Forskjellen mellom vulkanisert og ikke-vulkanisert gummi

Hovedforskjell - Vulkanisert vs Unvulcanized Gummi

Vulkanisering er en kjemisk prosess som forbedrer egenskapene til de fleste elastomerer, inkludert naturlige og syntetiske gummiprodukter. Det regnes som den mest revolusjonerte oppfinnelsen i polymerindustrien. Vulkanisering ble først oppdaget av Charles Goodyear. Det var imidlertid Thomas Hancock som først patenterte en kommersiell metode for vulkanisering. Gummiene som ikke gjennomgår vulkaniseringsprosessen, kalles ikke-vulkaniserte gummi. Hovedforskjellen mellom vulkanisert og ikke-vulkanisert gummi er det vulkanisert gummi trekkes tilbake til sin opprinnelige form selv etter påføring av en stor mekanisk spenning.

Denne artikkelen gir en oversikt over,

1. Hva er Vulcanized Gummi?
     - Definisjon, Egenskaper, Vulkaniseringsprosess

2. Hva er Unvulcanized Gummi?
     - Definisjon, Egenskaper, Struktur

3. Hva er forskjellen mellom Vulcanized og Unvulcanized Gummi? 

Hva er Vulcanized Gummi

Gummi som har gjennomgått vulkaniseringsprosessen kalles vulkanisert gummi. Under vulkaniseringsprosessen dannes kjemiske bindinger mellom de uavhengige polymerkjeder av et bestemt gummi, hvilket resulterer i et molekylært nettverk i polymermatrisen. Disse nye kjemiske bindingene kalles ofte kryss-linker. Kjeder av svovelatomer, enkelt svovelatomer, karbon-karbonatomer eller polyvalente metallioner kan danne disse kryssbindingene. Vulkanisert gummi blir stiv og mindre klebrig på grunn av dannelsen av dette molekylære nettverket. Viktigst, de vulkaniserte gummier trekker seg tilbake til sin opprinnelige form ved frigjøring av store mekaniske påkjenninger. Således reduserer vulkaniseringsprosessen mengden av permanent deformasjon og øker de retroaktive kreftene. Med andre ord reduserer vulkaniseringsprosessen plastisiteten, samtidig som elasticiteten økes.

Det er fire typer vulkaniseringssystemer (herdingssystemer);

- svovelsystem,

- peroksydsystem,

- uretan kryssbindere,

- metalloksyder.

Svovelsystemet er det vanligste og mest brukte herdesystemet i verden. Det er et sakte vulkaniseringssystem som krever mye svovel, høye temperaturer og lange varmeperioder. De mest kritiske parametrene i vulkaniseringsprosessen inkluderer tiden som er gått før den begynner (scorch time), vulkaniseringshastigheten og omfanget av vulkanisering. Et instrument som heter rheometer kan brukes til å bestemme disse parametrene. 

Svovel vulkaniseringssystem

Hva er Unvulcanized Gummi

Gummien som ikke har gjennomgått vulkaniseringsprosessen, kalles ikke vulkulert gummi. Uvulkanisert gummi er ikke sterk og gjennomgår permanent deformasjoner når en stor mekanisk belastning påføres. Unvulcanized gummi er vanligvis klebrig.

Naturlige og syntetiske forløpere til polyisopren

Forskjellen mellom vulkanisert og ikke-vulkanisert gummi

Definisjon

Vulkanisert gummi: Vulkanisert gummi er gummi som har gjennomgått vulkaniseringsprosessen.

Unvulcanized Gummi: Uvulkanisert gummi er gummi som ikke har gjennomgått vulkaniseringsprosessen.

Struktur av gummi

Vulkanisert gummi: Vulkanisert gummi har et intermolekylært system med svært tverrbundne polymerkjeder.

Unvulcanized Gummi: Uvulkanisert gummi har bare polymerkjeder, har ikke tverrbindinger eller intermolekylære nettverk.

Prosess

Vulkanisert gummi: Prosessen utføres ved oppvarming av gummien, blandet med et vulkaniseringsmiddel i en form under trykk.

Unvulcanized Gummi: En slik prosess er ikke nødvendig.

Deformasjon under stor mekanisk stress

Vulkanisert gummi: Vulkanisert gummi trekkes tilbake til sin opprinnelige form uten å påføre deformasjoner når det mekaniske spenningen er frigjort.

Unvulcanized gummi: Uvulkanisert gummi påfører deformasjon når den gjennomgår store mekaniske påkjenninger.

Kjemisk sammensetning av den første polymeren

Vulkanisert gummi: Kjemisk sammensetning endres ved tilsetning av herdemidler.

Unvulcanized gummi: Det er ingen slik forandring i kjemisk sammensetning.

referanser:
Eirich, F.R. (2012). Vitenskap og teknologi av gummi. Elsevier.
Mark, J.E., Erman, B., & Eirich, F.R. (2013). Vitenskap og teknologi av gummi (4. ed.). Academic Press.
 
Bilde Courtesy:
"Svovel vulkanisering." Av Cjp24 - Eget arbeid (CC0) via Commons Wikimedia 
"NatVsSynPolyisoprene" Av Smokefoot - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia