelle og specielle formål. Gummi til generelle formål omfatter gummier med et kompleks af tilstrækkeligt høje tekniske egenskaber (styrke, elasticitet osv.), der er egnet til masseproduktion af en bred vifte af produkter. Gummi til specielle formål omfatter gummier med en eller flere egenskaber, der sikrer opfyldelse af særlige krav til produktet og ydeevnens åg under ofte ekstreme driftsforhold.

Gummi til generelle formål: isopren, butadien, butadien styren osv.

Gummi til specielle formål: butylgummi, ethylenpropylen, chlorpren, fluorgummi, urethan osv. Mange ved ikke, at chloroprengummi blev produceret i USSR, og de spekulerer på - i hvilken by produceres gummi nu? Desværre blev der produceret chloroprengummi i Armenien på fabrikken i Nairit, som har været stoppet i flere år.

Inden for teknologi er dæk lavet af gummi til køretøjer, fly og cykler; gummier bruges til elektrisk isolering samt produktion af industrivarer og medicinsk udstyr.

1. Naturgummi

Gummi har eksisteret lige så længe som naturen selv. De fossiliserede rester af gummitræer, der er blevet fundet, er omkring tre millioner år gamle. Europæere blev først introduceret til naturgummi for fem århundreder siden, og i USA blev gummi populært i 1830'erne, med gummiflasker og -sko fremstillet af sydamerikanske indianere solgt i store mængder. I 1839 opdagede den amerikanske opfinder Charles Goodyear, at opvarmning af gummi med svovl eliminerede dets ugunstige egenskaber. Han lagde et stykke gummibeklædt klæde over komfuret, hvorpå der var lagt et lag svovl. Efter nogen tid opdagede han et læderlignende materiale - gummi. Denne proces blev kaldt vulkanisering. Opdagelsen af ​​gummi førte til dens udbredte brug: I 1919 var mere end 40.000 forskellige gummiprodukter allerede blevet markedsført.

Naturgummi planter

Ordet "gummi" kommer fra to ord fra Tupi-Guarani-sproget: "kau" - et træ, "jeg lærer" - at flyde, at græde. Kauchu er saften af ​​Hevea, den første og vigtigste gummiplante. Europæere tilføjede kun ét bogstav til dette ord. Blandt de urteagtige planter i Rusland er der velkendte mælkebøtte, malurt og spurge, som også indeholder mælkeagtig juice.

Af industriel betydning er latextræer, som ikke kun akkumulerer gummi i store mængder, men også let giver det væk; af disse er den vigtigste den brasilianske hevea (Hevea brasiliensis), som ifølge forskellige skøn står for fra 90 til 96 % af verdens naturgummiproduktion.

Rågummi fra andre plantekilder er normalt forurenet med harpiksurenheder, som skal fjernes. Disse rå gummier indeholder guttaperka, et produkt af visse tropiske træer fra Sapotaceae-familien.

Gummiplanter vokser bedst ikke længere end 10° fra ækvator mod nord og syd. Derfor er dette 1.300 kilometer brede bånd på hver side af ækvator kendt som "gummibåndet". Her udvindes gummi og leveres til salg til alle verdens lande.

Fysiske og kemiske egenskaber af naturgummi

Naturgummi er et amorft fast stof, der kan krystallisere.

Naturlig uforarbejdet (rå) gummi er et hvidt eller farveløst kulbrinte.

Det svulmer ikke og opløses ikke i vand, alkohol, acetone og en række andre væsker. Hævelse og derefter opløsning i fede og aromatiske kulbrinter (benzin, benzen, ether og andre) og deres derivater danner gummi kolloide opløsninger, der er meget udbredt i teknologi.

Naturgummi er homogen i sin molekylære struktur, har høje fysiske egenskaber såvel som teknologiske egenskaber, det vil sige evnen til at blive behandlet på udstyr af gummiindustrianlæg.

En særlig vigtig og specifik egenskab ved gummi er dets elasticitet (elasticitet) - gummiets evne til at genoprette sin oprindelige form efter ophør af de kræfter, der forårsagede deformationen. Gummi er et meget elastisk produkt; under påvirkning af selv små kræfter har det en reversibel trækbelastning på op til 1000%, mens denne værdi i almindelige faste stoffer ikke overstiger 1%. Gummiens elasticitet opretholdes over et bredt temperaturområde, og det er dets karakteristiske egenskab. Men når det opbevares i længere tid, hærder gummiet.

Ved en flydende lufttemperatur på -195°C er den stiv og gennemsigtig; fra 0° til 10°C er den skør og allerede uigennemsigtig, og ved 20°C er den blød, elastisk og gennemskinnelig. Når den opvarmes over 50 ° C, bliver den plastisk og klæbrig; ved en temperatur på 80 ° C mister naturgummi sin elasticitet; ved 120 °C bliver det til en tjærelignende væske, hvoraf det efter størkning ikke længere er muligt at opnå det originale produkt. Hvis temperaturen hæves til 200-250°C, nedbrydes gummiet under dannelse af en række gasformige og flydende produkter.

Gummi er et godt dielektrikum, det har lav vand- og gaspermeabilitet. Gummi opløses ikke i vand, alkali og svage syrer; i ethylalkohol er dens opløselighed lav, og i kulstofdisulfid, chloroform og benzin svulmer den først og først derefter opløses. Oxideres let af kemiske oxidationsmidler, langsomt af atmosfærisk oxygen. Den termiske ledningsevne af gummi er 100 gange mindre end for stål.

Sammen med elasticitet er gummi også plastisk - det bevarer sin form erhvervet under påvirkning af eksterne kræfter. Gummiens plasticitet, som manifesterer sig under opvarmning og bearbejdning, er en af ​​gummiets karakteristiske egenskaber. Da gummi har elastiske og plastiske egenskaber, kaldes det ofte et plastoelastisk materiale.

