Skillnad mellan vulkaniserad och ovulkaniserad gummi

Huvudskillnad - Vulcanized vs Unvulcanized Gummi

Vulkanisering är en kemisk process som förbättrar egenskaperna hos de flesta elastomerer inklusive naturliga och syntetiska gummiprodukter. Det anses vara den mest revolutionerade uppfinningen i polymerindustrin. Vulkanisering upptäcktes först av Charles Goodyear. Det var emellertid Thomas Hancock som först patenterade en kommersiell metod för vulkanisering. Rubberna som inte genomgått vulkaniseringsprocessen kallas ovulkaniserade gummin. Den största skillnaden mellan vulkaniserat och ovulkaniserat gummi är det vulkaniserat gummi drar tillbaka till sin ursprungliga form även efter applicering av en stor mekanisk spänning.

Denna artikel ger en översikt över,

1. Vad är Vulcanized Gummi?
     - Definition, Egenskaper, Vulkaniseringsprocess

2. Vad är Unvulcanized Gummi?
     - Definition, Egenskaper, Struktur

3. Vad är skillnaden mellan Vulcanized och Unvulcanized Gummi? 

Vad är Vulcanized Gummi

Gummi som har genomgått vulkaniseringsprocessen kallas vulkaniserat gummi. Under vulkaniseringsprocessen bildas kemiska bindningar mellan de oberoende polymerkedjorna i ett visst gummi, vilket resulterar i ett molekylärt nätverk inom polymermatrisen. Dessa nya kemiska bindningar kallas ofta tvärbindningar. Kedjor av svavelatomer, enkla svavelatomer, kol-kolatomer eller polyvalenta metalljoner kan bilda dessa tvärbindningar. Vulkaniserat gummi blir styvt och mindre klibbigt på grund av bildandet av detta molekylära nätverk. Viktigast är att de vulkaniserade gummierna återträder till sin ursprungliga form vid frisättningen av stora mekaniska påkänningar. Således reducerar vulkaniseringsprocessen mängden permanent deformation och ökar de retroaktiva krafterna. Med andra ord minskar vulkaniseringsprocessen plasticiteten, samtidigt som elasticiteten ökar.

Det finns fyra typer av vulkaniseringssystem (härdningssystem);

- svavel system,

- peroxidsystem,

- uretan tvärbindningsmedel,

- metalloxider.

Svavelsystemet är det vanligaste och mest tillämpliga härdningssystemet i världen. Det är ett långsamt vulkaniserande system som kräver en stor mängd svavel, höga temperaturer och långa uppvärmningsperioder. De mest kritiska parametrarna för vulkaniseringsprocessen innefattar tiden som förflutit innan den börjar (scorch time), vulkaniseringshastigheten och omfattningen av vulkanisering. Ett instrument som heter rheometer kan användas för att bestämma dessa parametrar. 

Svavel-vulkaniseringssystem

Vad är Unvulcanized Gummi

Gumminet som inte har genomgått vulkaniseringsprocessen kallas ovulkaniserat gummi. Ovulkaniserat gummi är inte starkt och lätt genomgår permanenta deformationer när en stor mekanisk spänning appliceras. Ovulkaniserade gummin är vanligtvis klibbiga.

Naturliga och syntetiska prekursorer till polyisopren

Skillnad mellan vulkaniserad och ovulkaniserad gummi

Definition

Vulkaniserat gummi: Vulkaniserat gummi är gummi som har genomgått vulkaniseringsprocessen.

Unvulcanized Gummi: Unvulcanized gummi är gummi som inte har genomgått vulkaniseringsprocessen.

Gummiens struktur

Vulkaniserat gummi: Vulkaniserat gummi har ett intermolekylärt system med starkt tvärbundna polymerkedjor.

Unvulcanized Gummi: Ovulkaniserat gummi har endast polymerkedjor, har inte tvärbindningar eller intermolekylära nätverk.

Bearbeta

Vulkaniserat gummi: Processen utförs genom uppvärmning av gummit, blandat med ett vulkaniseringsmedel i en form under tryck.

Unvulcanized Gummi: En sådan process är inte nödvändig.

Deformation under stor mekanisk stress

Vulkaniserat gummi: Vulkaniserat gummi drar kraftigt tillbaka till sin ursprungliga form utan att förorsaka deformationer när den mekaniska spänningen släpps.

Unvulcanized gummi: Ovulkaniserat gummi påför deformation när det genomgår stora mekaniska påkänningar.

Kemisk sammansättning av den inledande polymeren

Vulkaniserat gummi: Kemisk komposition förändras genom tillsats av härdningsmedel.

Unvulcanized gummi: Det finns ingen sådan ändring i kemisk sammansättning.

referenser:
Eirich, F.R. (2012). Vetenskap och teknik av gummi. Elsevier.
Mark, J.E., Erman, B., & Eirich, F.R. (2013). Vetenskap och teknik av gummi (4: e upplagan). Academic Press.
 
Image Courtesy:
"Svavel vulkanisering." Av Cjp24 - Egent arbete (CC0) via Commons Wikimedia 
"NatVsSynPolyisopren" av Smokefoot - eget arbete (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons