Guma wulkanizowana to elastomer, który został wzmocniony dzięki wulkanizacji, procesowi biochemicznemu. Mleczny lateks z drzewa kauczukowego łączy się ze składnikiem utwardzającym, zwykle siarką, i podgrzewa pod ciśnieniem.
Proces wulkanizacji został odkryty przez amerykańskiego wynalazcę Charlesa Goodyeara w 1839 roku. Wulkanizacja sprawia, że guma jest bardziej stabilna, twardsza i bardziej odporna na ciepło, dzięki czemu staje się bardziej przydatna do celów przemysłowych i niektórych produktów. Termin „wulkanizowany” pochodzi od Vulcan, rzymskiego boga ognia i obróbki metali.
Wulkanizacja: wzmacnianie gumy
Przed odkryciem wulkanizacji kauczuk naturalny był koagulowany kwasem i nadawał się do kształtowania i formowania. Jednak w wysokich temperaturach guma stałaby się lepka lub stopiona, podczas gdy w niskich temperaturach guma stałaby się krucha. Te cechy sprawiły, że guma stała się niepraktyczna w zastosowaniach przemysłowych.
Wulkanizacja chemicznie łączy gumę i siarkę. Przy wysokim ciśnieniu i wysokich temperaturach atomy siarki tworzą połączenia między długimi łańcuchami cząsteczek gumy. Zwiększa to wytrzymałość i trwałość gumy oraz zmniejsza jej lepkość. Pozwala również gumie zachować elastyczność w znacznie szerszym zakresie temperatur, dzięki czemu wulkanizowana guma jest o wiele bardziej przydatna do różnych zastosowań.
Rozwój gumy wulkanizowanej
Charles Goodyear eksperymentował z gumą przez kilka lat, zanim odkrył wulkanizację. Były właściciel sklepu z narzędziami, bez wykształcenia naukowego i wiedzy na temat chemikaliów, Goodyear zadłużył się, szukając sposobu na zwiększenie stabilności i trwałości gumy. Często mówi się, że jego odkrycie nastąpiło przypadkowo, po tym, jak mieszanina siarki i gumy gumowej rozpryskała się na gorący piec i utworzyła utwardzony materiał. Goodyear twierdził jednak, że nie był to przypadek, a raczej wynik serii eksperymentów i obserwacji.
Goodyear wysłał próbki swojej utwardzonej gumy do brytyjskich producentów gumy. Anglik Thomas Hancock, który od 20 lat próbował wytwarzać gumę odporną na warunki atmosferyczne, zobaczył jedną z próbek i zauważył charakterystyczną żółtawą, proszkową pozostałość siarki na powierzchni próbki. Hancock wymyślił ten proces na nowo w 1843 roku, cztery lata po Goodyear.
Goodyear uzyskał patent Stanów Zjednoczonych na ten proces w 1844 roku, ale kiedy złożył wniosek o patent brytyjski, stwierdził, że Hancock go pokonał. Termin „wulkanizowana guma” nie pochodzi od Goodyeara, ale został wymyślony przez przyjaciela Hancocka.
Czy wiedziałeś? Firma Goodyear Tire & Rubber Company, znany producent opon samochodowych i innych wyrobów gumowych, została założona przez Franka Seiberlinga w 1898 roku. Została nazwana na cześć Charlesa Goodyeara, chociaż nie ma powiązań rodzinnych.
Zastosowania gumy wulkanizowanej
Guma wulkanizowana jest obecnie stosowana w wielu różnych produktach. Do najczęstszych należą:
opony samochodowe
uszczelki gumowe i uszczelki
pasy transmisyjne
podeszwy butów
krążki hokejowe