Når naturgummi afkøles eller strækkes, observeres dets overgang fra en amorf til en krystallinsk tilstand (krystallisation). Processen sker ikke øjeblikkeligt, men over tid. I dette tilfælde, i tilfælde af strækning, opvarmes gummiet på grund af den frigivne krystallisationsvarme. Gummikrystaller er meget små, de mangler klare kanter og en vis geometrisk form.

Ved en temperatur på omkring -70 ° C mister gummiet fuldstændig sin elasticitet og bliver til en glasagtig masse.

Generelt kan alle gummier, ligesom mange polymere materialer, være i tre fysiske tilstande: glasagtig, højelastisk og viskøs. Den meget elastiske tilstand er mest typisk for gummi.

Gummi indgår let i kemiske reaktioner med en række stoffer: ilt (O2), brint (H2), halogener (Cl2, Br2), svovl (S) og andre. Denne høje reaktivitet af gummi skyldes dets umættede kemiske natur. Reaktionerne forløber især godt i gummiopløsninger, hvor gummi er i form af molekyler af relativt store kolloide partikler.

Næsten alle kemiske reaktioner fører til en ændring i gummiets fysiske og kemiske egenskaber: opløselighed, styrke, elasticitet og andre. Ilt, og især ozon, oxiderer gummi selv ved stuetemperatur. Iltmolekyler trænger ind i komplekse og store gummimolekyler, og bryder dem til mindre, og gummiet, der destruktureres, bliver skørt og mister sine værdifulde tekniske egenskaber. Oxidationsprocessen ligger også til grund for en af ​​omdannelserne af gummi - dets overgang fra en fast til en plastisk tilstand.

Sammensætningen og strukturen af ​​naturgummi

Naturlig (naturlig) gummi (NR) er et umættet kulbrinte med høj molekylvægt, hvis molekyler indeholder et stort antal dobbeltbindinger; dets sammensætning kan udtrykkes med formlen (C5H8)n (hvor værdien af ​​n er fra 1000 til 3000); det er en polymer af isopren.

Naturgummi findes i mælkesaften fra gummiplanter, hovedsageligt tropiske (for eksempel det brasilianske Hevea-træ). Et andet naturprodukt, guttaperka, er også en isoprenpolymer, men med en anden molekylær konfiguration.

Et langt gummimolekyle kunne observeres direkte med moderne mikroskoper, men det er ikke muligt, fordi kæden er for tynd: dens diameter svarer til diameteren af ​​et molekyle. Hvis gummimakromolekylet strækkes til det yderste, så vil det ligne en zigzag, hvilket forklares med arten af ​​de kemiske bindinger mellem kulstofatomerne, der udgør skelettet af molekylet.

Gummimolekylets led kan ikke rotere frit i nogen retning, men i begrænset omfang - kun omkring enkeltbindinger. Termiske vibrationer af leddene får molekylet til at bøje, mens dets ender bringes sammen i en rolig tilstand.

Når gummi strækkes, bevæger enderne af molekylerne sig fra hinanden, og molekylerne er orienteret i trækkraftens retning. Hvis den kraft, der forårsagede strækningen af ​​gummiet, fjernes, nærmer enderne af dets molekyler sig igen hinanden, og prøven antager sin oprindelige form og dimensioner.

Gummimolekylet kan opfattes som en rund, åben fjeder, der kan strækkes meget ved at sprede enderne. Den frigjorte fjeder vender tilbage til sin oprindelige position. Nogle forskere repræsenterer gummimolekylet som en fjedrende spiral. Kvalitativ analyse viser, at gummi består af to elementer - kulstof og brint, det vil sige, at det tilhører klassen af ​​kulbrinter.

Den oprindelige formel for gummi var C 5 H 8 , men den er for enkel til et så komplekst stof som gummi. Bestemmelsen af ​​molekylvægten viser, at den når op på flere hundrede tusinde (150.000 - 500.000). Gummi er derfor en naturlig polymer.

Det er eksperimentelt bevist, at naturgummiens makromolekyler hovedsageligt består af rester af isoprenmolekyler, og naturgummi i sig selv er en naturlig polymer af cis-1,4-polyisopren.

Et naturgummimolekyle består af flere tusinde indledende kemiske grupper (enheder) forbundet med hinanden og i kontinuerlig oscillerende-rotationsbevægelse. Et sådant molekyle ligner en sammenfiltret kugle, hvor filamenterne, der udgør det nogle steder, danner korrekt orienterede sektioner.

Det vigtigste nedbrydningsprodukt af gummi er et carbonhydrid, hvis molekylære formel er utvetydig med den enkleste formel af gummi. Det kan antages, at gummimakromolekyler dannes af isoprenmolekyler. Der er lignende polymerer, der ikke udviser den elasticitet, som gummi har. Hvad forklarer denne særlige ejendom?

Gummimolekyler, selvom de har en lineær struktur, er ikke aflange i en linje, men bøjes gentagne gange, som om de er foldet til kugler. Når gummiet strækkes, retter sådanne molekyler sig ud, gummiprøven bliver længere af dette. Når belastningen fjernes, på grund af intern termisk bevægelse, vender molekylets led tilbage til deres tidligere foldede tilstand, størrelsen af ​​gummiet reduceres. Hvis gummiet strækkes med en tilstrækkelig stor kraft, vil der ikke kun ske udretning af molekylerne, men også deres forskydning i forhold til hinanden - gummiprøven kan gå i stykker.

2. Syntetisk gummi

I Rusland var der ingen kendte naturlige kilder til at opnå naturgummi, og gummi blev ikke importeret til os fra andre lande, og så vidste de ikke, hvad syntetisk gummi var. Og så den 30. december 1927 blev 2 kg divinylgummi opnået ved polymerisation af 1,3-butadien under påvirkning af natrium. Siden 1932 begyndte den industrielle produktion af 1,3-butadien, og fra 1,3-butadien - produktionen af ​​gummi.

Råmaterialet til syntesen af ​​butadien er ethylalkohol. Produktionen af ​​butadien er baseret på reaktionerne af dehydrogenering og dehydrering af alkohol. Disse reaktioner forløber samtidigt, når alkoholdamp ledes over en blanding af de tilsvarende katalysatorer Butadien renses fra uomsat ethylalkohol, talrige biprodukter og udsættes for polymerisation.

