vulkanisering

Vulkaniseringspresse i en Firestone- dekkfabrikk , 1941.

Som vulkanisering refererer det til metoder der termoplastiske naturlige gummier eller syntetiske gummier i elastomer omdannes til plast (gummi). Under vulkaniseringen, kovalente blir kryssbindinger som dannes mellom makromolekyler med gummier , slik at molekylene ikke lenger kan bevege seg fritt mot hverandre, noe som fører til elastisk oppførsel .

Klassisk vulkanisering er konvertering av naturgummi med svovel , som ble utviklet av Charles Goodyear i 1839 .

Fremgangsmåte

Svovelvulkanisering

Skjematisk presentasjon av to polyisoprenkjeder ( blå og grønn ) etter vulkanisering med svovel (n = 0, 1, 2, 3 ...). Polyisoprenkjedene er koblet her via to svovelbroer .
Vulkaniseringskurve

For vulkanisering, en gummiblanding bestående av rå gummi , svovel eller svoveldonerende stoffer som. B. disulfur diklorid (S 2 Cl 2 ), katalysatorer (for eksempel 2-merkaptobenzotiazol eller tetrametyltiuramdisulfid og sinkoksyd og fettsyrer anvendes for å øke reaksjonshastigheten ) og fyllstoffer. I dag gjøres vulkanisering vanligvis med 1,8 til 2,5% svovel og en temperatur på 120 til 160 ° C. De langkjedede gummimolekylene er bundet av svovelbroer . Som et resultat av plast blir egenskapene til gummien eller gummiblandingen tapt, og stoffet er konvertert fra en plastisk til en elastisk tilstand ved hjelp av vulkaniseringsprosessen .

Gummien produsert i denne prosessen har permanent elastiske egenskaper sammenlignet med det opprinnelige produktet, går tilbake til sin opprinnelige posisjon når den utsettes for mekanisk belastning, har høyere rivemotstand, forlengelse og motstand mot aldring og forvitring.

Elastisiteten til gummimaterialet avhenger av antall svovelbroer. Jo flere svovelbroer det er, jo vanskeligere er gummien. Antall svovelbroer avhenger igjen av mengden svovel som tilsettes og varigheten av vulkaniseringen. Når gummien eldes, erstattes svovelbroene med oksygenbroer; gummien blir sprø og porøs.

Andre prosedyrer

I tillegg til tradisjonell vulkanisering med svovel, er gummier ofte tverrbundet ved hjelp av peroksyder , metalloksyder eller høy-energi -stråling . Siden vulkanisering med svovel krever nærvær av dobbeltbindinger , brukes disse prosessene spesielt for gummi som ikke inneholder dobbeltbindinger (f.eks. EPM , EVA ). Metalloksider er blant annet. brukt i tverrbinding av kloroprengummi . Forbindelser som dibutylamin akselererer vulkanisering. Vulkaniseringsforløpet kan måles og dokumenteres grafisk med en test- eller måleinnretning, vulkanometeret eller et enkelt reometer .

Vulkaniseringen av kloroprengummi eller neopren (CR-gummi) skjer ved bruk av metalloksider (spesielt MgO og ZnO, noen ganger også PbO). I tillegg, på grunn av andre prosesseringsfaktorer (hovedsakelig "svidd" eller "singeing", for tidlig tverrbinding av gummi på grunn av innflytelse fra varme), blir valg av akseleratorer regulert av andre parametere. Mest brukte akseleratorer er problematiske når man herder CR-gummi. Etylenthiourea (ETU) brukes som den viktigste akseleratoren for dette . Selv om dette stoffet er en utmerket og velprøvd katalysator for polykloropren, er det klassifisert som reproduksjonstoksisk. Den europeiske gummiindustrien har startet SafeRubber-forskningsprosjektet for å utvikle et tryggere alternativ til bruk av ETU.

Styren-butadiengummi (SBR) og nitrilgummi (NBR) kan også vulkaniseres rent termisk (termisk vulkanisering).

Læretid

Mekaniker for dekk- og vulkaniseringsteknologi er et anerkjent læretid i Tyskland og Østerrike. I Tyskland er læretiden "dekkmekaniker" en bransje som er delt inn i feltene dekk- og chassisteknologi og vulkaniseringsteknologi. Som prosessmekaniker (spesialisert innen plast og gummiteknologi, med fokus på støpte deler), varer opplæringen i tre år. Dyktige vulkaniseringsapparater brukes i dekk- og chassiservice eller i regummiering og transportbåndsteknologi. Her er hovedoppgaven i vulkaniseringsteknologijobben reparasjon av bildekk av alle slag, reparasjon av transportbånd og belegg og limfuger i industrisektoren. Dekk- og chassisteknikere arbeider innen dekkservice for biler, lastebiler, gravemaskiner, jordbrukstraktorer, samt justeringer av chassis, bremseservice, klimaanlegg og eksosanlegg for motorkjøretøyer.

litteratur

  • H.-W. Engels: Gummi , 4. kjemikalier og tilsetningsstoffer . I: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH Verlag, 2004 (detaljert oversikt over gummi og vulkanisering).

weblenker

Wiktionary: Vulcanization  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

  1. ↑ for å legge ut vulkanisering . I: IUPAC Compendium of Chemical Terminology ("Gullboken") . doi : 10.1351 / goldbook.VT07153 Versjon: 2.3.3.
  2. ^ MD Lechner, K. Gehrke, EH Nordmeier: Makromolekulare Chemie . 4. utgave. Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4 , s. 485.
  3. ^ Karlheinz Biederbick: plast . 4. utgave. Vogel-Verlag, 1977, ISBN 3-8023-0010-6 , s. 82.
  4. ↑ Joachim Buddrus: Grunnleggende om organisk kjemi . 4. utgave. Walter de Gruyter Verlag, Berlin 2011, ISBN 978-3-11-024894-4 , s. 897.
  5. ↑ Safe Rubber, til alternativ for akseleratorer i produksjon av gummi ( Memento av 14. april 2015, Internet Archive ).