Κατανόηση του Καουτσούκ:Φυσικό, Συνθετικό &Βουλκανισμός

Αυτές οι σημειώσεις καλύπτουν τους διαφορετικούς τύπους καουτσούκ, τις πολλές χρήσεις του καουτσούκ, τα φυσικά καουτσούκ, τα συνθετικά καουτσούκ, το βουλκανισμό του καουτσούκ και τις διαφορές μεταξύ φυσικού και συνθετικού καουτσούκ.

Το καουτσούκ είναι ένα ελαστομερές – ελαστικό πολυμερές – υλικό που υπάρχει σε πολλές μορφές. Μπορεί να προέρχεται από τροπικά φυτά με τη μορφή φυσικού καουτσούκ, καθώς και από πετρέλαιο και φυσικό αέριο με τη μορφή συνθετικού καουτσούκ. 

Το καουτσούκ είναι εύκαμπτο και ανθεκτικό, και ως εκ τούτου, έχει πολλές χρήσεις. Το καουτσούκ είναι το κύριο υλικό που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ελαστικών που χρησιμοποιούνται σε οχήματα όπως αυτοκίνητα και ποδήλατα. 

Μαζί με τα ελαστικά στην αυτοκινητοβιομηχανία, το καουτσούκ χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή μηχανικών αντικειμένων όπως βάσεις, φλάντζες, ζώνες, σωλήνες και καταναλωτικά αγαθά όπως παπούτσια, ρούχα, έπιπλα και παιχνίδια.

Τα ελαστομερή, συντομογραφία των ελαστικών πολυμερών, είναι τα κύρια χημικά συστατικά του καουτσούκ. Τα ελαστομερή είναι μόρια που μοιάζουν με μεγάλες αλυσίδες που μπορούν να τεντωθούν σε τεράστιες αποστάσεις και να επιστρέψουν στο αρχικό τους σχήμα.

Είμαστε περιτριγυρισμένοι από καουτσούκ στην καθημερινή μας ζωή. Συναντάμε καουτσούκ στα γάντια, τις ταινίες, τις μπότες, ακόμα και τις γόμες. Το καουτσούκ είναι μια τόσο δημοφιλής πρώτη ύλη επειδή μπορεί να επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα αφού τεντωθεί ή στρίψει. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατηγοριοποιείται ως ελαστομερές. Το καουτσούκ είναι ένα ελαστικό υλικό που μπορεί να ληφθεί είτε φυσικά είτε τεχνητά.

Το καουτσούκ διατίθεται σε δύο μορφές:φυσικό καουτσούκ και συνθετικό καουτσούκ.

Φυσικό καουτσούκ

Τα φυτά δημιουργούν φυσικό καουτσούκ, το οποίο κατηγοριοποιείται ως πολυμερές. 

Το πολυμερές είναι μια χημική ουσία που αποτελείται από πολλά μικρότερα μόρια του ίδιου τύπου. Ενώ ορισμένα πολυμερή βρίσκονται στη φύση, άλλα κατασκευάζονται σε εργαστήρια και εργοστάσια. 

Το φυσικό καουτσούκ είναι ένα εύκαμπτο υλικό που κατασκευάζεται από τους χυμούς λάτεξ των δέντρων, ειδικά εκείνων από τα είδη Hevea και Ficus.

Το φυσικό καουτσούκ είναι ένα ελαστομερές ή ένα ελαστικό πολυμερές υδρογονάνθρακα. Το φυσικό καουτσούκ είναι μία από τις ποικιλίες καουτσούκ, μαζί με το βουλκανισμένο καουτσούκ, το οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή διαφόρων προϊόντων από καουτσούκ. Το ινδικό καουτσούκ, το ελαστικό τσίχλας και το καουτσούκ είναι όλα ονόματα για το φυσικό καουτσούκ.

Ο χημικός τύπος για το φυσικό καουτσούκ προέρχεται από το μονομερές του, το 2-μεθυλο-1,3-βουταδιένιο (ισοπρένιο). Ο τύπος του είναι CH2=C(CH3)-CH=CH2. 

Η αντίδραση πολυμερισμού για το φυσικό καουτσούκ είναι 

nCH2=C(CH3)-CH=CH2 → -[CH2-C(CH3)=CH-CH2]n–.

Συνθετικό καουτσούκ

Τα συνθετικά καουτσούκ κατασκευάζονταν ήδη από το 1961 με κατάλυση βαναδίου. Το προκύπτον πολυμερές θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε καλώδια και σύρματα. Η σκληρότητα και η ελαστικότητα του καουτσούκ ήταν ιδιαίτερα χρήσιμα σε ηλεκτρικές συσκευές. 

Τα συνθετικά λάστιχα έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως σε O-rings και εφαρμογές πέδησης από τη δεκαετία του 1970. 

