Інформація про новину
  • Переглядів: 127
  • Дата: 9-05-2021, 00:11
9-05-2021, 00:11

1.4. Гума

Категорія: Матеріалознавство





Попередня сторінка:  1.3. Пластичні матеріали
Наступна сторінка:   1.5. Бетон і залізобетон

Вивчивши матеріали цього розділу, учні знатимуть:

• визначення поняття гуми та її властивості;

• особливості процесу отримання гуми з каучуку;

• види гуми;

• склад та основні властивості гуми;

• основні вироби з гуми.

Гумою називають високомолекулярні матеріали, які отримують у процесі вулканізації суміші натурального або синтетичного каучуку з різними наповнювачами.

1. Гума є штучним матеріалом і має низку дуже важливих специфічних технічних властивостей: високу еластичність; низьку тепло- і звукопровідність; порівняно добру механічну міцність; високий опір стиранню. Як конструкційний матеріал гума має високу еластичність, тобто здатність відновлювати попередню форму після припинення дії сил, що спричиняють деформацію.

2. Гума - продукт вулканізації композицій на основі каучуку; матеріал, необхідний для виробництва різноманітних виробів - від автомобільних шин до хірургічних рукавичок. Найбільша перевага гуми - її еластичність. Вона може розтягуватися і гнутися, а потім набувати початкової форми. Гума може бути м'якою і твердою.

3. Основою гумової суміші є каучук. Натуральний каучук добувають із молокоподібного соку (латексу) каучукового дерева. Синтетичний каучук отримують, полімеризуючи ізопрен, а синтетичний бутадієновий каучук - полімеризуючи бутадієн. Молекула каучуку має лінійну структуру, являє собою довгі нитки, переплутані, скручені у клубки.

4. Сирий каучук має низьку міцність і дуже липкий, особливо при нагріванні, а на морозі стає твердим і ламким. Тому для виготовлення різних виробів у сирому вигляді каучук непридатний. Свої цінні властивості каучук набуває під час вулканізації.

5. Вулканізація - процес перетворення сирого каучуку на гуму шляхом нагрівання його з сіркою. Під час вулканізації з каучуку, сірки і наповнювача (переважно сажі) виготовляють суміш, якою наповнюють відповідні форми і під тиском нагрівають. Каучук взаємодіє із сіркою при тепературі 130-160 °С.

6. Процес вулканізації за допомогою сірки полягає у нагріванні гумової суміші до певної температури і витримці її при цій температурі упродовж часу, достатнього для того, щоб атоми сірки з'єднались у деяких місцях із молекулами каучуку, утворивши гуму -матеріал із просторовою структурою молекул.

7. Інгредієнтами гумової суміші є прискорювачі (скорочують час вулканізації) та активатори вулканізації (підвищують межу міцності при розтягуванні). Крім того, гума містить різноманітні домішки: наповнювачі, пластифікатори, антиоксиданти процесу вулканізації тощо.

8. Наповнювачі можуть бути активними (підсилювальними) та неактивними (інертними). Активні наповнювачі (вуглецева та біла сажа, кремнієва кислота, оксид цинку тощо) підвищують механічні властивості гуми, зокрема, міцність, опір стиранню, твердість. Неактивні наповнювачі (крейда, тальк, барит) вводять для здешевлення вартості гуми.

9. Пластифікатори (розм'якшувані) - парафін, каніфоль, стеаринова кислота, рослинні олії - сприяють рівномірному розподілу компонентів у суміші, полегшують формування виробів і підвищують їхню морозостійкість. Розм'якшувані складають від 10 до ЗО % маси каучуку.

10. Барвники (мінеральні й органічні) надають гумовим виробам бажаного кольору. Деякі фарбувальні речовині поглинають сонячний спектр, захищаючи гуму від світлового старіння.

11. Гуми схильні до старіння, яке відбувається у процесі зберігання та експлуатації гумових виробів під впливом світла, тепла, кисню та озону. Старіння по-різному позначається на механічних властивостях гум. Температура і тривалість старіння зазвичай зумовлюють зниження міцності та підвищення твердості цього матеріалу.

12. Для таких важливих виробів, як шини, шланги високого тиску, привідні паси, використовують волоконні зміцнювані із синтетичних волокон або металевого дроту. Для більшої міцності до гуми додають тканини або металеві дроти (у виробництві автомобільних шин, пасків та ін.).

13. Для монтажу санітарно-технічних пристроїв застосовують здебільшого листову гуму завтовшки 3-6 мм. Із неї виготовляють прокладки для фланцевих з'єднань трубопроводів.

14. Гума може бути морозостійкою, масло-бензо-стійкою, кислото-лугостійкою і теплостійкою. До складу останньої, крім звичайних складових, входить азбест, вона здатна зберігати свої властивості при температурі до 90 °С у повітряному середовищі й до 140 °С - у середовищі водяної пари. Для вищих температур (до 250 °С) застосовують гуму на кремній-органічній основі.

15. Ебоніт - високовулканізувальний каучук із великим вмістом сірки (до 50 %), темно-коричневого або чорного кольору, хімічно інертний, має високі електроізоляційні властивості. На відміну від м'якої гуми, ебоніт не має високої еластичності при звичайній температурі і нагадує тверду пластмасу. Цей матеріал використовують як ізоляційний в електротехніці.

16. Гуму широко застосовують у промисловості. Із неї виробляють автомобільні шини (близько 50 % виробів), взуття, одяг, рукавички, труби, ластики, тенісні м'ячі, прокладки клапанів для герметизації трубопроводів та двигунів і ще багато іншого, загалом близько 40 тисяч найменувань одиниць продукції.

17. Мікропориста (пориста) гума призначена для ущільнення різноманітних з'єднань, із неї виготовляють амортизатори, звуко- і термоізолювальні прокладки, прокладки для тари тощо.

18. Для гумових виробів характерні висока стійкість до стирання, газо- і водонепроникність, хімічна стійкість, електроізоляційні властивості та незначна питома вага. Гуму застосовують для демпфірування, ущільнення і герметизації, хімічного захисту машин, трубопроводів, шлангів для покришок і камер коліс тощо.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Назвіть основні властивості гуми.

2. Яка головна перевага гуми?

3. Що таке процес вулканізації гуми?

4. Які речовини, крім каучуку, містить гума?

5. Що є інгредієнтами гумової суміші?

6. Що додають до гуми для більшої міцності?

7. Як називають процес нагрівання гуми з сіркою?

8. При якій температурі відбувається вулканізація гуми?

9. Які вироби виготовляють із гуми?

10. Яку назву має гума, в якій вміст сірки становить близько 50 %?

 

 

Це матеріал з підручника "Матеріалознавство та технологія металів" Власенко 2019

 



Попередня сторінка:  1.3. Пластичні матеріали
Наступна сторінка:   1.5. Бетон і залізобетон



^