For at tvinge et monomermolekyle til at forbinde sig med hinanden, skal de først exciteres, det vil sige bringes til en tilstand, hvor de bliver i stand til, som følge af åbningen af ​​dobbeltbindinger, til gensidig tilknytning. Dette kræver forbrug af en vis mængde energi eller deltagelse af en katalysator.

Under katalytisk polymerisation er katalysatoren ikke inkluderet i sammensætningen af ​​den resulterende polymer og forbruges ikke, men frigives ved slutningen af ​​reaktionen i sin oprindelige form. Som en katalysator for syntesen af ​​butadiengummi valgte S. V. Lebedev metallisk natrium, som først blev brugt til polymerisation af umættede kulbrinter af den russiske kemiker A. A. Krakau.

Et karakteristisk træk ved polymerisationsprocessen er, at molekylerne af det eller de oprindelige stoffer kombineres med hinanden for at danne en polymer uden at frigive andre stoffer.

De vigtigste typer syntetisk gummi

Ovenstående butadiengummi (SBR) er af to typer: stereoregulær og ikke-stereoregulær. Stereoregulært butadiengummi bruges hovedsageligt til fremstilling af dæk (som er overlegne i forhold til dæk af naturgummi med hensyn til slidstyrke), ikke-stereoregulært butadiengummi bruges til fremstilling af f.eks. syre- og alkalibestandigt gummi , ebonit.

På nuværende tidspunkt producerer den kemiske industri mange forskellige typer syntetiske gummier, der i nogle egenskaber er overlegne i forhold til naturgummi. Ud over polybutadiengummi (SKB) er copolymergummi meget udbredt - produkter af fælles polymerisation (copolymerisation) af butadien med andre umættede forbindelser, for eksempel med styren (SCR) eller acrylonitril (SKN). I molekylerne af disse gummier veksler butadienenheder med henholdsvis styren- og acrylonitrilenheder.

Styren-butadien-gummi er kendetegnet ved øget slidstyrke og bruges i produktionen af ​​bildæk, transportbånd og gummisko.

Nitril-butadien-gummi er benzin- og oliebestandig og bruges derfor for eksempel til fremstilling af olietætninger.

Vinylpyridingummi er produkter af copolymerisation af diencarbonhydrider med vinylpyridin, hovedsageligt butadien med 2-methyl-5-vinylpyridin.

Gummi fra dem er olie-, benzin- og frostbestandige, klæber godt sammen med forskellige materialer. De bruges hovedsageligt i form af latex til imprægnering af dæksnore.

I Rusland er produktionen af ​​syntetisk polyisoprengummi (SIR), der i egenskaber ligner naturgummi, blevet udviklet og indført i produktionen. SKI gummier er kendetegnet ved høj mekanisk styrke og elasticitet. SKI fungerer som en erstatning for naturgummi i produktionen af ​​dæk, transportbånd, gummi, fodtøj, medicinske og sportsprodukter.

Organosiliciumgummi, eller siloxangummi, bruges til fremstilling af hylstre af ledninger og kabler, blodtransfusionsrør, proteser (f.eks. kunstige hjerteklapper) osv. Flydende organosiliciumgummi er tætningsmidler.

Polyurethan gummi bruges som grundlag for gummiets slidstyrke.

Chloroprengummi - polymerer af chloropren (2-chlor-1,3-butadien) - ligner i egenskaber naturgummi, de bruges i gummier for at øge modstandsdygtigheden over for atmosfærisk, benzin og olie.

Skumgummi finder sin anvendelse. Forskellige typer gummi udsættes for skumdannelse. Der er også en uorganisk syntetisk gummi - polyphosphonitrilchlorid.

3. Gummi

Gummi vulkanisering

Naturlige og syntetiske gummier bruges hovedsageligt i form af gummi, da det har en meget højere styrke, elasticitet og en række andre værdifulde egenskaber. Gummi er vulkaniseret for at lave gummi. Mange forskere har arbejdet med vulkanisering af gummi. Først efter at have modtaget gummi af høj kvalitet, forstod de fuldt ud, hvad syntetisk gummi er.

Den moderne teknologi til gummiproduktion udføres i følgende faser:

1. Produktion af halvfabrikata:

Hængende gummier og ingredienser;

Plastificering af gummi;

Gummistoffer, kalandrering, ekstrudering;

Skæring af gummierede stoffer og gummiplader, samling af produkter fra halvfabrikata.

2. Vulkanisering, hvorefter færdige gummiprodukter opnås fra rågummiblandinger.

Fra en blanding af gummi med svovl, fyldstoffer (sod er et særligt vigtigt fyldstof) og andre stoffer dannes de ønskede produkter og udsættes for opvarmning. Under disse forhold er svovlatomer knyttet til dobbeltbindingerne af gummimakromolekyler og "tværbinder" dem og danner disulfid-"broer". Som følge heraf dannes et kæmpe molekyle, som har tre dimensioner i rummet – sådan set længde, bredde og tykkelse. Sådan gummi (gummi) vil naturligvis være stærkere end uvulkaniseret.

Polymerens opløselighed ændres også: gummi, selvom det langsomt opløses i benzin, svulmer gummi kun i det. Hvis der tilsættes mere svovl til gummiet, end det er nødvendigt for at danne gummi, så vil de lineære molekyler ved vulkanisering blive "tværbundet" rigtig mange steder, og materialet vil miste elasticitet, blive hårdt - ebonit vil vise sig. Før fremkomsten af ​​moderne plast blev ebonit betragtet som en af ​​de bedste isolatorer.

Vulkaniseret gummi har større styrke og elasticitet, samt større modstand mod temperaturændringer end uvulkaniseret gummi; Gummiet er uigennemtrængeligt for gasser, modstandsdygtigt over for ridser, kemiske angreb, varme og elektricitet, og viser også en høj glidefriktionskoefficient med tørre overflader og en lav med våde.

