Каучук і Гума
Вуглеводень каучуку присутній у латексі у виді суспензії дрібних часток, розмір яких складає від 0,1 до 0,5 мкм. Самі великі частки видно через ультрамікроскоп: вони знаходяться в стані безупинного руху, що може служити ілюстрацією явища броунівського руху.
Кожна каучукова частка несе негативний заряд. Якщо через латекс пропускати струм, то такі частки будуть рухатися до позитивного електрода (аноду) і осідати на ньому. Це явище використовується в промисловості для нанесення покриттів на металеві предмети. На поверхні каучукових часток присутні абсорбовані білки, що перешкоджають зближенню латексних часток і їхнії коагуляції. Заміняючи речовину, адсорбована на поверхні частки, можна змінити знак її заряду, і тоді каучукові частки будуть осідати на катоді.
Каучук володіє двома важливими властивостями, що обумовлюють його промислове застосування. У вулканізованому стані він пружний і після розтягання приймає первісну форму; у невулканізованому стані він пластичний, тобто тече під впливом чи тепла тиску.
Одна властивість каучуків унікальна: при розтяганні вони нагріваються, а при стиску - прохолоджуються. Навпаки, при нагріванні каучук стискується, а при охолодженні - розширюється, демонструючи явище, назване ефектом Джоуля. При розтяганні на декілька сотих відсотка молекули каучуку орієнтуються до такого ступеня, що його волокна дають рентгенограму, властиву кристалу. Молекули каучуку, добутого з гевеї, мають цис–конфігурацію, а молекули балати і гутаперчі - транс-конфігурацію. Будучи поганим провідником електрики, каучук використовується і як електричний ізолятор.
ОБРОБКА КАУЧУКУ І ВИРОБНИЦТВО ГУМИПластикація. Одна з найважливіших властивостей каучуку - пластичність - використовується у виробництві гумових виробів. Щоб змішати каучук з іншими інгредієнтами гумової суміші, його потрібно спочатку пом’ягшують,або пластикують, шляхом механічної чи термічної обробки. Цей процес називається пластикацією каучуку. Відкриття Т.Хенкоком у 1820 році можливостей пластикации каучуку мало величезне значення для гумової промисловості. Його пластикатор складався із шипованного ротора, що обертається в шипованому підлогою циліндрі; цей пристрій мав ручний привід. У сучасній гумовій промисловості використовуються три типи подібних машин для введення інших компонентів гумової суміші в каучук. Це - каучукотерка, змішувач Бенбери і пластикатор Гордона.
Використання грануляторів - машин, що розрізають каучук на маленькі гранули чи пластинки однакових розмірів і форм, - полегшує операції по дозуванню і керуванню процесом обробки каучуку. каучук подається в гранулятор по виходу з пластикатора. Гранули, що виходять, змішуються з вуглецевою сажею й оліями в змішувачі Бенбери, утворюючи маткову суміш, яка також гранулюється. Після обробки в змішувачі Бенбери виробляється змішування з вулканизуючими речовинами, сіркою і прискорювачами вулканізації.
Готування гумової суміші. Хімічна сполука тільки з каучуку і сірки мала б обмежене практичне застосування. Щоб поліпшити фізичні властивості каучуку і зробити його більш придатним для експлуатації в різних застосуваннях, необхідно модифікувати його властивості шляхом додавання інших речовин. Усі речовини, що змішуються з каучуком перед вулканізацією, включаючи сірку, називаються інгредієнтами гумової суміші. Вони викликають як хімічні, так і фізичні зміни в каучуку. Їхнє призначення - модифікувати твердість, міцність і ударну в'язкість і збільшити стійкість до стирання, оліям, кисню, хімічним розчинникам, теплу і розтріскуванню. Для виготовлення гум різних застосувань використовуються різні склади.
Прискорювачі й активатори. Деякі хімічно активні речовини, названі прискорювачами, при використанні разом із сіркою зменшують час вулканізації і поліпшують фізичні властивості каучуку. Прикладами неорганічних прискорювачів є свинцеве білило, свинцевий глет (монооксид свинцю), вапно і магнезія (оксид магнію). Органічні прискорювачі набагато більш активні і є важливою частиною майже будь-якої гумової суміші. Вони вводяться в суміш у відносно малій частці: звичайно буває досить від 0,5 до 1,0 частини на 100 частин каучуку. Більшість прискорювачів цілком виявляє свою ефективність у присутності активаторів, таких, як окис цинку, а для деяких потрібно органічна кислота, наприклад стеаринова. Тому сучасні рецептури гумових сумішей звичайно включають окис цинку і стеаринову кислоту.
Пом’якшувачі і пластифікатори. Пом’якщувачі і пластифікатори звичайно використовуються для скорочення часу готування гумової суміші і зниження температури процесу. Вони також сприяють дисперсії інгредієнтів суміші, викликаючи набрякання чи розчинення каучуку. Типовими пом’якшувачами є парафінова і рослинна олії, воски, олеиїновая і стеаринова кислоти, хвойна смола, кам'яновугільна смола і каніфоль.
Упрочняющие наполнители. Деякі речовини підсилюють каучук, додаючи йому міцність і опірність зносу. Вони називаються ущільнюючими наповнювачами. Вуглецева (газова) сажа в тонко здрібненій формі - найбільш розповсюджений ущільнюючий наповнювач; відносно дешевий і є одним з найефективніших речовин такого роду. Протекторна гума автомобільної шини містить приблизно 45 частин вуглецевої сажі на 100 частин каучуку.