Prodhimi dhe vetitë e gomës. Goma për qëllime të veçanta. Qëndrueshmëri dhe qëndrueshmëri ndaj lodhjes së gomave

Goma është një material i njohur gjerësisht që përdoret pothuajse në të gjitha fushat e jetës njerëzore. Mjekësia, bujqësia dhe industria nuk mund të bëjnë pa këtë polimer. Në shumë proceset e prodhimit përdoret edhe goma. Nga se është bërë ky material dhe cilat janë veçoritë e tij përshkruhen në artikull.

Çfarë është goma

Goma është një polimer shumë elastik. Struktura e saj përfaqësohet nga zinxhirë karboni të rregulluar në mënyrë kaotike të mbajtur së bashku nga atomet e squfurit.

Në gjendjen e tyre normale, zinxhirët e karbonit kanë një pamje të përdredhur. Nëse goma shtrihet, zinxhirët e karbonit do të lëshohen. Aftësia për t'u shtrirë dhe për t'u kthyer shpejt në formën e mëparshme ka bërë që materiali si goma të jetë i domosdoshëm në shumë zona.

Nga çfarë përbëhet? Në mënyrë tipike, goma prodhohet duke përzier gomën me një agjent vullkanizues. Pas nxehjes në temperaturën e dëshiruar, përzierja trashet.

Dallimi midis gomës dhe gomës

Goma dhe goma janë polimere me molekulare të lartë të marra në mënyrë natyrale ose sintetike. Këto materiale ndryshojnë në vetitë fizike dhe kimike dhe metodat e prodhimit. Goma natyrale është një substancë e bërë nga lëngjet e pemëve tropikale - lateksi. Ai rrjedh nga lëvorja kur dëmtohet. Goma sintetike prodhohet nga polimerizimi i stirenit, neoprenit, butadienit, izobutilenit, kloroprenit, nitrilit Kur goma sintetike vullkanizohet, formohet goma.

Nga çfarë janë bërë? lloje të ndryshme goma? Për specie individuale Në materialet sintetike, substancat organike përdoren për të prodhuar një material identik me gomën natyrale.

Karakteristikat e gomës

Goma është një material universal që ka vetitë e mëposhtme:

1. Elasticitet i lartë - aftësia për t'iu nënshtruar deformimeve të mëdha të kundërta në një gamë të gjerë temperaturash.
2. Elasticiteti dhe qëndrueshmëria e formave në deformime të vogla.
3. Amorf - deformohet lehtësisht me presion të lehtë.
4. Butësi relative.
5. Thith dobët ujin.
6. Forca dhe rezistenca ndaj konsumit.
7. Varësisht nga lloji i gomës, goma mund të karakterizohet nga uji, vaji, benzina, nxehtësia dhe rezistenca ndaj goditjes kimikatet, rrezatimi jonizues dhe i dritës.

Me kalimin e kohës, goma humbet vetitë e saj dhe humbet formën e saj, e cila manifestohet me shkatërrim dhe ulje të forcës. Jeta e shërbimit të produkteve të gomës varet nga kushtet e përdorimit dhe mund të variojë nga disa ditë në disa vjet. Edhe me ruajtje afatgjatë, goma vjetërohet dhe bëhet e papërdorshme.

Prodhimi i gomës

Goma prodhohet nga vullkanizimi i gomës me shtimin e përzierjeve. Zakonisht 20-60% e masës së përpunuar është gome. Përbërës të tjerë të përzierjes së gomës janë mbushësit, agjentët vullkanizues, përshpejtuesit, plastifikuesit, antioksidantët. Në përbërjen e masës mund të shtohen edhe ngjyra, aroma, modifikues, retardantë zjarri dhe përbërës të tjerë. Seti i përbërësve përcaktohet nga vetitë e kërkuara, kushtet e funksionimit, teknologjia për përdorimin e produktit të përfunduar të gomës dhe llogaritjet ekonomike. Në këtë mënyrë krijohet gome me cilësi të lartë.

