Vulkanisering är processen och resultatet av vulkanisering. Vulkaniseringen avser samtidigt kombinationen av ett elastiskt gummi med svavel, så att gummit i fråga förblir elastiskt både varmt och kallt.
Vulkaniseringens ursprung
Termen härstammar från Vulcan, eldens gud enligt romersk mytologi. Upptäckten av vulkanisering tillskrivs amerikanen Charles Goodyear (1800-1860).
Vulkanisering gör att gummi kan bibehålla sin elasticitet konstant
Det finns en teori och historia att Goodyear av misstag skulle ha vält en behållare med gummi och svavel ovanpå en spis. Andra källor hävdar å andra sidan att nordamerikanen upptäckte vulkanisering efter en lång undersökning och olika experiment.
1839 hävdade Goodyear faktiskt rättigheterna för upptäckten av denna process, även om han först ansökte om patentet fyra år senare och skrev sitt fynd i skrift 1853, som en del av sin självbiografi. En vetenskapsman från Storbritannien vid namn Thomas Hancock var under tiden före honom, eftersom han lyckades patentera vulkaniseringen två månader tidigare.
I sin bok säger Goodyear att företagsarbetare under lång tid ignorerade hans resultat, eftersom de inte trodde att han hade upptäckt något intressant utan att det bara avar ett av hans många experiment. Han försökte varna dem för förändringarna som gummi går igenom när det utsätts för för hög temperatur, men ingen brydde sig om det.
Processen av vulkanisering
Vulkanisering består i korthet av att värma gummi eller annat gummi tillsammans med svavel. Därmed får gummit ett större motstånd. Vulkaniserat gummi, i detta ramverk, används för att tillverka många produkter, såsom kondomer, slangar, skosulor och däck.
Vulkanisering kan sägas innebära härdning som inte går att vända. Det härdade gummit blir ett härdat material eftersom det trots en temperaturhöjning inte smälter.
På kemisk nivå sker vulkanisering genom bildandet av tvärbindande broar mellan polymerer som är anordnade i parallella linjer. På så sätt förenas de elastiska molekylerna och gummit uppnår större stabilitet, blir mer motståndskraftigt och hållbart, dock utan att ge upp materialets typiska elasticitet.
Om gummi
Gummi blev känt under hela 1800-talet, men till en början misslyckades industrin med att använda det för många användningsområden, förutom suddgummi och anslutning av inhalationsslangar på sjukhus. Det största problemet var dess dåliga hållbarhet, att den var klibbig och kunde bli dålig och lukta illa om den inte behandlades ordentligt.
Det vulkaniserade gummit har uppnått nya mekaniska egenskaper och är mindre klibbigt rågummi. Det gör den mer användbar inom industriområdet.
Polykloropren
Vulkanisering kan också appliceras på polykloropren-kloroprenpolymer (även känd under namnet neopren eller helt enkelt CR-gummi) utförs med användning av metalloxider, närmare bestämt ZnO och MgO, även om ibland även PbO ingår. Detta skiljer processen från den som förklaras ovan för olika naturliga och syntetiska gummin, som kräver svavelföreningar.
Med tanke på vissa egenskaper hos processen med denna typ av gummi, särskilt tvärbindning i gummin som uppstår i förtid på grund av värmeeffekter, beror valet av rätt accelerator till stor del på regler som inte gäller för andra gummin.
Acceleratorerna som används i de flesta fall ger olika problem när man försöker härda polykloropren. Den som används mest frekvent, med tanke på dess utmärkta resultat med denna typ av gummi, är Ethylentiourea (känd under sin förkortning ETU ); dock är det giftigt.
Grunderna i vulkaniserat gummi
Vulkaniserat gummi är alla typer av gummi som har härdats genom användning av värme och svavel. Den är gjord via en härdningsprocess där gummits elastomerer härdar som svar på värme och svavel. Exponering för värme och svavel skapar nya tvärbindningar i gummit som i slutändan gör gummit starkare och mer elastiskt.
Hur vulkaniserat gummi tillverkas
Vulkaniserat gummi tillverkas med hjälp av en vulkaniseringsprocess i flera steg. Först och främst är gummit nedsänkt i ett bad av svavel och tillsatser. Medan svavel är den primära ingrediensen som används för att underlätta vulkanisering, blandas andra tillsatser med den. Badet kan innehålla pigment för färg samt en accelerator för att påskynda processen.
Därefter formas gummit till önskad form. Vulkaniserat gummi kan inte enkelt formas. Snarare är det starka och elastiska egenskaper som gör det svårt att forma. Därför formas gummit efter att det är nedsänkt i ett bad av svavel och tillsatser.
Efter att ha gjutits värms gummit upp i en ugnsliknande kammare. Även om svavel enbart kan vulkanisera gummi, hjälper tillsatsen av värme att påskynda processen samtidigt som det möjliggör bättre resultat. Gummit värms upp till en temperatur på cirka 150 till 200 grader, varefter det tas bort från värmekammaren och får svalna.
Vulkaniserat gummi vs traditionellt gummi
Jämfört med traditionellt gummi är vulkaniserat gummi betydligt starkare. Det kan motstå större press och stress, vilket gör det att föredra av många tillverkningsföretag.
Vulkaniserat gummi är också mer elastiskt än traditionellt gummi. Många antar att styrka är korrelerad till elasticitet. Bara för att ett föremål eller material är starkt betyder det inte nödvändigtvis att det inte kan vara elastiskt. Vulkaniserat gummi är både starkt och elastiskt. Med sin ökade elasticitet kan den sträckas i högre grad utan att ge efter för permanent deformation.
Vulkaniserat gummi är vanligtvis bättre skyddat mot nötning än traditionellt gummi. Vulkaniserat gummi är starkare och hårdare än traditionellt gummi, så det är mindre benäget att drabbas av nötningsskador.
