Gumy

Guma

Kaučuk je produktom vulkanizačného procesu, pri ktorom sa používa prírodný kaučuk, umelý kaučuk alebo ich zmes . Prípravok vo všeobecnosti pozostáva z približne 3 %síry začlenenej spolu s rôznymi procesnými prísadami. Guma ako materiál sa vyznačuje vysokou elasticitou, ako aj značnou odolnosťou voči škodlivým účinkom chemických látok.

Prírodný kaučuk

Hlavnou surovinou pre kaučuk je prírodný kaučuk, ktorý je štruktúrne cis-1,4 polyizoprén. Nachádza sa v mnohých rastlinách vo forme latexu, koloidného systému, v ktorom je dispergovanou fázou hlavne prírodný kaučuk a disperzným médiom je voda. Okrem týchto zložiek obsahuje latex aj mastné kyseliny, lipidy, sacharidy a minerály. Latexy z rôznych zdrojov sa líšia zložením a obsahom jednotlivých zložiek. Najväčšími producentmi latexu sú Thajsko, Indonézia a Malajzia a India. Prírodný latex sa získava z lisovanej mliečnej šťavy kaučukovníkov. Syntetický latex môže byť medziproduktom alebo konečným produktom pri výrobe syntetických kaučukov.

Syntetické kaučuky

Do tejto skupiny patria všetky kaučuky získané chemickou syntézou. Svetová produkcia syntetických kaučukov je objemovo porovnateľná s prírodným kaučukom. Syntetické metódy využívajú hlavne emulznú a roztokovú polymerizáciu. Najpopulárnejšie zo syntetických elastomérov sú:

Všeobecný účel:

• Styrén-butadiénový kaučuk (SBR)
• Etylén propylén diénový kaučuk (EPDM)
• Izoprénová guma (IR)
• Butadiénová guma (BR)

Špeciálny účel:

• Chlórprénový kaučuk (CR)
• nitrilový (-butadiénový) kaučuk, (NBR)
• Butylkaučuk (IIR)

Konkrétny účel:

• Fluorosilikón (FVMQ)
• Fluórovaný uhľovodík a deriváty (FKM)
• Hydrogenovaný nitril (HNBR)

Gumárenský priemysel

Gumárenský priemysel zahŕňa výrobu rôznych druhov výrobkov, pričom najväčší podiel tvoria pneumatiky a duše – približne 60 %celosvetovej produkcie. Z toho 60 %pripadá na pneumatiky pre osobné a ľahké nákladné autá a približne 26 %na pneumatiky pre nákladné autá. Ďalšie aplikácie zahŕňajú: gumené hadice, dopravné pásy, obuv, technické predmety, namáčaný tovar (jednorazové rukavice), textílie s gumeným podkladom a lepidlá. Vlastnosti kaučuku závisia od typu a množstva zložiek použitých v kaučukovej zmesi. Vhodnou voľbou zložiek kaučukovej zmesi možno získať kaučuk s rôznymi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Výber zložiek zmesi sa vykonáva s cieľom získať hotový výrobok s príslušnými vlastnosťami, medzi ktoré patria:

• odolnosť proti oderu (guma pneumatiky);
• odolnosť voči vysokej teplote;
• odolnosť voči nízkym teplotám;
• retardácia horenia;
• vlastnosti požadované pre materiály používané v potravinárskom priemysle, medicíne a pod.

Komponenty z gumovej zmesi

Okrem kaučuku alebo zmesi viacerých kaučukov pozostáva kaučuková zmes z nasledujúcich zložiek.

