Vulkanointia

Vulkanointi on elastomeerien, erityisesti kumien, kemiallinen muokkausprosessi, jossa polymeeriketjujen välille muodostuu risteytyksiä. Yleisin tapa on rikkivälitteinen vulkanointi, jossa lämpötilan ja lisäaineiden vaikutuksesta syntyy S–S- ja R–S–S–R-sidoksia. Tämän risteytymisen seurauksena kumista tulee elastisempaa, kestävämpää sekä paremmin kuumuudelle ja kemikaaleille vastustavaa.

Historia ja perusta: vulkanointi mahdollisti luonnonkumin käytön laajasti ja luotettavasti. Goodyearin vuonna 1839 tekemä löytö osoitti, että kuumentamalla kumia sulfidin kanssa voidaan saavuttaa huomattavasti parempia ominaisuuksia. Sen jälkeen vulkanointia on kehitetty ja sovellettu valtavasti erilaisten kumisekoitusten ja käyttötarkoitusten tarpeisiin.

Vulkanointisysteemit: yleisin on sulfurivulkanointi, joka hyödyntää acceleratoreita nopeuttaen reaktiota ja halliten risteytymisen määrää. Osa kumista vulkanoi myös peroksidien avulla, jolloin syntyy erilaisia C–C-risteytyksiä; tällöin ominaisuudet voivat parantua erityisesti kuumuudenkestävyydessä ja ikääntymis simulations. Lisäksi on kehittyneempiä järjestelmiä, joissa vulkanointi voi tapahtua kosteudenkäynnistämällä tai erilaisilla kemikaalisilla menetelmillä.

Sovellukset ja vaikutus: vulkanoitua kumia käytetään laajalti renkaissa, tiivisteissä, letkuissa, hihnoissa ja useissa muissa teollisissa sekä kuluttajatuotteissa. Prosessi vaikuttaa merkittävästi tuotteen lujuuteen, palautumiskykyyn ja käyttöiän.

Prosessi ja laatu: vulkanointi tapahtuu usein muotin tai kalvon alla, kiinnitettävässä lämpötilassa noin 140–180 °C. Tilan hallinta on oleellista: liian vähän aiheuttaa alivulkanointia, liian paljon voi tehdä materiaalista haurasta ja säröilevää. Tutkimuksessa käytetään usein kokeellisia kestävyyssuureita ja cure-käyriä.