Vulkaniseringsacceleratorer forbedrer vulkanisatorernes egenskaber, reducerer vulkaniseringstiden og forbruget af hovedråmaterialet og forhindrer overvulkanisering. Uorganiske forbindelser (magnesiumoxid MgO, blyoxid PbO og andre) og organiske forbindelser bruges som acceleratorer: dithiocarbamater (derivater af dithiocarbaminsyre), thiurams (derivater af dimethylamin), xanthater (salte af xanthinsyre) og andre.

Vulkletter interaktionsreaktionerne mellem alle komponenter i gummiblandingen. Grundlæggende bruges zinkoxid ZnO som aktivatorer.

Antioxidanter (stabilisatorer, antioxidanter) indføres i gummiblandingen for at forhindre "ældning" af gummi.

Fyldstoffer - øger gummiens fysiske og mekaniske egenskaber: styrke, slidstyrke, slidstyrke. De bidrager også til stigningen i mængden af ​​råvarer og reducerer følgelig forbruget af gummi og reducerer omkostningerne til gummi. Fyldstoffer omfatter forskellige typer sod (carbon black), mineraler (kridt CaCO3, BaSO4, gips, talkum, silica sand SiO2).

Blødgøringsmidler (blødgøringsmidler) er stoffer, der forbedrer gummiens teknologiske egenskaber, letter dets forarbejdning (reducerer systemets viskositet) og giver mulighed for at øge indholdet af fyldstoffer. Indførelsen af ​​blødgørere øger gummiets dynamiske udholdenhed, modstanden mod "slid". Olieraffineringsprodukter (brændselsolie, tjære, paraffiner), vegetabilske stoffer (harpiks), fedtsyrer (stearinsyre, oliesyre) og andre bruges som blødgøringsmidler.

Styrken og uopløseligheden af ​​gummi i organiske opløsningsmidler er relateret til dets struktur. Egenskaberne af gummi er også bestemt af typen af ​​råmateriale. For eksempel er naturgummi kendetegnet ved god elasticitet, oliebestandighed, slidstyrke, men på samme tid er det ikke meget modstandsdygtigt over for aggressive miljøer; SKD gummi har endnu højere slidstyrke end NK gummi. Styren-butadien gummi SCS forbedrer slidstyrken. Isoprengummi SKI bestemmer gummiets elasticitet og trækstyrke, og chloroprengummi bestemmer dets modstandsdygtighed over for ilt.

I hvilken by produceres gummi, og hvornår begyndte produktionen? I Rusland blev den første store fremstillingsvirksomhed i gummiindustrien grundlagt i Sankt Petersborg i 1860, senere kaldet "Trekanten" (siden 1922 - den "Røde Trekant"). Andre russiske gummifabrikker (RTI) blev grundlagt efter ham: "Kauchuk" og "Bogatyr" i Moskva, "Provodnik" i Riga og andre.

Brugen af ​​gummi i industriprodukter

Gummi er af stor økonomisk betydning. Oftest bruges det ikke i sin rene form, men i form af gummi. Gummiprodukter bruges i teknik til isolering af ledninger, fremstilling af forskellige dæk, i militærindustrien, til produktion af industrivarer: sko, kunstlæder, gummibeklædt tøj, medicinske produkter.

Gummi er en meget elastisk, holdbar forbindelse, men mindre duktil end gummi. Det er et komplekst multikomponentsystem bestående af en polymerbase (gummi) og forskellige tilsætningsstoffer.

De største forbrugere af gummitekniske produkter er bilindustrien og landbrugsteknik. Mætningsgraden med gummiprodukter er et af de vigtigste tegn på perfektion, pålidelighed og komfort for massetyper af maskinbygningsprodukter. I sammensætningen af ​​mekanismer og enheder, moderne biler og traktorer er der hundredvis af genstande og op til tusind stykker gummidele, og samtidig med en stigning i produktionen af ​​maskiner stiger deres gummiforbrug.

Gummityper og deres anvendelse

Afhængigt af strukturen er gummi opdelt i ikke-porøs (monolitisk) og porøs.

Ikke-porøst gummi er lavet på basis af butadiengummi. Den har høj slidstyrke. Slidtiden for sålgummi er 2-3 gange længere end for sållæder. Trækstyrken af ​​gummi er mindre end naturligt læder, men forlængelsen ved brud er mange gange større end for naturligt plantar læder. Gummi passerer ikke vand og svulmer praktisk talt ikke i det.

Gummi er ringere end læder med hensyn til frostbestandighed og varmeledningsevne, hvilket reducerer skoens varmeafskærmende egenskaber. Og endelig er gummi absolut luft- og damptæt. Ikke-porøst gummi er plantar, læderlignende og gennemsigtigt. Almindelig ikke-porøst gummi bruges til fremstilling af formstøbte såler, foringer, hæle, hæle, hæle og andre dele af bunden af ​​sko.

Porøse gummier bruges som såler og platforme til forår-efterår og vintersko.

Læderlignende gummi er en gummi til bunden af ​​sko, lavet på basis af gummi med et højt indhold af styren (op til 85%). Det øgede indhold af styren giver gummihårdhed, som et resultat af hvilket det er muligt at reducere deres tykkelse til 2,5-4,0 mm og samtidig bevare gode beskyttelsesfunktioner. Ydeevnen af ​​læderlignende gummi svarer til ægte læder. Den har høj hårdhed og duktilitet, hvilket giver dig mulighed for at skabe et fodaftryk af sko af enhver form. Læderlignende gummi pletter godt ved efterbehandling af sko. Den har høj slidstyrke på grund af god slidstyrke og modstand mod gentagen bøjning.

Brugstiden for sko med læderlignende gummisåler er 179-252 dage uden afslag i tåen. Ulempen ved dette gummi er lave hygiejniske egenskaber: høj varmeledningsevne og mangel på hygroskopicitet og lufttæthed.

