Kauczuk

Kauczuki to elastomery zdolne do sieciowania, stosowane jako podstawowe surowce do wytwarzania gumy. Zgodnie z terminologią gumową kauczukiem określa się elastomer, który może być lub jest zmodyfikowany do stanu, w którym staje się praktycznie nierozpuszczalny, choć może pęcznieć, we wrzącym rozpuszczalniku; po takiej modyfikacji nie daje się łatwo ponownie formować pod wpływem ogrzewania i umiarkowanego ciśnienia.

W praktyce przemysłowej kauczuk jest zwykle składnikiem mieszanki kauczukowej, zawierającej także m.in. napełniacze, plastyfikatory, środki ochronne oraz system sieciujący. W wyniku sieciowania, najczęściej określanego jako wulkanizacja, z kauczuku otrzymuje się gumę, czyli materiał o dużej elastyczności i zdolności do odwracalnych odkształceń w określonym zakresie temperatur. Właściwości gotowego wulkanizatu zależą zarówno od rodzaju kauczuku, jak i od składu mieszanki oraz parametrów procesu.

Podział

• Kauczuk naturalny (NR) – naturalny cis-1,4-poliizopren pozyskiwany z lateksu roślin kauczukodajnych, przede wszystkim z kauczukowca brazylijskiego (Hevea brasiliensis). Zawiera niewielkie ilości składników niekauczukowych, m.in. protein, węglowodanów, żywic, soli mineralnych i kwasów tłuszczowych. Lateks po zebraniu jest oczyszczany, stabilizowany, koagulowany, suszony i formowany do postaci handlowej.
• Kauczuki syntetyczne – elastomery otrzymywane metodami syntezy chemicznej. Do ważnych grup należą m.in. kauczuk butadienowy (BR), izoprenowy (IR), butadienowo-styrenowy (SBR), nitrylowy (NBR), chloroprenowy (CR), butylowy (IIR), etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM), fluorowy (FKM), silikonowy oraz uretanowy.

Sieciowanie i guma

Kauczuki nienasycone, takie jak NR, IR, BR czy SBR, mogą być sieciowane systemami siarkowymi. Siarka stosowana z aktywatorami i przyspieszaczami jest jednym z typowych środków sieciujących dla kauczuków ogólnego przeznaczenia. Gęstość usieciowania wpływa m.in. na odkształcenie trwałe, sprężystość i trwałość wyrobu. Szczególnym, silnie usieciowanym materiałem otrzymywanym wulkanizacją siarkową jest ebonit, tradycyjnie zawierający około 30% siarki.

Właściwości i zastosowania

Kauczuki po odpowiednim zwulkanizowaniu tworzą materiały elastyczne, wykorzystywane tam, gdzie wymagana jest zdolność do wielokrotnego odkształcania, szczelność, tłumienie drgań lub odporność na określone media. Dobór kauczuku zależy od warunków pracy: temperatury, kontaktu z olejami i chemikaliami, odporności na ozon, starzenie, ścieranie, rozdzieranie czy odkształcenie trwałe po ściskaniu.

Typowe zastosowania obejmują opony i dętki, uszczelki, membrany, węże, przewody elastyczne, taśmy przenośnikowe, pasy transmisyjne, elementy amortyzujące, wyroby gumowo-metalowe, obuwie, rękawice i inne techniczne wyroby gumowe. W instalacjach wodociągowych i w technice uszczelnień stosuje się zarówno mieszanki kauczuku naturalnego, jak i liczne elastomery syntetyczne, np. EPDM, NBR, CR, IIR, FKM, SBR, IR, poliuretany i silikony.

Kauczuki a elastomery termoplastyczne

Od klasycznych mieszanek kauczukowych należy odróżniać elastomery termoplastyczne (TPE). Materiały TPE mogą wykazywać właściwości gumopodobne, ale zwykle przetwarza się je metodami typowymi dla termoplastów i nie wymagają one osobnego chemicznego sieciowania po uformowaniu wyrobu. Przykładem pośredniej grupy są wulkanizaty termoplastyczne TPV, w których faza kauczukowa jest dynamicznie wulkanizowana w mieszaninie z termoplastem.