Vulkanisaation

Vulkanisaatio on kemiallinen prosessi, jossa kumipolymeerien ketjut sitoutuvat toisiinsa ristisidosrakentein. Tämä muuttuu luonnonkumin tai synteettisen kumien materiaalin mekaanisia ominaisuuksia: kulutuskestävyyttä, palautuvuutta ja lämpötilankestoa paranee huomattavasti. Vulkanisaatio tapahtuu yleensä lämmössä, ja sen tehokkuuteen vaikuttavat kuumennuslämpötila, aika sekä käytettävät lisäaineet.

Päämenetelmät ovat rikkivulkanisaatio, peroksidinen vulkanisaatio ja säteilypohjainen vulkanisaatio. Rikkivulkanisaatiossa kumia käsitellään rikkivahvistaen ja kiihdyttimien kuten sinkkidioksidin, steariinin ja erilaisiin kiihdyttimiin (esimerkiksi thiazolikeskeiset yhdisteet) avulla. Tämä tuottaa ristisidoksia, jotka muodostuvat kumin ketjujen väliin. Peroksidinen vulkanisaatio käyttää orgaanisia peroksideja ristisidosrakenteiden aikaansaamiseksi, mikä voi tarjota parempaa lämpötilakestoa ja ikääntymisvastusominaisuuksia. Säteilypohjaiset menetelmät käyttävät ionisoivaa säteilyä (gamma- tai elektroni) ristisidosten luomiseen, ja niitä hyödynnetään joidenkin erityisten kumien tapauksissa. Myös joissakin tapauksissa käytetään vulkanisaation erityistapoja kuten dynamic vulkanisaatiota, jolla elastomeerin ja termoplastin yhdistelmät käsitellään samanaikaisesti.

Historia: vulkanisaation keksi ja kaupallisti tunnetuksi Charles Goodyear vuonna 1839, mikä johti kumimateriaalien huomattavaan parantamiseen ja laajaan käyttöön, erityisesti renkaissa.

Käyttökohteita ovat muun muassa ajokumit, tiivistesarjat, letkut, hihnat ja vaimentimet, sekä useat muut elastomeeriset tuotteet, joissa tarvitaan parempaa kulutuskestävyyttä ja termistä kestävyyttä. Vulkanisaation määrittävät parametrit – lämpötila, aika, ja kiihdyttimet – määräävät lopullisen tuotteen ominaisuudet.