Læderlignende gummi fremstilles i tre varianter: en ikke-porøs struktur med en densitet på 1,28 g/cm3, en porøs struktur med en densitet på 0,8-0,95 g/cm3 og en porøs struktur med et fibrøst fyldstof, tætheden på som ikke er højere end 1,15 g/cm3. Porøst gummi med fibrøse fyldstoffer kaldes "læder". Disse gummier ligner i udseende ægte læder. Takket være det fibrøse fyldstof øges deres varmeafskærmende egenskaber, de udmærker sig ved deres lethed, elasticitet og gode udseende. Læderlignende gummier bruges som såler og hæle ved fremstilling af sommer- og forår-efterårssko med en klæbende fastgørelsesmetode.

Transparent gummi er et gennemsigtigt materiale med et højt indhold af naturgummi. Adskiller sig i høj modstand mod slid og hårdhed, på slidstyrke overgår alle typer gummier. Gennemsigtige gummier fremstilles i form af formstøbte såler (sammen med hæle), med dyb korrugering på løbesiden. Styronip er en type gennemsigtig gummi, der indeholder en større mængde gummi. Styronips modstand mod gentagen bøjning er mere end tre gange højere end for konventionelle ikke-porøse gummier. Stironip bruges til fremstilling af sko med en klæbende fastgørelsesmetode.

Gummi med porøs struktur har lukkede porer, hvis volumen, afhængigt af typen af ​​gummi, varierer fra 20 til 80% af dets samlede volumen. Disse gummier har en række fordele sammenlignet med ikke-porøse gummier: øget blødhed, fleksibilitet, høje dæmpningsegenskaber, elasticitet. Ulempen ved porøst gummi er evnen til at krympe, samt smuldre i forfoden ved stød. For at øge hårdheden af ​​porøse gummier indføres polystyrenharpikser i deres sammensætning.

På nuværende tidspunkt er produktionen af ​​nye typer porøse gummier blevet mestret: porocrepe og vulkanit. Porcrepe har en smuk farve, elasticitet, øget styrke. Vulcanite er en porøs gummi med fibrøse fyldstoffer, som har høj slidstyrke og god varmebeskyttelse. Porøse gummier bruges som såler til forår-efterår og vintersko.

Meddelelser om køb og salg af udstyr kan ses på

Du kan diskutere fordelene ved polymerkvaliteter og deres egenskaber på

Registrer din virksomhed i Business Directory

Nogle dækfirmaer er afhængige af innovative sammensatte materialer, andre ændrer den fysiske struktur af 3D-produkter. Eksempler på dette er Goodyear-dæk baseret på sojaolie, Pirelli-produkter fremstillet af Nizhnekamsk-varianter af isopren- og divinylstyren-gummi, Bridgestone-modeller til firehjulstrukne SUV'er. Hvad er bedre?

Goodyear: benchmark for sojaolie

Goodyear øger deres dæks miljøvenlighed. Ledende ingeniør Voloshinek fortalte, at der sidste år blev gennemført en seriel lancering af produkter, hvor beskytteren er lavet på basis af sojaolie. Takket være innovation blev andelen af ​​olieprodukter reduceret med 60 %. Modeller i Assurance WeatherReady allweather-serien er blevet opdateret til at opfylde nye miljøstandarder, mens deres ydeevne er blevet bedre tilpasset til en lang række temperaturer.

Oprindeligt blev sojaolie betragtet som et tilsætningsstof til gummiblandingen. Men efter at Fords bekymring med Sojarådet modtog betydelige resultater i brugen af ​​sojaprodukter, uddybede og fremskyndede virksomhedens specialister forskningen på dette område. Takket være triglycerider er oliebaserede blandinger blevet en komplet erstatning for basen for forbindelser.

Termoplasticitet, elasticitet og energibesparende blanding

For helårsprodukter er termoplasticitetsindekset vigtigt, da grebet af dækkets kontaktzone med våde, tørre, snedækkede, isdækkede baneoverflader direkte afhænger af gummiets egenskaber. Normalt er det ikke muligt at undgå forringelse af nogen indikatorer. Derfor førte den optimale balance mellem dæk og vejgreb til valget af sojaolie.

Elasticiteten af ​​sojaoliedæk, deres fleksibilitet, økonomi sammenlignet med olieprodukter var andre drivende faktorer for udskiftning. Let blanding af olien med komponenterne i forbindelsen, som omfatter siliciumdioxid, polymerer, skyldes den reducerede viskositet og tilstedeværelsen af ​​flerumættede fedtsyrer.

Ved blanding forbruges der mindre energi end ved brug af olieprodukter. Virksomheden overvejer at bruge olie med højt olieindhold, som bruges i fødevareindustrien. Eksperimenter er nu i gang for at bestemme dens kvalitet og egnethed til dækproduktion.

I stedet for naturgummi til dæk - kunstigt fra Tatarstan

Det kemiske olie- og gaskompleks i Tatarstan er blevet en guldmine for iværksættere. På grund af stigende priser på naturgummi er dækproducenterne i stigende grad interesserede i dets kvalitetserstatninger. Derfor underskrev Nizhnekamskneftekhim i december 2017 en langsigtet kontrakt om levering af kunstigt gummi til Pirelli-koncernen.

Minnikhanov, præsident for Tatarstan, bemærkede, at over 10 år er mængden af ​​Pirelli-leverancer steget 3 gange. Nu samarbejder Nizhnekamsk og italienerne ikke kun med hensyn til fremstillede produkter, men udvikler i fællesskab lovende gummityper, der er planlagt til masseproduktion. I lyset af det faktum, at Pirelli er en af ​​de fem største dækproducenter (19 fabrikker, leverancer til 160 lande), vil behovet for syntetisk gummi og plast gøre det muligt at belaste Nizhnekamskneftekhims produktionskapacitet maksimalt.