Το συνθετικό καουτσούκ παράγεται με την προσθήκη πολυμερών μονομερών πολυενίου/ Μετά από αυτό, ελασματοποιούνται χρησιμοποιώντας πρόσθετα πολυμερή. 

Το συνθετικό καουτσούκ μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για φυσικό καουτσούκ ως φθηνότερη και πιο ανθεκτική εναλλακτική λύση. Παραδείγματα συνθετικών καουτσούκ περιλαμβάνουν τα καουτσούκ buna, τα βουτυλικά καουτσούκ και τα νεοπρένια.

Τα συνθετικά καουτσούκ μερικές φορές προτιμώνται σε σύγκριση με τα φυσικά καουτσούκ επειδή είναι πιο εύκολο να κατασκευαστούν. Χρησιμοποιούνται σε ελαστικά, μαζί με άλλα αντικείμενα, όπως ιμάντες ανελκυστήρα, εύκαμπτους σωλήνες, σωλήνες και σεισμικά ρουλεμάν. Χρησιμοποιούνται επίσης από τις βιομηχανίες καταναλωτικών αγαθών για την παραγωγή υποδημάτων, αθλητικού εξοπλισμού, γόμες κ.λπ. Ένα άλλο είδος συνθετικού καουτσούκ που ονομάζεται πολυϊσοπρένιο έχει τις ίδιες ιδιότητες με το φυσικό καουτσούκ.

Διαφορά μεταξύ φυσικού καουτσούκ και συνθετικού καουτσούκ

Βουλκανισμός Καουτσούκ

Ο βουλκανισμός είναι μια χημική διαδικασία που περιλαμβάνει θέρμανση του καουτσούκ με θείο, επιταχυντή και ενεργοποιητή στους 140–160 βαθμούς Κελσίου. Η διασταύρωση μεταξύ μακριών μορίων καουτσούκ βελτιώνει την ελαστικότητα, την ελαστικότητα, το ιξώδες, την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντοχή στις καιρικές συνθήκες και τη σκληρότητα.

Υπάρχουν δύο μέθοδοι βουλκανισμού καουτσούκ

Βουλκανισμός υπό πίεση

Αυτή είναι η πιο κοινή διαδικασία βουλκανισμού καουτσούκ. Περιλαμβάνει θέρμανση καουτσούκ με θείο και άσκηση πίεσης στους 150 βαθμούς Κελσίου. Άλλες χημικές ουσίες και παράγοντες, όπως πληρωτικά για την ενίσχυση της αντοχής και της ανθεκτικότητας στη φθορά ή η αιθάλη για να λειτουργήσει ως ενισχυτικό, χρησιμοποιούνται επίσης στη διαδικασία.

Απεριόριστος βουλκανισμός

Ο απεριόριστος βουλκανισμός, γνωστός και ως ελεύθερος βουλκανισμός, αναφέρεται στη διαδικασία βουλκανισμού του καουτσούκ με τη ροή ζεστού ατμού μέσα από αυτό. Αυτή η μέθοδος βουλκανισμού διαρκεί περίπου οκτώ ώρες για να ολοκληρωθεί. Ωστόσο, μπορούν να προστεθούν χημικοί ενεργοποιητές για να επιταχυνθεί η διαδικασία.

Συμπέρασμα 

Το φυσικό καουτσούκ και το συνθετικό καουτσούκ έχουν και τα δύο εξαιρετική αντοχή στο σχίσιμο, ευκαμψία σε χαμηλή θερμοκρασία και αντοχή σε εφελκυσμό. Το φυσικό καουτσούκ παρέχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με το συνθετικό καουτσούκ, συμπεριλαμβανομένης της ανώτερης αντοχής σε εφελκυσμό, της αντοχής στο σχίσιμο και της ελάχιστης οσμής σε σύγκριση με το συνθετικό καουτσούκ. 

Ωστόσο, ιδιαίτερες χρήσεις μπορούν να ανακαλυφθούν και σε διάφορα συνθετικά καουτσούκ. Χημικές, υγρές, όζοντες, ηλεκτρικές και άλλοι τύποι αντιστάσεων μπορούν να βρεθούν σε συνθετικά καουτσούκ. Τα συνθετικά καουτσούκ μπορούν επίσης να έχουν υψηλή αντοχή στη θερμότητα, αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία και καλύτερες ιδιότητες γήρανσης λόγω θερμότητας.

Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν αποφασίζετε μεταξύ φυσικού και συνθετικού καουτσούκ είναι ότι το φυσικό καουτσούκ περιλαμβάνει φυσικές πρωτεΐνες που ενδέχεται να προκαλέσουν αλλεργικές αντιδράσεις όταν εκτίθεται στο ανθρώπινο δέρμα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Παρά τις διαφορές μεταξύ φυσικού και συνθετικού καουτσούκ, οι κατασκευαστές θέλουν χαμηλό κόστος και καλή απόδοση στις εφαρμογές τους.