Nga janë bërë produktet gjysëm të gatshme të gomës? Për këtë qëllim, prodhimi përdor teknologjinë e përzierjes së gomës me përbërës të tjerë në mikserë ose rula të veçantë të destinuar për prodhimin e produkteve gjysëm të gatshme, të ndjekura nga prerja dhe prerja. Cikli i prodhimit përdor presa, autoklava, daulle dhe vullkanizues tunelesh. Përzierjes së gomës i jepet plasticitet i lartë, falë së cilës produkti i ardhshëm merr formën e kërkuar.

Produkte gome

Sot, goma përdoret në sport, mjekësi, ndërtim, bujqësia, në prodhim. Numri i përgjithshëm i produkteve të bëra nga goma tejkalon më shumë se 60 mijë lloje. Më të njohurit prej tyre janë vulat, amortizatorët, tubat, vulat, ngjitësit, veshjet e gomuara dhe materialet e ballafaqimit.

Produktet e gomës përdoren gjerësisht në proceset e prodhimit. Ky material është gjithashtu i domosdoshëm në prodhimin e dorezave, këpucëve, rripave, pëlhurave të papërshkueshme nga uji dhe rripave të transportit.

Shumica e gomës së prodhuar përdoret për prodhimin e gomave.

Goma në prodhimin e gomave

Goma është materiali kryesor në prodhim gomat e makinave. Ky proces fillon me përgatitjen e një përzierje gome të gomës natyrale dhe sintetike. Më pas në masën e gomës shtohen silicë, blozë dhe të tjera. komponentët kimikë. Pas përzierjes së plotë, përzierja dërgohet në furrë. Prodhimi është shirita gome me një gjatësi të caktuar.

Aktiv fazën tjetër Ndodh gomimi i kordonit. Litarët tekstili dhe metali janë të mbushura me masë gome të nxehtë. Kjo metodë prodhon shtresat e brendshme, tekstile dhe rripi të gomës.

Nga se prodhohet goma për gomat? Të gjithë prodhuesit e gomave të makinave përdorin formulime dhe teknologji të ndryshme gome. Për t'i dhënë produktit të përfunduar forcën dhe besueshmërinë, mund të shtohen plastifikues të ndryshëm dhe mbushës përforcues.

Për prodhimin e gomave përdoret goma natyrale. Shtimi i tij në përzierjen e gomës redukton ngrohjen e gomës. Pjesa më e madhe e përzierjes së gomës është gome sintetike. Ky komponent u jep gomave elasticitet dhe aftësi për t'i bërë ballë ngarkesave të rënda.

Gome(nga latinishtja resina - rrëshirë) (vullkanizuar), material elastik i formuar si rezultat i gomave natyrale dhe sintetike. Është një elastomer rrjeti - një produkt i ndërlidhjes së gomave me lidhje kimike.

Marrja e gomës

Gome përftohen kryesisht nga vullkanizimi i përbërjeve (përzierjet e gomës), baza e të cilave (zakonisht 20-60% ndaj peshës) është goma. Përbërës të tjerë të përbërjeve të gomës janë agjentët vullkanizues, përshpejtuesit dhe aktivizuesit e vullkanizimit (shih), agjentët kundër plakjes, (zbutësit). Përbërja e përzierjeve mund të përfshijë edhe rigjenerimin (produkt plastik i rigjenerimit gome, të aftë për vullkanizim të përsëritur), ngadalësues, modifikues, aroma dhe përbërës të tjerë, numri i përgjithshëm i të cilëve mund të arrijë 20 ose më shumë. Zgjedhja e gomës dhe përbërjes përcaktohet nga qëllimi, kushtet e funksionimit dhe kërkesat teknike për produktin, teknologjinë e prodhimit, konsideratat ekonomike dhe të tjera (shih,).