Det er planlagt at udvide produktionen af ​​isoprengummi SKI-3 op til 330 tusinde tons om året. I den nærmeste fremtid, indtil 2021, er det planlagt at øge produktionen af ​​alle typer kunstgummi til en million tons. Azat Bikmurzin, leder af Tatneftekhiminvest-holding, rapporterer, at der om 2 år vil blive syntetiseret 60 tusind tons divinylstyrengummi til produktion af den nye generation af dæk. Dette vil omfatte 5 mærker designet til dæk af forskellige typer og årstider.

Bridgestone dæk til 4x4 crossovers og SUV'er

Virksomheden har fokuseret på produkternes ydre. Hun udgav et nyt pigfrit vinterdæk Blizzak DM-Z33. Den innovative version er designet til ejere af firehjulstrukne køretøjer. Forskellen mellem den nye model og de gamle ligger i den komplekse kombination af mikroskopiske porer og specielle mikroriller, som forbedrer beskyttelsen mod vandplaning og forhindrer glidning på is. Slidbanens kontakt med vejbanens overflade ledsages af fugtabsorption ("svamp"-effekt), hvorefter den fjernes gennem mikrodræningssystemet.

Slidbanen er udstyret med 3D-kanter og lameller, som har støtteindsatser for at forhindre deres deformation. På grund af disse innovationer er trykket i kontaktzonen optimeret og fordelt jævnt. 3D-blokkanten forbedrer dækkets vejgreb ved brud på vejen med smuldrende sne og is, hvilket forbedrer passagen af ​​stedet.

Søgningen efter billige råvarer til produktion fik virksomheden til at begynde at bygge et laboratorium i Mecklenburg (Tyskland) til dyrkning af russisk mælkebøtte, dens efterfølgende anvendelse i dækindustrien i stedet for naturgummi. Det forventes, at opstartsomkostningerne for projektet vil være 35 millioner euro, og mælkebøttemelkejuice vil med succes erstatte heveajuice fra tropiske egne. En vigtig rolle spilles af reduktionen i omkostningerne til transport af råvarer, afvisningen af ​​at brænde tropiske plantager for at udvide områderne med dyrkning af gummitræer.

naturen og mennesket

For de fleste af de mennesker, der bor på vores kære planet, spiller sådant materiale som gummi en væsentlig rolle gennem hele livet, fra mikrorevner i produkt nummer to til handsker i hænderne på en patolog. Det mest almindelige udgangsmateriale til fremstilling af gummi er mælkesaften fra den brasilianske Hevea, som indeholder naturlig latex. Hevea er selvfølgelig ikke det mest almindelige træ i verden, og det er usandsynligt, at du umiddelbart finder det, når du forlader huset. Men den samme mælkeagtige saft kan ses ved at lave et snit på den grønne kasse af en opiumsvalmue eller plukke en mælkebøtte – en hvid kant af tyk væske vil straks komme til syne på stilken. Dette er naturlig latex. Gummi opnås fra det, som i latex af den brasilianske Hevea er omkring en tredjedel.

Ordet "gummi" kommer fra "gummi", som på Amazonas-indianernes sprog betyder "tår af mælketræet." Efter opfindelsen af ​​vulkaniseringsprocessen af ​​Charles Nelson Goodyear, en amerikansk eksperimentel entusiast, og produktionen af ​​samme gummi (patent dateret 3. juni 1844), som nu bruges både op og ned, som et resultat af eksperimenter, udvindingen af hevea latex har fået industriel udbredelse.

Fra 1870 til 1912 rasede den såkaldte gummifeber med stor magt i landene i Latinamerika. Indsamling af latex er blevet en af ​​de mest profitable juridiske virksomheder i disse lande. Penge begyndte at blive talt i stakke. Gummi nuveaux rigdommene i Brasilien, Peru og nabolandene er gået ind i alle alvorlige problemer og har brugt deres indkomst ikke på udvikling af produktionen, men på dolce vita. Og som de siger, det de kæmpede for, løb de ind i.

Pludselig blev gummitræernes blade angrebet af macrocyclus-svampen, og de holdt op med at udskille latex i et forsøg på at modstå sygdommen. De enorme plantager forfaldt. Svampen viste sig at være ekstremt modstandsdygtig over for alle slags kampmidler, let muteret og ønskede at nyse af planternes indsats for at vinde deres kilder til sødt liv tilbage.

Både store latinamerikanske gummiproducenter og udenlandske, såsom Henry Ford, der erhvervede en enorm hevea-plantage i Brasilien for at spare penge, rejste rundt i britiske gummiforsyninger på sin egen ged, led, nogle gange til fuldstændig ruin. Gummifeberen gik over natten, hvilket efterlod velhavende planteejere grædende og fattige arbejdere sultende.

Mens Brasilien og dets lignende svælgede i pludselig rigdom, byggede paladser og badede i champagne, tænkte initiativrige mennesker i Europa meget over udsigterne.

I 1879 stjal englænderen Henry Wickham i hemmelighed, uden at være bange for loven om dødsstraf for sådanne handlinger, en stor portion dyrebare hevea-frø, og i tyverne af forrige århundrede i Malaysia, en tidligere britisk koloni, omfattende gummi træplantager udfoldede sig. Så blev hevea også distribueret i andre ækvatoriallande i regionen.

I modsætning til Latinamerika var der i Sydøstasien ingen faktorer, der forhindrede dyrkningen af ​​hevea. Snart, takket være fraværet af mikrocyklus og billigheden af ​​arbejdskraft, blev asiatisk gummi meget billigere end latinamerikansk. Der er dog en opfattelse af, at svampen simpelthen var sent på vejen og i sidste ende vil nå Asien. Mængden af ​​gummi produceret i landene i Latinamerika på nuværende tidspunkt dækker heller ikke deres egne behov. Store virksomheder som Michelin bruger enorme summer på at lede efter måder at bekæmpe svampen på, men der er endnu ikke fundet noget radikalt.

Parallelt med sådan forskning søges alternative kilder til latex. Og den mest lovende af dem var haveskadedyret - mælkebøtten. Mere præcist er dens kasakhiske slægtning kok-saghyz, kaldet af vestlige videnskabsmænd som "russisk mælkebøtte".

