fire Aspects of rubber

Właściwości związków gumy AVK

Anders G. Christensen, AVK GUMMI A/S

Związki gumy są znacznie bardziej złożone niż tworzywa sztuczne i stopy metali. Nie są one znormalizowane, ale podlegają indywidualnej recepturze. Uniemożliwia to użytkownikom określanie składników i dlatego należy skupić się na właściwościach i oczywiście zatwierdzeniach wymaganych dla danego zastosowania.

Zasadniczo każdy związek gumy składa się z polimeru, wypełniacza, plastyfikatora i systemu utwardzania. Ponadto można stosować środki antydegradacyjne i inne składniki pomocnicze. Polimer zapewnia główne właściwości gumy w zależności od jej budowy chemicznej.

W tym przykładzie wybraliśmy związek gumy EPDM. Trzy monomery można łączyć w łańcuchy o różnej długości, gałęziach bocznych, stosunku i kolejności. Wszystkie te parametry mają decydujące znaczenie dla właściwości takich jak wytrzymałość, odkształcenie trwałe itp. 

Po wybraniu polimeru przyjrzyjmy się wypełniaczom. Najważniejszą grupą jest sadza, która zapewnia dodatkową wytrzymałość, reguluje tarcie, elastyczność, właściwości termiczne i przewodzące. W zależności od struktury, sadza może znacząco zmienić właściwości.

Oprócz sadzy istnieje szereg "białych wypełniaczy", np. krzemionka, kreda i kaolin. Ogólnie rzecz biorąc, wypełniacze te zapewniają mniejsze wzmocnienie, a większość z nich ma negatywny wpływ na odporność chemiczną.

Plastyfikatory regulują  twardość i działają jak homogenizatory. Dla EPDM istnieje szereg plastyfikatorów, z których najczęściej stosowany jest olej mineralny.

Zasadniczo dla EPDM istotne są dwa systemy utwardzania: siarkowy i nadtlenkowy. W przypadku stosowania systemu siarkowego, związek na ogół będzie szybko utwardzał się, podczas gdy system nadtlenkowy zapewni niski stopień sprężania, smaku, zapachu oraz znacznie lepszą stabilność termiczną. Z drugiej strony należy mieć świadomość, że wymagany jest dodatkowy etap procesu: utwardzanie po utwardzeniu. Ma to na celu wyeliminowanie produktów rozkładu, które w przeciwnym razie mogłyby spowodować zły zapach i smak.

Jak już wspomniano, mogą być dodawane inne składniki funkcjonalne. Pomoce przetwórcze nie tylko ułatwią rozmontowywanie i poprawią właściwości płynięcia, ale również często zmienią powierzchnię części gumowej, co może korzystnie wpłynąć na tarcie, łatwość czyszczenia i wygląd zewnętrzny. Jednakże, w szczególności w przypadku wody pitnej, substancje pomocnicze w przetwórstwie mogą powodować kolonizację powierzchni gumowej przez mikroorganizmy i tworzenie biofilmów, co z kolei może prowadzić do problemów higienicznych.

Środki antydegradacyjne są stosowane przede wszystkim w celu zapobiegania rozpadowi polimeru, gdzie zawiera on podwójne wiązania, jak w gumie NBR. Z reguły nie są one wymagane dla gumy EPDM, ponieważ sam polimer jest dobrze chroniony. Zakres antydegradacji można podzielić na antyozonanty i antyoksydanty. Różnią się one od prostych cząstek po bardzo złożone cząsteczki organiczne. 

W przypadku każdego innego zastosowania chemikaliów, należy zwracać szczególną uwagę nie tylko na funkcjonalność, ale także na wpływ na zdrowie i środowisko. Duża liczba chemikaliów gumowych stosowana w przemyśle spowodowałaby ogromny problem w zastosowaniach związanych z żywnością, ochroną zdrowia czy wodą pitną.

Dlatego też organy regulacyjne wydały listy pozytywne, listy negatywne i programy zatwierdzania.

W AVK GUMMI z własnej inicjatywy wydaliśmy ogólny certyfikat zgodności dla wszystkich naszych mieszanek gumowych, potwierdzający, że używamy wyłącznie surowców zgodnych z REACH i RoHS i niezawierających pochodnych pochodzenia zwierzęcego, substancji zubożających warstwę ozonową, materiałów konfliktowych, niebezpiecznych bisfenoli i ftalanów oraz że nasze produkty są wytwarzane zgodnie z normą EN 1935/2004, która obejmuje Dobrą Praktykę Produkcyjną (GMP) i pełną identyfikowalność. 

Illustration of chemistry of rubber