Teknologji për prodhimin e produkteve nga gome përfshin gomën me përbërës në mikser ose në rula, prodhimin e produkteve gjysëm të gatshme (profile të ekstruduara, fletë të kalenderuara, pëlhura të gomuara, kordon, etj.), prerje dhe prerje të produkteve gjysëm të gatshme, montim të boshllëqeve të produkteve me dizajn ose konfigurim kompleks. përdorimi i pajisjeve speciale të montimit dhe vullkanizimi i produkteve në mënyrë periodike (presa, kaldaja, autoklava, ish-vulkanizues, etj.) ose pajisje të vazhdueshme (tunel, daulle, etj. vullkanizues). Në këtë rast përdoren përzierje gome të larta, falë të cilave atyre u jepet forma e produktit të ardhshëm, të fiksuar si rezultat i vullkanizimit. Përdoret gjerësisht derdhja në një shtypje vullkanizimi, në të cilën formimi dhe vullkanizimi i produkteve kombinohen në një operacion. Përdorimi i gomave dhe përbërjeve pluhur dhe prodhimi i gomave të derdhura me injeksion duke përdorur metoda të derdhjes së lëngshme nga kompozime të bazuara në . Për përzierjet që përmbajnë 30-50% të peshës S me bazë gome, .

Karakteristikat e gomës

Goma mund të konsiderohet si e ndërlidhur, në të cilën goma përbën mjedisin e shpërndarjes dhe a është faza e shpërndarë. Prona më e rëndësishme gome- elasticitet i lartë, d.m.th. aftësia për të qenë shumë e kthyeshme në një gamë të gjerë temperaturash (shih).

Gome kombinon vetitë (elasticiteti, qëndrueshmëria e formës), (amorfiteti, deformueshmëria e lartë në ngjeshje vëllimore të ulët) dhe (rritja e elasticitetit të rrjeteve të vullkanizimit me rritjen e temperaturës, natyra entropike e elasticitetit).

Gome- një material relativisht i butë, pothuajse i papërshtatshëm. Kompleksi i vetive të tij përcaktohet kryesisht nga lloji i gomës (shih Tabelën 1); vetitë mund të ndryshojnë ndjeshëm kur kombinohen lloje të ndryshme gome ose modifikohen ato.

Moduli i elasticitetit gome e llojeve të ndryshme në deformime të vogla është 1-10 MPa, që është 4-5 rend të madhësisë më të ulët se për çelikun; Raporti i Pausson është afër 0.5. Vetitë elastike gome janë jolineare dhe kanë karakter të theksuar relaksimi: varen nga mënyra e ngarkimit, madhësia, koha, shpejtësia (ose frekuenca), përsëritja e deformimeve dhe temperatura. Deformim tërheqës i kthyeshëm gome mund të arrijë 500-1000%.

Kufiri i poshtëm i gamës së temperaturës me elasticitet të lartë gome përcaktohet kryesisht nga temperatura e kalimit të qelqit të gomave, dhe për gomat kristalizuese varet edhe nga temperatura dhe shpejtësia. Kufiri i sipërm i temperaturës së funksionimit gome të shoqëruara me rezistencën termike të gomave dhe lidhjet tërthore të formuara gjatë vullkanizimit. E paplotësuar gome në bazë të gomave jokristalizuese kanë të ulët. Përdorimi i mbushësve aktivë (shumë të shpërndarë, SiO 2, etj.) bën të mundur rritjen e karakteristikave të forcës me një renditje madhësie gome dhe të arrijë nivelin e treguesve gome nga gomat kristalizuese. gome përcaktohet nga përmbajtja e mbushësve dhe plastifikuesve në të, si dhe shkalla e vullkanizimit. Dendësia gome llogaritur si një mesatare e ponderuar në vëllim të densitetit të përbërësve individualë. Në mënyrë të ngjashme mund të llogaritet përafërsisht (me mbushje vëllimore më pak se 30%) karakteristikat termofizike gome: koeficienti i zgjerimit termik, kapaciteti specifik vëllimor i nxehtësisë, koeficienti i përçueshmërisë termike. Deformimi ciklik gome shoqëruar me histerezë elastike, e cila përcakton vetitë e tyre të mira thithëse të goditjeve. Gomat Ato karakterizohen gjithashtu nga vetitë e larta të fërkimit, rezistenca ndaj konsumit, rezistenca ndaj grisjes dhe lodhjes, vetitë e izolimit të nxehtësisë dhe zërit. Ata janë diamagnetikë dhe dielektrikë të mirë, megjithëse mund të përftohen përçues dhe magnetikë gome.