Der har allerede været forsøg på at få gummi fra kok-saghyz. Under Anden Verdenskrig, da den japanske hær invaderede Sydøstasien og overdøvede de europæiske gummiproducerende kolonier, blev gummiproducenterne tvunget til igen at vende sig til latinamerikanske plantekasser. Mængden af ​​latex, de indsamlede, var dog deprimerende lille. Og krig er ikke kun soldaternes mod, men også det materielle og tekniske udstyr. Der var et presserende behov for andre kilder til latex.

Og så i USA, Europa og Sovjetunionen begyndte de at dyrke kok-saghyz og øgede dets udbytte med zinksulfat. Et uudsletteligt ukrudt, en svøbe fra haver og frugtplantager, er blevet en vigtig strategisk afgrøde. Den mælkeagtige saft af russisk mælkebøtte indeholder omkring 14 % gummi, hvilket er halvdelen af ​​hevea-latex. Det er dog uhøjtideligt, ikke tilbøjeligt til sygdomme og støtter videnskabsmænds indsats for at udvikle sorter, der er mere egnede til produktionsbehov.

Da krigen sluttede, vendte gummiproducenterne tilbage til deres tidligere asiatiske kilder til gummi. De vigtigste forbrugere af råvarer til fremstilling af gummi har været og forbliver i dag producenter af bildæk. De største af dem er Michelin, Bridgestone, Continental, Goodyear og Dunlop, som beslaglagde og fredeligt fordelte mere end halvdelen af ​​verdens autogummiproduktion mellem sig.

Så angriberne blev besejret, og alt vendte tilbage til det normale. Asiatiske lande fortsatte med at indsamle latex, sydamerikanske - for at lede efter måder at bekæmpe svampen på.

Men udviklingen af ​​produktionen og stigningen i forbruget, da enhver voksen ønskede at styre på egen hånd, førte til, at de landbrugsarealer, der var tildelt i de asiatiske lande til gummiplantager, ikke var nok.

Derudover lækket et ord som volatilitet fra finansfolks og børsmægleres ordforråd, en indikator for prisvolatilitet, ind i daglig tale. For eksempel, hvis prisen på et kilogram gummi i begyndelsen af ​​2011 steg til $6 pr. kilo, er den nu faldet til $2.

Det er der mange årsager til, lige fra vejrforhold til handlendes spekulationer på børsen. Det, der skulle til, var en kilde til gummi med en forudsigelig pris. Og så huskede de mælkebøtten igen.

Ford Motor, der ikke ønskede at træde på den brasilianske rive igen, begyndte at undersøge mulighederne for industriel produktion af gummi fra mælkebøtter sammen med Ohio State University. Det japanske firma Bridgestone og det amerikanske firma Cooper Tire & Rubber tilsluttede sig projektet. Et team af videnskabsmænd ledet af Katrina Cornish blev dannet, og en syv-årig forskningsplan blev godkendt.

De udføres i to retninger: genetisk modifikation og traditionel selektion for at dyrke en markplante. Latex udvindes fra kok-saghyz' hovedrhizom. Genetikere har travlt med at gøre planten højere, og dens blade er ikke skrånende, men opretstående. Så kan landbrugsmaskiner nemt gribe den og trække den op af jorden sammen med roden.

På trods af at mælkebøtten er en plante, der ikke er forkælet for pleje og krævende, er der mange insekter og små gnavere, der spiser dens frø med fornøjelse.

"Vi fandt ud af, at myrer, orme og mus lever af disse frø i marken," begrunder Katrina Kornish behovet for at finde måder at beskytte afgrøder på. Nogle måder er nu blevet fundet, såsom at lægge et beskyttende lag af ler omkring frøene, eller at blande dem med steriliserede Kentucky bluegrass frø for at lokke sultende skadedyr til at nyde sidstnævnte.

På forsøgsstedet opnåede Katrina Cornish-teamet et imponerende resultat: over halvandet tusinde kg gummi pr. hektar. Denne indikator er helt i overensstemmelse med produktiviteten af ​​udvalgte asiatiske hevea-plantager. Det blev dog opnået, som de siger, under drivhusforhold. Og nu er den russiske mælkebøtte sendt til markforsøg, som udføres på en gård på omkring otte acres (tre en halv hektar).

Ifølge Chuck Jurkovich, leder af forskning og udvikling hos Cooper Tire & Rubber, er der en reel udsigt til snart "at få en stabil kilde til naturgummi til en bæredygtig pris, som vil hjælpe os med at bryde ud af et regime med voldsomme prisudsving ."

Sideløbende udføres der også forskningsarbejde i landene i Det Europæiske Fællesskab, især i Holland, med støtte fra EU og indiske dækproducenter - Indiens Apollo Tyres Ltd. og Tjekkiet - Mitas a.s., såvel som i Tyskland, på Münster Institut for Molekylær Biologi og Anvendt Økologi i Fraunhofer Society. Europæiske videnskabsmænd fokuserer på traditionel avl. De bruger metoden med punktsåning, når frøene lægges i jorden en ad gangen i samme afstand fra hinanden.

På nuværende tidspunkt er der høstet over fem hundrede kilo gummi pr. hektar i forsøgsmarkerne på universitetet i Münster, og projektleder Dirk Prufer er overbevist om, at det i fremtiden vil være muligt at nå tusind.

Den kemiske industri står selvfølgelig ikke stille. Kunstige erstatninger for gummi er længe blevet opfundet. Men i den samme dækindustri er der stadig ingen måde at opgive naturlige kilder. Indholdet af naturgummi i personbilsdæk spænder fra 10 til 40 procent. Dæk på tunge køretøjer, fly og entreprenørmaskiner skal indeholde en endnu højere procentdel. Kun naturgummi har tilstrækkelig modstand mod temperatursvingninger samt trækstyrke, hvilket er særligt vigtigt i tilfælde af dannelse af mikrorevner under drift.

