Кључни адитиви у производњи гума: побољшање перформанси и безбедности

Кључни адитиви у производњи гума: побољшање перформанси и безбедности

Сви знамо да је примарни материјал за гуме природни каучук, који се добија из каучуковог дрвећа. Непрерађени каучук обично постоји у облицима као што су блокови, латекс, течност или прах. Јасно је да ови облици не испуњавају бројне захтеве перформанси гума, као што су издржљивост, приањање и отпорност на пробушење. Стога, током процеса производње, различити адитиви морају се уградити у одређеним количинама како би се постигао жељени дизајн и функционална својства.

1. Кумаронска смолаСвестрано средство за лепљење и ојачавање

Такође познат као:Кумарон-инденска смола, бензофуран-инденска смола, кумаронска смола, инденска смола, смола угљеног катрана.
Тачка омекшавања: 75–135°C
Својства: Вискозна течност или чврста супстанца.
Карактеристике: Кумаронска смола по изгледу подсећа на колофонијум. Ни течна кумаронска смола нити гума саме по себи немају адхезивна својства, али када се комбинују, дају одличну адхезију гуми, укључујући карактеристике осетљивости на притисак или топљења на топло.
Примена у производњи гуме: Кумаронска смола показује добру компатибилност са гумом и делује као средство за лепљење, пластификатор и омекшивач на бази растварача. Течни облик служи као ефикасно средство за лепљење са нешто нижим својствима ојачавања, док чврсти облик, посебно производи са високом тачком омекшавања, функционише као средство за ојачавање које побољшава механичка својства и отпорност на старење гумених једињења. Међутим, њен ефекат лепљења је инфериорнији у односу на течну кумаронску смолу.
Употреба: 3–6 делова на сто делова гуме. Раствара сумпор, помажући у дисперзији сумпора и угљеничне чађи и спречавајући загоревање. Кумаронска смола побољшава лепљивост, ојачање, отпорност на сечење, затезну чврстоћу, отпорност на хабање, жилавост и тврдоћу, задовољавајући захтеве производње гума. Приметно је да се кумаронска смола користи и у бојама за обележавање путева.

2. Акцелератори: Повећање ефикасности вулканизације

Назив производа: Акцелератор/Промотер
Својства: Бели прах.
Карактеристике: Може се запалити отвореним пламеном на собној температури; слабо растворљив у етру, ароматичним угљоводоницима итд.
Примена у производњи гуме: Првенствено се користи у радијалним гумама. Прво, делује као средство за вулканизацију ојачавајућих смола, повећавајући тврдоћу гумених производа. Друго, заједно са резорцинолом и другим адитивима, формира адхезионски систем који игра кључну улогу у везивању гуме за влакна. Акцелератори вулканизације поспешују процес вулканизације, скраћујући време вулканизације, смањујући температуру вулканизације, смањујући потребну количину средства за вулканизацију и побољшавајући физичка и механичка својства гуме.

3. Цинк оксид: Побољшање одвођења топлоте и издржљивости

Такође познат као: Цинк оксид, цинково бело.
Својства: Бели или светло жути прах или хексагонални кристали; без мириса са горким укусом.
У нормалним условима, гуме су једини посредник између возила и пута. Током нормалне вожње, котрљање гума ствара топлоту. Приликом вожње са недовољним притиском у гумама, смањени притисак повећава трење између гуме и пута, додатно повећавајући температуру гума. Дуготрајна вожња може довести до тога да температура гума достигне и до 122°C, а континуирано повећање температуре може довести до пуцања. То захтева ефикасно одвођење топлоте у гумама.
Цинк оксид је једна од сировина у производњи гуме. Комбинација цинк оксида и стеаринске киселине побољшава степен очвршћавања гуме. У производњи аутомобилских гума, цинк оксид значајно побољшава топлотну проводљивост гуме, чиме помаже у одвођењу топлоте гума и обезбеђује безбедност вожње. Поред тога, адитиви цинк оксида штите гуму од микробне плесни и УВ деградације.

4. Угљенично црно: Класично средство за ојачавање

Назив производа: Угљенична црна
Већ 1912. године откривено је да угљенична чађ има ојачавајуће дејство на гуму. Од тада је постала неопходна сировина у индустрији гуме. Потрошња угљеничне чађи обично чини 40%–50% потрошње гуме. Једноставно речено, за свака два дела гуме која се користе у формулацији, додаје се приближно један део угљеничне чађи.
У производњи гума, финије честице угљеничне чађи нуде супериорна својства ојачавања. Угљенична чађ веће структуре пружа већи модул еластичности и напрезање при одређеном издужењу. Варијанте ојачавања са финим честицама се првенствено користе у газећим слојевима гума како би се постигла одлична отпорност на хабање. Други делови гуме, као што су бочни зид, слој трупа, слој појаса и унутрашња облога, захтевају гумене смесе отпорне на пуцање услед савијања, оксидацију озоном, добру еластичност и ниско стварање топлоте. У овим областима се генерално користе полуојачујуће чађи из пећи са већим честицама (са површином испод 40 м²/г).

5. Бела црна гума: Револуционарне перформансе гума

Назив производа: Бела чађ/Силицијум диоксид
Бели угљеник се производи од 1948. године и користи се као пунило у гумарској индустрији. Када се користи заједно са силанским средствима за везивање у смесама за газеће слојеве гума, смањује отпор котрљања, а истовремено побољшава отпорност на хабање и приањање на влажним условима. Гумене смесе које садрже бели угљеник показују побољшану затезну чврстоћу, отпорност на кидање и отпорност на хабање. Посебно је користан код провидних и обојених гумених производа.
У 19. веку, гумене гуме су се разликовале у боји због различитих адитива. До 1915. године, додавањем угљеничне чађи, гума је претворена у чисту, црну боју попут мастила. Деведесетих година прошлог века, Мишлен је сарађивао са француском хемијском групом како би заменио угљеник силицијум диоксидом, постижући изванредне резултате. Пошто је силицијум диоксид по својој природи беле боје, може се комбиновати са било којом бојом, што омогућава производњу гума у ​​различитим бојама. Последњих година, развој нових средстава против старења гуме, заједно са белим и светлим ојачавајућим средствима, додатно је унапредио могућности бојања гума.

6. Ароматично уље: Побољшање еластичности и обраде

Ароматично уље, такође познато као ароматични угљоводоници или арени, односи се на угљоводонике који садрже бензенске прстенасте структуре. То је основни производ и сировина у петрохемијској индустрији, првенствено укључујући бензен, толуен, ксилен, етилбензен итд.
Историјски гледано, рано откривена једињења ове врсте често су имала ароматичне мирисе, па отуда и назив „ароматични угљоводоници“. Касније су чак и угљоводоници без ароматичних мириса класификовани под овим термином.
Ароматично уље показује добру компатибилност са црном гумом и побољшава еластичност и жилавост. Има јак афинитет са природном гумом и бутадиенском гумом, подстиче дисперзибилност мешавина и олакшава процесе каландрирања и екструзије.
Међутим, једна врста ароматичног уља која се користи у производњи гума, названа полициклични ароматични угљоводоници (ПАУ), идентификована је као канцерогена. Клиничке студије показују да дуготрајно излагање високим концентрацијама мешавина ПАУ може довести до рака коже, рака плућа, рака желуца и рака јетре. ПАУ могу оштетити генетски материјал, покренути раст ћелија рака и повећати стопу инциденције рака.