• Plnivá – výrazne zvyšujú odolnosť gumy proti oderu alebo zlepšujú jej odolnosť voči chemikáliám. Aktívne plnivá zohrávajú osobitnú úlohu v prípade syntetických kaučukov, pretože kaučukové produkty odvodené z tohto typu kaučuku sú v praxi nepoužiteľné. Dôvodom je veľmi nízka mechanická pevnosť v porovnaní s prírodným kaučukom. Najbežnejším plnivom v gumárenskom priemysle sú sadze, ktoré sú produktom nedokonalého spaľovania ropy alebo plynu spojeného s tepelným rozkladom a uvoľňovaním uhlíka. Najčastejšie sa používajú aktívne a poloaktívne sadze. Typy High Abrasion Furnace a Intermediate Super Abrasion Furnace majú veľmi vysokú odolnosť proti oderu a zabraňujú hromadeniu tepla v pneumatikách – sú to aktívne sadze. Medzi poloaktívne typy patria: typy sadzí pre rýchlu extrúznu pec a univerzálnu pec pre rýchle vytláčanie a pre všeobecné použitie. Nemenej dôležitým plnivom pri navrhovaní kaučukových zmesí je oxid kremičitý. Rovnako ako u sadzí výrazne zvyšuje odolnosť gumy proti oderu. Má však vlastnosti, tj: vytváranie trvalých aglomerátov častíc, ťažkosti s rámovaním do nepolárnych kaučukov, silná adsorpcia častíc urýchľovačov vulkanizačného systému. Preto je potrebné spolu s oxidom kremičitým používať aktivátory (polyglykoly) a kopulačné činidlá. Skupina PCC má rad polyoxyetylénglykolov (PEG) určených pre gumárenský priemysel pod obchodným názvom Polikol . Medzi dedikované produkty patria Polikol 1500 Flakes , Polikol 4500 Flakes , Polikol 6000 Flakes a Polikol 8000 Flakes . Produkty môžu byť vo forme vločiek, ale aj vo forme prášku alebo pastiliek.

• Zmäkčovadlá – zabezpečujú primeranú tekutosť gumovej zmesi, aby sa uľahčilo jej spracovanie. Ovplyvňujú aj mechanické vlastnosti nevulkanizovaných a vulkanizovaných zlúčenín. V závislosti od druhu kaučuku sa používajú zmäkčovadlá syntetického pôvodu (ftaláty, tereftaláty) a tie, ktoré sa získavajú zo spracovania ropy (minerálne oleje: parafínové, nafténové, aromatické). Skupina PCC má rad špecializovaných zmäkčovadiel radu Roflex s funkciou spomaľovania horenia. Medzi najúčinnejšie v reakcii na požiar patrí Roflex 50 / Roflex 65 aRoflex T70 . Plastifikáciu pri nízkych teplotách efektívne zabezpečuje Roflex T45 . Pre špeciálne formulácie s vyššou viskozitou a pre aplikácie citlivé na ľudí a životné prostredie je určený Roflex T70L . Zmäkčovadlá v rade Roflex pôsobia synergicky s konvenčnými zmäkčovadlami a poskytujú hotovému produktu vynikajúce mechanické vlastnosti.

• Retardéry horenia – chemikálie, ktoré znižujú horľavosť gumových výrobkov. Medzi najvýznamnejšie patria hydroxidy hliníka a horčíka, oxid antimonitý, chlórparafín a polyfosforečnan amónny. Použitie takýchto prísad spolu s radom zmäkčovadiel spomaľujúcich horenie Roflex ponúka možnosť synergického účinku na zlepšenie profilu horľavosti gumových výrobkov.

• Systém zosieťovania – všetky prísady, ktoré sú určené na zmenu štruktúry gumy v dôsledku vytvárania mostíkov medzi gumovými reťazami. Najbežnejšie je zosieťovanie sírou (vulkanizácia) alebo oxidmi a peroxidmi kovov. Používa sa elementárna alebo polymérna síra a ako aktivátory, napr. oxid zinočnatý spolu so stearínom. Dôležité je použitie urýchľovačov: ditiokarbamáty, tiramy, tiazoly alebo tiomočoviny.

• Iné prísady – ide o obrovskú skupinu prísad, ktoré menia špecifické vlastnosti kaučukových zmesí. Používajú sa antioxidanty, antiozonanty, ochranné vosky či farbivá a pigmenty . Zo skupiny antioxidantov možno rozlíšiť tepelné stabilizátory , ktoré sa používajú pre zmesi, ktoré majú tendenciu sa pri teplotách spracovania rozkladať. Sortiment produktov PCC Group zahŕňa množstvo takýchto produktov – rad Rostabil . Tieto prísady majú antioxidačné vlastnosti a môžu pôsobiť aj ako tepelné stabilizátory, ktoré zabraňujú degradácii kaučukových zmesí počas spracovania.

Veľmi zaujímavou skupinou prísad sú tie, ktoré poskytujú antistatické vlastnosti znížením povrchovej odolnosti hotového výrobku. Skupina PCC ponúka tekuté antistatické prostriedky pod obchodným názvom EXOstat . Keď sa toto aditívum zavedie vnútorne, migruje na povrch produktu, kde interaguje s atmosférickou vlhkosťou, znižuje povrchový odpor a umožňuje, aby sa statický náboj rozptýlil po dlhú dobu.