Så det viser sig, at den moderne verden har store forhåbninger til en lille mælkebøtte, hvis status støt ændrer sig fra haveskadedyr til verdensindustriens håb og støtte. Katrina Kornish er sikker på, at efter afslutningen af ​​det syv-årige forskningsprogram i 2020 vil æraen med udviklingen af ​​de russiske landbrugsvidder af den russiske mælkebøtte begynde.

Irina Granovskaya

Gummi er højmolekylære forbindelser, der bruges til at fremstille gummier, ebonitter og lakker, klæbemidler og bindemidler. Gummi har en lineær struktur, høj elasticitet, bredt driftstemperaturområde. Ved en temperatur på 100 ° C bliver de skøre, og ved en temperatur på 200 ° C bliver de flydende (tabel 8.6).

Naturgummi (PC) fås fra mælkesaften fra tropiske gummiplanter. Saften behandles med syrer og derefter rulles det resulterende produkt.

Syntetiske gummier (SC) opnås ved polymerisation af umættede forbindelser. Afhængigt af typen af ​​kildemateriale og betingelserne for deres forarbejdning fremstilles gummier med forskellige egenskaber og holdbarhed (tabel 8.7).

Gummi og ebonit er produkter af gummivulkanisering. Det udføres i nærværelse af vulkaniserende stoffer (ofte svovl, metaloxider)

ved forhøjet temperatur. Afhængigt af mængden af ​​indført vulkanisator opnås blød gummi (2-L% 8), semi-stiv (12-20% 8) og hård gummi (30-50% 8). Sidstnævnte kaldes ebonit.

Gummi har en unik evne til at vende deformation, kombineret med høj elasticitet og styrke,

modstand mod slid, aggressive medier, gas- og vandtæthed.

Styren-butadien gummi (SCR) er en copolymer af butadien og styren. Ebonitter baseret på det er kendetegnet ved høj kemisk resistens. De er modstandsdygtige over for tør og våd klor, koncentreret eddikesyre op til 65 °C, kan bruges i lang tid i 36 % saltsyre op til 80 °C.

Butadien-nitrzhny gummi (SKN) er en copolymer af butadien og akrylsyrenitril. Gummi baseret på det har benzo-olie modstand, høj modstandsdygtighed over for slibende slid og høj varmebestandighed (op til 100 °C).

Kloroprengummi kaldes nairit. De vigtigste råmaterialer til dens produktion er billige og tilgængelige gasser - acetylen og hydrogenchlorid.

Nairitter opløses i organiske opløsningsmidler og giver lavviskositet og koncentrerede opløsninger, der let kan påføres på den beskyttede overflade. Uvulkaniserede nairitbelægninger er termoplastiske. De blødgøres ved temperaturer over 40°C. Hvis de opbevares i flere dage i en opløsning af svovlsyre eller natriumchlorid ved 60-70 ° C, vulkaniserer belægningen og erhverver gummiegenskaberne. Sådanne belægninger er kendetegnet ved god modstandsdygtighed over for ældning, de kan arbejde i syrer, baser og saltopløsninger op til 70 °C. Tåler kortvarig opvarmning op til 90-95 °C.

Gumming er belægning af kemisk udstyr med gummi eller ebonit. Den indvendige overflade af enheden er dækket med et, to eller flere lag af rå pladegummi efterfulgt af vulkanisering. Vulkanisering udføres i specielle kedler opvarmet med levende damp. Det kan gøres ved at fylde apparatet med kogende vand, vandige saltopløsninger med et kogepunkt over 100°C. Den rå gummiblanding bliver, når den opvarmes, til en holdbar elastisk gummi. Foringer lavet af chloroprengummi beskytter rørledninger, elektrolysatorer, tanke.

Rågummi i jernbanetanke gennemgår selvvulkanisering uden opvarmning, som afsluttes om en måned om sommeren.

Ebonitter har god vedhæftning til metal. Denne egenskab bruges til at skabe en to-lags belægning, som ofte bruges i kemiske anlæg. Det nederste lag er lavet af ebonit, og det øverste lag er lavet af blødt gummi. Sådanne belægninger er modstandsdygtige over for saltsyre, flussyre, eddikesyre, citronsyre, alkalier og saltopløsninger op til 65 °C. De ødelægges kun i stærke

oxiderende miljøer - i koncentreret svovlsyre og salpetersyre.

Som et eksempel kan du overveje beskyttelsen af ​​varmevekslerudstyr med gummibelægninger. Tynde og bakelitbelægninger af stålrør af varmevekslere beskytter stål ret godt mod korrosion. Men de beskytter det ikke mod erosion og intenst hydroslibende slid. I mellemtiden er en del af varmevekslerudstyret udsat for alvorligt slid på grund af vand med suspenderede mekaniske faste stoffer. I dette tilfælde kan pålidelig beskyttelse mod korrosivt og slibende slid kun opnås med gummibelægninger. Nairitbelægninger viste gode beskyttende egenskaber. Erfaring med driften af ​​sådanne varmevekslere er tilgængelig på nogle anlæg i Rusland og USA (fig. 8.6).

Det skal kun tages i betragtning, at en gummibelagt varmeveksler vil have en lavere varmeoverførselskoefficient sammenlignet med en varmeveksler uden en beskyttende belægning.

Butzhkauchuk er et copolymerisationsprodukt af isobutylen og isopren. Det er kendetegnet ved inertitet over for aggressive medier, høj gasuigennemtrængelighed og lav vandopdrift. Gummi baseret på det modstår virkningen af ​​nogle organiske opløsningsmidler.

Silikonegummi har høj varmebestandighed op til 250-300 °C og frostbestandighed op til -50-1-60 °C. Deres ulempe er den relativt lave korrosionsbestandighed.

Fluorgummi er uovertruffen med hensyn til kemisk resistens og varmebestandighed. Produkter baseret på dem kan bruges i meget aggressive miljøer og oxidationsmidler op til en temperatur på 200 °C. Ulempen ved denne type gummi er dens høje krympning, hvilket gør det vanskeligt at bruge det til at beskytte kemisk udstyr.