Gomat Ata thithin pak ujin dhe bymehen në një masë të kufizuar në tretës organikë. Shkalla e ënjtjes përcaktohet nga diferenca midis parametrave të tretshmërisë së gomës dhe tretësit (sa më i lartë të jetë diferenca, aq më pak) dhe shkalla e ndërlidhjes (sasia e fryrjes së ekuilibrit zakonisht përdoret për të përcaktuar shkallën e kryqëzimit -lidhja). I njohur gome, e karakterizuar nga rezistenca ndaj naftës, benzinës, ujit, avullit dhe nxehtësisë, rezistencë ndaj mjediseve kimikisht agresive, ozonit, dritës dhe rrezatimit jonizues. Gjatë ruajtjes dhe funksionimit afatgjatë gome i nënshtrohen plakjes dhe lodhjes, duke çuar në përkeqësimin e vetive të tyre mekanike, uljen e forcës dhe shkatërrimin. Jeta e shërbimit gome në varësi të kushteve të funksionimit nga disa ditë deri në disa dhjetëra vjet.

Klasifikimi i gomës

Grupet kryesore të mëposhtme dallohen sipas qëllimit: gome: qëllimi i përgjithshëm, rezistent ndaj nxehtësisë, rezistent ndaj ngricave, rezistent ndaj vajit dhe benzinës, rezistent ndaj mjediseve kimikisht agresive, dielektrik, përçues elektrik, magnetik, rezistent ndaj zjarrit, rezistent ndaj rrezatimit, vakum, fërkim, ushqim dhe qëllime mjekësore, për kushtet klimatike tropikale etj. (Tabela 2); merrni gjithashtu poroze, ose sfungjer (shih), me ngjyrë dhe transparente gome.

Aplikimi i gomës

Gomat përdoret gjerësisht në teknologji, bujqësi, jetën e përditshme, mjekësi, ndërtim dhe sport. Gama e produkteve të gomës përfshin më shumë se 60 mijë artikuj. Midis tyre: goma, rripa transporti, rripa lëvizës, mëngë, amortizues, vula, vula vaji, pranga, unaza, etj., produkte kabllore, këpucë, qilima, tuba, veshje dhe materiale ballore, pëlhura të gomuara, ngjitës, etj. Më shumë se gjysma e vëllimit të prodhuar gome përdoret në prodhimin e gomave.

Goma është produkt i përpunimit special (vulkanizimi) i përzierjes së gomës dhe squfurit me aditivë të ndryshëm.

Goma ndryshon nga materialet e tjera në vetitë e saj të larta elastike, të cilat janë të natyrshme në gomë - përbërësi kryesor fillestar i gomës. Ai është i aftë për deformime shumë të mëdha (zgjatja relative arrin 1000%), të cilat janë pothuajse plotësisht të kthyeshme.

E veçanta e gomës është kompresueshmëria e saj e ulët, natyra e relaksimit të deformimit, në temperaturën e dhomës koha e relaksimit mund të jetë -10 ~ 4 s ose më shumë, rezistenca e lartë ndaj gërryerjes, rezistenca ndaj gazit dhe ujit, rezistenca kimike, vetitë izoluese elektrike dhe densiteti i ulët.

Përbërja dhe klasifikimi i gomës. Baza e gomës është goma natyrale (NK) ose goma sintetike (SC), e cila përcakton vetitë themelore të materialit të gomës. Për të përmirësuar vetitë fizike dhe mekanike të gomave, futen aditivë të ndryshëm (squfuri dhe selem).

Antioksidantë(antioksidantë) ngadalësojnë procesin e plakjes së gomës, gjë që çon në një përkeqësim të vetive të performancës së saj. Ka antioksidantë kimikë (aldolneozoni) dhe fizikë (parafinë, dyll) që formojnë filma mbrojtës të sipërfaqes.

