Vytvrzování. Velká ruská encyklopedie

V Rusku byl v roce 1860 v Petrohradě založen první velký gumárenský podnik, později nazvaný „Trojúhelník“. Dnes přední pozice z hlediska objemu výroby všech typů pneumatik v Rusku zaujímají společnosti Sibur-Russian Tires, Nizhnekamskshina a Amtel-Vredestein.

Vulkanizace je jednou ze základních operací při výrobě pryže.

Za vynálezce metody vulkanizace je považován Američan Charles Goodyear (1800–1860), který se již od roku 1830 snažil vytvořit materiál, který by mohl zůstat elastický a odolný v horku i chladu. Kaučukovou pryskyřici upravoval kyselinou, vyvařoval v magnézii, přidával různé látky, ale všechny jeho výrobky se první horký den proměnily v lepkavou hmotu. Objev přišel k vynálezci náhodou.

V roce 1839, když pracoval v továrně na gumu v Massachusetts, jednoho dne upustil na rozpálená kamna hroudu gumy smíchané se sírou. Oproti očekávání se neroztekl, ale naopak spálil jako kůže. Ve svém prvním patentu navrhl vystavit kaučuk působení dusitanu měďnatého a aqua regia. Vynálezce později objevil, že guma se stala odolnou vůči teplotním vlivům, když byla přidána síra a olovo. Po četných testech Goodyear našel optimální režim vulkanizace; Smíchal kaučuk, síru a olověný prášek a tuto směs zahřál na určitou teplotu, čímž vznikl kaučuk, který neměnil své vlastnosti ani vlivem slunečního záření, ani vlivem chladu. Jeho nejneobvyklejším rysem byla jeho elasticita.

15. června 1844 si nechal patentovat způsob vulkanizace kaučuku. Tento vynález podle mnoha historiků postavil Charlese Goodyeara na stejnou úroveň s jinými velkými tvůrci automobilu. A objevený fenomén přeměny gumy na gumu byl pojmenován na počest boha ohně Vulkána – vulkanizace.

Dříve se k vulkanizaci kaučuku používala pouze síra, ale pak bylo navrženo mnoho látek obsahujících síru: sirné alkálie, sulfid vápenatý, sirný arsen, antimon, olovo, síran olovnatý rtuť, soli zinku, chlorid sírový atd. Proces vulkanizace tedy umožnil použití kaučuku ve výrobě, což dalo impuls průmyslové výrobě pryže a automobilových pneumatik. Využití pryže v pneumatikářském průmyslu bylo průkopníkem, aniž by si to uvědomoval, Angličan Robert William Thomson, který v roce 1846 vynalezl „patentovaná vzduchová kola“, a irský veterinář John Boyd Denlob, který na kolo svého malého syna natáhl pryžovou hadici.
Po celém světě se začaly rychle množit továrny a závody vyrábějící pryžové výrobky pro domácnost a poptávka po pryži velmi vzrostla díky rozvoji dopravy, zejména v automobilovém průmyslu.

Největším výrobcem pryžových výrobků je americká společnost Goodyear Tire and Rubber, známá především svými pneumatikami pro automobily. Vlastní také značky Dunlop, Fulda, Kelly, Debica a Sava. Historie společnosti začala v roce 1898 v USA, kdy bratři Frank a Charles Seiberlingovi založili v Arkoně (Ohio) společnost na výrobu pneumatik pro jízdní kola a nákladní automobily. Novodobá historie GoodYear je poznamenána především tím, že se v roce 1992 objevily pneumatiky do deště Aquatread. Myšlenka rozdělení běhounu hlubokou středovou drážkou pro lepší odvod vody se ukázala jako revoluční. V současnosti je společnost zastoupena na šesti kontinentech. CoodYear prodává své pneumatiky ve 185 zemích. GoodYear se vyznačuje bezpodmínečně vysokou kvalitou a vedoucí pozicí ve světovém pneumatikářském průmyslu.

V Rusku byl v roce 1860 v Petrohradě založen první velký podnik v gumárenském průmyslu, později nazvaný „Trojúhelník“ (od roku 1922 „Červený trojúhelník“). Po něm byly založeny další ruské továrny na gumárenské zboží: Kaučuk a Bogatyr v Moskvě, Provodnik v Rize a další.

Dnes přední pozice z hlediska objemů výroby všech typů pneumatik v Rusku zaujímají společnosti Sibur-Russian Tires, Nizhnekamskshina a Amtel-Vredestein (celkem 92,2 % z celkového objemu výroby).

