Kaučiukas: Skirtumas tarp puslapio versijų

'''Kaučiukas''' —– elastingas stambiamolekulis junginys. Veikiamas išorinių jėgų, jis įgauna suteikiamą formą, nustojus veikti šioms jėgoms -– grįžta į pradinę būklę. Kaučiukas elastingas, nes jo [[makromolekulė]]s yra spiralės formos. Tempiamos molekulės išsitiesia, o atleistos -– susisuka.

Kaučiukai žinomi labai seniai, tačiau ilgai nemokėta pasinaudoti kaučiuko elastingumu -– kaučiukiniai dirbiniai greitai netekdavo savo formos ir dalies vertingų savybių. Išmokus kaučiuką [[vulkanizacija|vulkanizuoti]], buvo pradėta gumos gamyba.

'''Natūralusis kaučiukas (NK)''' —– augalinis gamtinis [[polimeras]]. Jį galima gauti iš daugelio [[augalas|augalų]], bet pramoninę reikšmę turi tik jo gamyba iš braziliškosios [[hevėja|hevėjos]]. Šiuo metu natūralusis kaučiukas gaunamas iš hevėjų, auginamų [[Pietryčių Azija|Pietryčių Azijos]] salų plantacijose. Natūralusis kaučiukas išgaunamas, hevėjos žievėje padarius rieves ir surinkus jose tekančias pieno sultis —– [[lateksas|lateksą]], kuriame būna 20—35% kaučiuko, t. y. gamtinio stambiamolekulinio izopreno polimero. Taigi natūraliojo kaučiuko

Norint išskirti kaučiuką, į lateksą, pridedama koaguliatorų —– [[acto rūgštis|acto]] arba [[skruzdžių rūgštis|skruzdžių rūgšties]]. Susikoaguliavęs kaučiukas nufiltruojamas, praplaunamas ir valcuojamas rifliuotais valcais.

Auganti kaučiukų paklausa bei esanti daugelio valstybių priklausomybės nuo natūralųjį kaučiuką gaminančių šalių, skatino ieškoti būdų gaminti '''sintetinį kaučiuką (SK)'''. Ilgą laiką mokslininkų pastangos susintetinti kaučiuką buvo nesėkmingos. Sintetinių kaučiukų tėvynė —– [[Tarybų Sąjunga]]. [[1928]] m. akademikas S. Lebedevas, polimerindamas butadieną (divinilą), gavo butadieninį kaučiuką. [[1932]] m. pagal S. Lebedevo pasiūlytą technologiją pradėjo veikti sintetinio kaučiuko gamykla.

Butadieninis kaučiukas (CKB) gaunamas polimerinant butadieną. [[Butadienas]] CH2=CH—CH = CH2, pradėjus gaminti kaučiukus, buvo gaunamas iš etilo alkoholio, o šis —– iš [[grūdas|grūdų]], [[bulvė|bulvių]] ir kitų maistinių medžiagų. Dabar [[etilo alkoholis]] sintetinamas iš metileno. Butadieną galima gauti dehidrinant [[butanas|butaną]], kuris, kaip ir [[etilenas]], yra gaunamas [[nafta|naftos]] perdirbimo metu ir iš [[gamtinės dujos|gamtinių dujų]].

Butadieninis kaučiukas gaunamas periodinio veikimo autoklave. Dujinis arba skystas butadienas supilamas į autoklavą pro jo dangčio atvamzdį 2. Polimerinama blokiniu būdu (masėje); temperatūra 30—40 °C, slėgis 0,88—0,98 MPa, [[katalizatorius]] —– [[natris|natrio]] strypai. Polimerizacijai paspartinti, proceso pradžioje pro autoklavo gaubtą 1 leidžiami [[vandens garai]]. Procesas egzoterminis, todėl

Polimerinama 5—50 °C temperatūros emulsijoje. Butadienas sumaišomas su stirolu, emulgatoriumi (kanifolijos muilu ir kt.) bei vandeniu tada viskas suplakama. [[Emulsija]] kartu su iniciatoriaus tirpalu (izopropilbenzolo hidroperoksidu) prateka per polimerizatorių bateriją, sudarytą iš dvylikos reaktorių. [[Polimerizatorius]] —– 12—20 m³ talpos maišytuvas, iš vidaus padengtas specialia medžiaga. Kol emulsija prateka visus reaktorius, supolimerinama apie 60% monomerų. Gaunamas lateksas. Iš jo atskiriami nesureagavę monomerai ir kitos priemaišos. Kaučiukas koaguliuojamas į lateksą pridedamais NaCl, CaCL2 tirpalais, sieros H2SO4 arba acto CH3COOH rūgštimis, paskui praplaunamas, išdžiovinamas. Suformuota iš jo juosta suvyniojama į ritinį. Kad nesuliptų, juosta apibarstoma talku. Iš butadieno -– stirolo kaučiuko gaminamos padangos, transporterio juostos. Kai kurių rūšių butadieno -– stirolo kaučiukas yra atsparus šalčiui, kaip ir natūralusis, todėl iš jo gaminami šalčiui atsparūs guminiai gaminiai.

Butadieno-nitrilo kaučiukas (CKH, Buna-N) —– butadieno ir akrilo rūgšties nitrilo (CH2=CHCN) kopolimeras.

Gaunamas polimerinant izopreną 30—40 °C temperatūroje. Katalizatorius —– litis arba kompleksiniai metalų organiniai junginiai. Sintetinio izopreninio kaučiuko struktūra panaši į natūraliojo kaučiuko, panašios ir daugelis jų savybių.

Chloropreninis kaučiukas —– chloropreno polimeras.

Chloroprenas gaunamas iš vinilacetileno. Potimerinamas emulsijoje 40 °C temperatūroje. Emulgatorius —– kanifolijos [[muilas]] ir kt. Chloropreninis kaučiukas nedega, atsparus cheminiams reagentams, tepalams, šviesai ir šilumai. Pagrindinis jo trūkumas —– neatsparus šalčiui.

Guminių dirbinių gamybos procesą sudaro trys pagrindinės stadijos: žalio gumos ir mišinio paruošimas, gaminių formavimas ir jų vulkanizavimas. Į gumos mišinį, be kaučiuko —– pagrindinės sudėtinės dalies, įeina organinės ir neorganinės medžiagos, vadinamos '''indridientais'''. Ingrediento rūšis ir kiekis priklauso nuo kaučiuko kokybės ir nuo tų savybių, kurių norima, kad turėtų gumos gaminys.

Vulkanizacija —– paskutinė guminių dirbinių gamybos stadija. Kaučiuką galima vulkanizuoti kambario (šaltasis vulkanizavimas) ir aukštesnėje nei kambario temperatūroje (karštasis vulkanizavimas). Šaltai vulkanizuojama 2—3% koncentracijos sieros monochlorido tirpalu. Procesas trunka 1—3 minutes. Sis vulkanizacijos būdas taikomas tik plonasieniams guminiams dirbiniams formuoti. Pagrindiniai šio metodo trūkumai —– tirpiklio gamybiniai nuostoliai ir kenksmingas darbo sąlygos. Dažniau taikomas karštasis vulkanizavimas siera 125—160 °C temperatūroje. Karštai vulkanizuojama presuose arba autoklavuose karštu oru arba sočiaisiais vandens garais.