Zbutësit(plastifikuesit) lehtësojnë përpunimin e përzierjes së gomës, rrisin vetitë elastike të gomës dhe rrisin rezistencën ndaj ngricave të gomës. Parafina, vazelina, acidi stearik, bitumi, dibutil ftalati dhe vajrat vegjetale përdoren si zbutës. Sasia e zbutësve është 8 - 30% ndaj peshës së gomës.

Mbushëse Në bazë të efektit të tyre në gomë, ato ndahen në aktive (përforcuese) dhe joaktive (inerte). Mbushësit përforcues (bloza karboni e zezë dhe e bardhë - acid silicik, oksid zinku, etj.) rrisin vetitë mekanike të gomës: forcën, rezistencën ndaj gërryerjes, fortësinë. Mbushësit joaktivë (shumës, talk, barit) janë futur për të ulur koston e gomës.

Shpesh, rikuperimi futet në përzierjen e gomës - një produkt i përpunimit të produkteve të vjetra të gomës dhe mbetjeve të prodhimit të gomës. Përveç reduktimit të kostos, rikuperimi përmirëson cilësinë e gomës, duke reduktuar tendencën e saj ndaj vjetërimit.

Sipas qëllimit, dallohen grupet kryesore të mëposhtme të gomës:

Qëllimi i përgjithshëm dhe qëllim të veçantë, duke përfshirë:

Rezistent ndaj nxehtësisë,

Rezistent ndaj ngricave,

Rezistent ndaj naftës dhe benzinës

Rezistent ndaj mjediseve kimikisht agresive, duke përfshirë rezistent ndaj lëngjeve hidraulike,

Dielektrike,

Përçues elektrik,

magnetike,

Rezistente ndaj zjarrit,

Rezistent ndaj rrezatimit

Vakum,

Fërkimi (rezistent ndaj konsumit*),

Për qëllime ushqimore dhe mjekësore,

për klimat tropikale dhe të tjera

Sipas llojit:

Poroz ose sfungjer

Goma me ngjyra dhe transparente.

Vetitë fiziko-mekanike të gomës.

Rezistenca ndaj konsumit - treguesi kryesor i rezistencës ndaj konsumit është rezistenca ndaj konsumit dhe gërryerjes. Abrazioni (përcaktohet si raporti i zvogëlimit të vëllimit të kampionit gjatë gërryerjes me punën e shpenzuar në gërryerje. Rezistenca ndaj gërryerjes (përcaktuar si raporti i punës së shpenzuar në gërryerje me uljen e vëllimit të mostrës gjatë gërryerjes.

Vetitë e rezistencës së lodhjes së gomës përcaktohen nga lodhja e tyre, kur shkatërrimi ndodh nën ndikimin e stresit mekanik. Lodhja shkaktohet edhe nga ekspozimi ndaj dritës, nxehtësisë dhe mjediseve agresive, të cilat shkaktojnë plakje. Numri i cikleve të ngarkimit që një mostër mund të përballojë pa u prishur quhet qëndrueshmëri ndaj lodhjes. Gomat e bazuara në gomë butil dhe gome kloroprene pothuajse nuk janë të ndjeshme ndaj plasaritjes së ozonit. Për të siguruar forcë të lartë lodhjeje, kërkohet forcë e lartë, fërkim i ulët i brendshëm dhe rezistencë e lartë kimike e gomës. Në temperaturat e ngritura(150°C) gomat organike humbasin forcën pas 1-10 orësh ngrohje, gomat në SKT mund të punojnë për një kohë të gjatë në këtë temperaturë. Forca e gomës siloksan në temperaturën e dhomës është më e vogël se ajo e gomave organike, por në 200°C forca është e njëjtë dhe në një temperaturë prej 250 - 300°C forca është edhe më e lartë. Ekspozimi i gomës ndaj temperaturave negative shkakton një ulje dhe madje humbje të plotë të vetive shumë elastike, një kalim në një gjendje xhami dhe një rritje të ngurtësisë së saj me mijëra e dhjetëra mijëra herë.

Plakja e gomës vërehet gjatë ruajtjes dhe funksionimit të produkteve të gomës nën ndikimin e faktorëve jo mekanikë. Testi i plakjes kryhet si në kushte natyrore ashtu edhe në kushte artificiale. Procesi i plakjes prek gomat në mënyra të ndryshme.