Moderní pneumatikářský průmysl vyžaduje neustálou aktualizaci vybavení a technologie, protože požadavky na pneumatiky se rychle zvyšují. Například v 1980. letech patřily k výdobytkům technického pokroku radiální pneumatiky pro osobní automobily kategorie S (rychlost do 180 km/h), v 1990. letech byly nahrazeny pneumatikami kategorie H (rychlost 210 km/h), v současné době si trh žádá pneumatiky kategorie Z (240 km/h). Pro takové rychlosti je nejdůležitějším provozním faktorem heterogenita výkonu. Dnes se používají nové materiály: vysokopevnostní textilní kord, kovový kord, nové druhy pryže a sazí, křemičitá plniva a další chemické přísady. V Rusku pouze továrny na pneumatiky AK Sibur vyrábějí takové jedinečné typy pneumatik, jako jsou plné ocelové pneumatiky s kovovým kordem v kostře (SMC, All steel), pneumatické spojky pro vrtné soupravy, plné pneumatiky a superelastické pneumatiky.

vytvrzování, proces přeměny pryže na pryž. Při vulkanizaci jsou pružné lineární nebo rozvětvené makromolekuly kaučuku spojeny zesíťovanými chemickými vazbami do jediné prostorové síťové struktury. Vulkanizace je konečný technologický proces přeměny plastového materiálu obsahujícího pryž na elastickou pryž (vulkanizát). Pryž ztrácí schopnost plastické deformace, rozpouštění v uhlovodíkovém prostředí a projevuje se schopností podstupovat velké vratné deformace v kombinaci s vysokou pevností, modulem pružnosti, omezeným bobtnáním v rozpouštědlech, odolností proti mnohonásobným deformacím, schopností absorbovat rázové zatížení, odolností proti tepelným, atmosférickým a dalším vlivům. Objev vulkanizace nezávisle C. Goodyearem (USA) v roce 1839 a T. Hancockem (Velká Británie) v roce 1843 dal podnět k rozvoji gumárenského průmyslu.

Na základě změny vlastností kaučuku se proces vulkanizace dělí na několik období: indukční (před vytvořením příčných vazeb), hlavní (prudký nárůst hustoty sítě příčných vazeb), vulkanizační optimum (dosažení dané hodnoty hustoty sítě a její udržení při dalším ohřevu), převulkanizace (zhutnění sítě) nebo reverze (rozpad sítě). Technologické způsoby vulkanizace jsou různé, ale jejich podstata spočívá v zahřívání kaučukové směsi horkým vzduchem, přehřátou vodní párou a dalšími nosiči tepla, obsahující potřebné složky: pryž, vulkanizační činidla, urychlovače a aktivátory vulkanizace, někdy zpomalovače předčasné vulkanizace (spalování), plniva atd. Proces se provádí v tlakových lisech, solných autoklávech, ve výškových kotlích.

Volba vulkanizačních činidel je dána především chemickou strukturou kaučuku a provozními podmínkami výrobku. Kaučuky, které mají ve svých makromolekulách dvojné vazby (například přírodní kaučuk, syntetický isopren, butadien), bývají při zahřívání vulkanizovány sírou a sloučeninami obsahujícími síru – tzv. vulkanizace síry.

Pro získání kaučuků se speciálními vlastnostmi se používá vulkanizace polyfunkčními sloučeninami (fenolformaldehydové pryskyřice, alifatické nebo aromatické polyhalogenidy, reaktivní oligoesterakryláty atd.). Kaučuky, které neobsahují dvojné vazby (například organokřemičité kaučuky, fluorokaučuky), se vulkanizují organickými peroxidy, vysokými teplotami nebo vysokoenergetickým zářením. Vulkanizace kaučuků, v jejichž makromolekulách jsou funkční skupiny (například akrylát, vinylpyridin, chloropren, urethan), se provádí pomocí sloučenin, které s těmito skupinami vstupují do chemických reakcí.

Režim vulkanizace (teplota, tlak atd.) se volí s ohledem na termofyzikální vlastnosti kaučuků (tepelná vodivost kaučuků je výrazně nižší než tepelná vodivost kovů). Ani po zavedení sazí jako aktivního plniva se tepelná vodivost směsi nezvýší dostatečně pro rychlé a rovnoměrné zahřátí obrobku budoucího výrobku, zejména silnostěnného nebo vícevrstvého. Pro vulkanizaci vícevrstvých výrobků (například pneumatik) se pryžové směsi volí tak, že reaktivnější jsou uvnitř obrobku a méně reaktivní jsou v jeho vnějších částech. Někdy se používají vysokofrekvenční proudy k rovnoměrnějšímu ohřevu masivních produktů. Zdokonalování technologických metod vulkanizace je zaměřeno na lepší řízení procesu pomocí počítačů a automatizovaných systémů, organizaci kontinuálních procesů výroby materiálů a výrobků (například vulkanizace forem v zařízeních karuselového typu, výroba dopravních pásů, linolea, pogumovaných tkanin, vstřikovaných výrobků daného profilu atd.).

V. A. Šeršněv. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2006.

Zveřejněno 5. června 2023 ve 10:08 (GMT+3). Naposledy aktualizováno 5. června 2023 ve 10:08 (GMT+3). Kontaktujte redakci