Gumy

Kaučuk je produktom vulkanizačného procesu, pri ktorom sa používa prírodný kaučuk, umelý kaučuk alebo zmes oboch . Receptúra ​​sa vo všeobecnosti skladá z približne 3 %síry spolu s rôznymi procesnými prísadami. Kaučuk ako materiál sa vyznačuje vysokou elasticitou, ako aj značnou odolnosťou voči škodlivým účinkom chemických látok.

Prírodný kaučuk

Hlavnou surovinou pre kaučuk je prírodný kaučuk , ktorý je štrukturálne cis-1,4 polyizoprén. Nachádza sa v mnohých rastlinách vo forme latexu, koloidného systému , v ktorom dispergovanou fázou je prevažne prírodný kaučuk a disperzným médiom je voda. Okrem týchto zložiek latex obsahuje aj mastné kyseliny, lipidy, sacharidy a minerály. Latexy z rôznych zdrojov sa líšia zložením a obsahom jednotlivých zložiek. Najväčšími producentmi latexu sú Thajsko, Indonézia a Malajzia a India. Prírodný latex sa získava z lisovanej mliečnej miazgy kaučukovníkov. Syntetický latex môže byť medziproduktom alebo konečným produktom pri výrobe syntetických kaučukov.

Syntetické kaučuky

Táto skupina zahŕňa všetky kaučuky získané chemickou syntézou. Svetová produkcia syntetických kaučukov je objemovo porovnateľná s produkciou prírodného kaučuku. Syntetické metódy využívajú najmä emulznú a roztokovú polymerizáciu. Najobľúbenejšie syntetické elastoméry sú:

Všeobecné použitie:

• Styrén-butadiénový kaučuk (SBR)
• Etylénpropyléndiénový kaučuk (EPDM)
• Izoprénový kaučuk (IR)
• Butadiénový kaučuk (BR)

Špeciálny účel:

• Chloroprénový kaučuk (CR)
• nitrilový(-butadiénový) kaučuk (NBR)
• Butylkaučuk (IIR)

Konkrétny účel:

• Fluórsilikón (FVMQ)
• Fluórovaný uhľovodík a jeho deriváty (FKM)
• Hydrogenovaný nitril (HNBR)

Gumárenský priemysel

Gumársky priemysel zahŕňa výrobu rôznych druhov výrobkov, pričom najväčší podiel – približne 60 %celosvetovej produkcie – tvoria pneumatiky a duše. Z toho 60 %pripadá na pneumatiky osobných a ľahkých nákladných automobilov a približne 26 %na pneumatiky nákladných vozidiel. Medzi ďalšie aplikácie patria: gumené hadice, dopravné pásy, obuv, technické výrobky, namočený tovar (jednorazové rukavice), textílie s gumovým podkladom a lepidlá.

Vlastnosti gumy závisia od typu a množstva zložiek použitých v gumovej zmesi. Vhodným výberom zložiek gumovej zmesi je možné získať gumu s rôznymi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Výber zložiek zmesi sa vykonáva s cieľom získať hotový výrobok s vhodnými vlastnosťami, medzi ktoré patria:

• odolnosť proti oderu (pneumatická guma);
• odolnosť voči vysokým teplotám;
• odolnosť voči nízkym teplotám;
• spomaľovanie horenia;
• vlastnosti požadované pre materiály používané v potravinárskom priemysle, medicíne atď.

Komponenty gumových zmesí

Okrem gumy alebo zmesi viacerých gúm pozostáva gumová zmes z nasledujúcich zložiek.

• Plnivá – výrazne zvyšujú odolnosť gumy voči oderu alebo zlepšujú jej odolnosť voči chemikáliám. Aktívne plnivá zohrávajú osobitnú úlohu v prípade syntetických kaučukov, pretože gumové výrobky z tohto typu kaučuku sú v praxi nepoužiteľné. Dôvodom je veľmi nízka mechanická pevnosť v porovnaní s prírodným kaučukom. Najbežnejším plnivom v gumárenskom priemysle je sadza, ktorá je produktom nedokonalého spaľovania ropy alebo plynu v kombinácii s tepelným rozkladom a uvoľňovaním uhlíka. Najčastejšie sa používajú aktívne a poloaktívne sadze. Typy pecí s vysokým stupňom oderu a pecí so stredným stupňom super oderu majú veľmi vysokú odolnosť proti oderu a zabraňujú hromadeniu tepla v pneumatikách – sú to aktívne sadze. Medzi poloaktívne typy patria: rýchloextruzná pec a pec na všeobecné použitie, ktoré sú určené na rýchlu extrúziu a všeobecné použitie. Rovnako dôležitým plnivom pri navrhovaní gumových zmesí je oxid kremičitý. Rovnako ako sadze, výrazne zvyšuje odolnosť gumy voči oderu. Má však vlastnosti, napr.: tvorba trvalých aglomerátov častíc, ťažkosti s formovaním do nepolárnych kaučukov, silná adsorpcia častíc urýchľovačov vulkanizačného systému. Preto je potrebné používať aktivátory (polyglykoly) a spojovacie činidlá spolu s oxidom kremičitým. Skupina PCC má rad polyoxyetylénglykolov (PEG) určených pre gumárenský priemysel pod obchodným názvom Polikol . Medzi špecializované produkty patria vločky Polikol 1500 , vločky Polikol 4500 , vločky Polikol 6000 a vločky Polikol 8000. Produkty môžu byť dostupné vo forme vločiek, ale aj vo forme prášku alebo pastiliek.

• Zmäkčovadlá – zabezpečujú dostatočnú priepustnosť gumovej zmesi, aby sa uľahčilo spracovanie. Ovplyvňujú tiež mechanické vlastnosti nevulkanizovaných a vulkanizovaných zmesí. V závislosti od typu gumy sa používajú zmäkčovadlá syntetického pôvodu (ftaláty, tereftaláty) a zmäkčovadlá získané spracovaním ropy (minerálne oleje: parafínové, nafténové, aromatické). Skupina PCC má rad špecializovaných zmäkčovadiel radu Roflex s funkciou spomaľovania horenia. Medzi najúčinnejšie pri reakcii na oheň patria Roflex 50 / Roflex 65 aRoflex T70 . Plastifikáciu pri nízkych teplotách účinne zabezpečuje Roflex T45 . Pre špecializované formulácie s vyššou viskozitou a pre aplikácie citlivé na človeka a životné prostredie je určený Roflex T70L . Zmäkčovadlá radu Roflex pôsobia synergicky s konvenčnými zmäkčovadlami a poskytujú hotovému výrobku vynikajúce mechanické vlastnosti.

• Spomaľovače horenia – chemikálie, ktoré znižujú horľavosť gumových výrobkov. Medzi najdôležitejšie patria hydroxidy hliníka a horčíka, oxid antimonitý, chlórparafin a polyfosforečnan amónny. Použitie týchto prísad spolu s radom zmäkčovadiel spomaľujúcich horenie Roflex ponúka možnosť synergického efektu na zlepšenie profilu horľavosti gumových výrobkov.

• Systém zosieťovania – všetky prísady, ktoré sú určené na zmenu štruktúry kaučuku v dôsledku tvorby mostíkov medzi reťazcami kaučuku. Najbežnejšie je zosieťovanie sírou (vulkanizácia) alebo oxidmi a peroxidmi kovov. Používa sa elementárna alebo polymérna síra a ako aktivátory napr. oxid zinočnatý spolu so stearínom. Dôležité je použitie urýchľovačov: ditiokarbamáty, tiramy, tiazoly alebo tiomočoviny.

• Ostatné prísady – ide o rozsiahlu skupinu prísad, ktoré menia špecifické vlastnosti gumových zmesí. Používajú sa antioxidanty, antiozonanty, ochranné vosky alebo farbivá a pigmenty . V skupine antioxidantov možno rozlíšiť tepelné stabilizátory , ktoré sa používajú pre zmesi, ktoré majú tendenciu sa rozkladať pri teplotách spracovania. Produktový rad skupiny PCC zahŕňa množstvo takýchto produktov – rad Rostabil . Tieto prísady majú antioxidačné vlastnosti a môžu pôsobiť aj ako tepelné stabilizátory, ktoré zabraňujú degradácii gumových zmesí počas spracovania.

Veľmi zaujímavou skupinou prísad sú tie, ktoré poskytujú antistatické vlastnosti znížením povrchového odporu hotového výrobku. Skupina PCC ponúka tekuté antistatické činidlá pod obchodným názvom EXOstat . Po vnútornom zavedení táto prísada migruje na povrch výrobku, kde interaguje s atmosférickou vlhkosťou, čím znižuje povrchový odpor a umožňuje rozptýlenie statického náboja počas dlhého časového obdobia.