Гумові матеріали

Гума — це продукт вулканізації каучуку сіркою або іншою речовиною. Серед конструкційних матеріалів тільки гума харак­теризується еластичністю, тобто здатністю до великих зворот­них деформацій у широкому інтервалі температур. Гумові ви­роби, крім еластичності, характеризуються значною міцністю, корозійною тривкістю та зносостійкістю. Вони газо- і водонепро­никні, мають невелику густину та добрі електроізоляційні влас­тивості. Вироби з гуми відіграють важливу роль в усіх галузях техніки, медицині й побуті.

Найважливішим складником гуми є полімер ізопрену з лінійною будовою молекул — натуральний або синтетич­ний каучук. Від каучуку залежать основні властивості гу­мового матеріалу. Натуральний каучук, як матеріал рослин­ного походження, є високомолекулярною сполукою (С₅Н₆)_n. Синтетичний ізопреновий каучук отримують, полімеризуючи ізопрен, а синтетичний бутадієновий каучук (С₄Н₆)_n — полімеризуючи бутадієн. Для поліпшення властивостей гуми до її складу, крім каучуку, додають вулканізатори, зміцню­вані, пластифікатори, барвники, стабілізатори та інші ком­поненти.

Вулканізатори (частіше всього сірка) у суміші з каучуком утворюють поперечні ковалентні зв'язки між його лінійними макромолекулами. Коли вулканізатором є сірка кіль­кістю 1...5 %, то при температурі 140...160 °С утворюється високоеластична гума рідкосітчастої будови. Якщо масову частку сірки в сирій гумі довести до 30 і більше відсотків, то утворюється твердий нееластичний матеріал густосітчастої про­сторової будови ебоніт, який використовується як ізолятор в електротехніці. Вулканізацію можна активізувати оксидами маг­нію, свинцю, цинку та ін.

Зміцнювачі — дрібнодисперсні порошки вуглецевої сажі, оксиду кремнію або оксиду цинку — підвищують міцність, твер­дість і стійкість гумовик виробів до спрацьовування. Для відпові­дальних гумових виробів (шини, шланги високого тиску, привід­ні паси та ін.) використовують волоконні зміцнювачі із синте­тичних волокон або металевого дроту, покритого латунню, яка підвищує зчеплення дроту з полімером.

Пластифікатори — парафін, каніфоль, стеаринова кисло­та, рослинні олії — сприяють рівномірному розподілові компо­нентів у суміші, полегшують формування виробів й підвищу­ють їх морозостійкість.

Барвники (мінеральні й органічні) надають гумовим виро­бам бажаного кольору.