Gummi

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Naturgummi samles fra et gummitre

Gummiene (som også går under den mer generelle betegnelsen elastomerer), utgjør en stor og meget viktig gruppe polymere materialer. Det mest karakteristiske ved gummiene er at de har meget lave E-moduler (1-100 N/mm²) og høye bruddtøyninger (ε_B = 300-1000%), samt at Glassomvandlingstemperaturen (T_g)er lavere enn ca -20^oC. De gjennvinner sin form praktisk talt øyeblikkelig, selv etter relativt store tøyninger.

[rediger] Historie

Naturgummi (cis-1,4 polyisopren), som i uminnelige tider er blitt fremstilt fra saften til gummitreet, var den første polymer som fikk industriell betydning. Allerede i 1839 fant amerikaneren Charles Goodyear ut at naturgummiens mekaniske egenskaper kunne forbedres vesentlig ved vulkanisering med svovel.

I våre dager er syntetiske gummityper som dekker et vidt spekter av kjemiske og mekaniske egenskaper helt dominerende. Utvikling og produksjon av syntetiske gummier skjøt særlig fart under 2. verdenskrig som en konsekvens av at den japanske okkupasjonen av Malaysia i 1942 stoppet tilgangen på naturgummi.

[rediger] Forurensingsproblemer

Et typisk syntetisk gummi er bygget opp av et løsmasket, romlig nettverk av myke kjedesegmenter der avstanden mellom knutepunktene (tverrbindingene) normalt er flere hundre karbonatomer. Da nettverksstrukturen er permanent, kan brukt gummi ikke resirkuleres. De enorme kvanta av brukte bildekk er således et miljøproblem, selv om en del i de senere år brukes til fremstilling av aktivkull (ved pyrolyse), eller males opp for tilsetning til asfalt, noe som gir asfalten en mykere, mer elastisk konsistens.

[rediger] Gummityper

Naturgummi har høy molvekt (ca 350000) og foreligger i en «spaghetti»-liknende tilstand der de lange kjedene er sterkt innfiltrerte i hverandre. De elastiske egenskapene skyldes her en reversibel strekking av de sammenkrøllede kjedene. Den kan utvinnes fra ca 500 forskjellige trær og planter, viktigst er gummitreet («Hevea Brasiliensis») som gir en saft (latex) med 25-40% gummipartikler i vandig dispersjon. Rågummien bearbeides og vulkaniseres eventuelt med svovel.
Butylgummi fremstilles ved å kopolymerisere isobutylen med små mengder isopren for å gjøre produktet vulkaniserbart. Butylgummi er bestandig mot de vanligste typer løsemidler.
Styren-butadiengummi fremstilles ved kopolymerisasjon av styren og butadien. Da den er uregelmessig oppbygd fåes en liten grad av krystallisasjon. Gummien er slitesterk og værbestandig, og brukes vesentlig til bildekk.
Nitrilgummi er en kopolymer av butadien og acrylonitril. Den er meget bestandig mot løsemidler og bensin, og er varme- og oksidasjonsbestandig. Gummien kan ved forbrenning føre til dannelse av giftige gasser.
Neopren (polykloropren) har lav krystallisasjonsgrad. Den er veldig resistent mot oksidativ nedbrytning, og er vær- og oljebestandig. Gummien kan ikke konkurrere prismessig som råstoff for bildekk, men har en rekke spesialanvendelser.

Termoplastiske elastomerer er en spesiell gruppe plaster som har brukbare gummiegenskaper uten å ha gummiens ulemper når det gjelder gjenbruk. De kan bearbeides og formes som vanlige termoplaster, og følgelig også resirkuleres. De vinner en stadig større del av markedet for gummier takket være det meget varierte tilbud av produkter og egenskaper. Deres svakhet er at bruken stort sett er begrenset til temperaturområdet -70 til 170^oC.