Llojet e përbërjeve të gomës

Natyrore (NC) dhe izopreni sintetik (SIC). Dendësia e gomës është 910-920 kg/m 3, qëndrueshmëria në tërheqje 24-34 MPa, zgjatja relative 600-800%. Gomat izopren përdoren në prodhimin e rripave transportues, produkteve të derdhura, sfungjerëve mjekësorë dhe produkteve të tjera.

Butadiene (SKD). Dendësia e gomës është 900-920 kg/m 3, qëndrueshmëria në tërheqje 13-16 MPa, zgjatja relative 500-600%. SKD ka rezistencë të lartë ndaj ngricave dhe rezistencë ndaj gërryerjes. Përzierjet e gomës me bazë SKD përpunohen dobët nga nxjerrja dhe kalendimi. Përzierjet e bazuara në SKD karakterizohen nga ngjitshmëri e ulët. SKD është inferior ndaj NK për sa i përket forcës së vullkanizateve.

Gome butil (BC)është rezistent ndaj oksigjenit, ozonit dhe kimikateve të tjera. Goma ka rezistencë të lartë ndaj gërryerjes dhe karakteristika të larta dielektrike. Për sa i përket rezistencës ndaj temperaturës është inferior ndaj gomave të tjera. Kryesor pronë fizike BC ka rezistencë jashtëzakonisht të lartë ndaj gazit dhe lagështisë. Një tub gome i bërë nga ky material ruan ajrin 10 herë më gjatë se një tub i bërë nga gome natyrale. Goma butil përdoret gjerësisht si gome për qëllime të përgjithshme dhe të veçanta. Në prodhimin e mallrave të gomës, BC përdoret për prodhimin e zorrëve me avull, shiritave transportues dhe pjesëve teknike të gomës, të cilat kërkojnë rritje të rezistencës ndaj nxehtësisë, avullit, ozonit dhe kimikateve. BC përdoret për prodhimin e gomave izoluese elektrike, pëlhurave të ndryshme të gomës dhe veshjes së pajisjeve kimike. Gomat e prodhuara nga para Krishtit përdoren në pjesë të makinave mjelëse dhe në industrinë ushqimore.

Gomat stiren butadien (SKS) dhe metilstiren butadien (SBS). Dendësia e gomës 919-920 kg/m 3, qëndrueshmëria në tërheqje 19-32 MPa, zgjatja relative 500-800% Gomat me bazë stiren butadien dhe gomat metilstiren butadien kanë rezistencë të lartë ndaj gërryerjes. Gomat e prodhuara nga këto goma përdoren gjerësisht në prodhimin e shiritave transportues për mbulimin e gomave dhe mallrave të ndryshme të gomës.

Uretani (UKU) / Poliuretani kanë forcë të lartë, elasticitet, rezistencë ndaj gërryerjes dhe rezistencë ndaj vajit dhe benzinës. Është rezistent ndaj oksigjenit dhe ozonit, papërshkueshmëria e tij e gazit është 10 - 20 herë më e lartë se ajo e NK. Goma uretani është rezistente ndaj rrezatimit. Gomat e bazuara në SKU përdoren për gomat e makinave, shiritat transportues, veshjet e tubave dhe ulluqet për transportimin e materialeve gërryese, këpucët, etj.

Polisulfid (PSC) Thiokol. Rezistent ndaj karburantit dhe vajrave, oksigjenit, ozonit, rrezet e diellit. Ka ngushtësi të lartë të gazit - një material i mirë izolues, karakteristika të mira plakje, rezistencë e lartë ndaj lotit. Dispersionet ujore të tiokoleve përdoren për të mbyllur rezervuarët e betonit të armuar. Vetitë mekanike të gomës me bazë tiokoli janë të ulëta.

Akrilat (AK) / Poliakrilat. Avantazhi i gomave akrilate është rezistenca e tyre ndaj vajrave që përmbajnë squfur në temperatura të larta; ato përdoren gjerësisht në industrinë e automobilave. Ato janë rezistente ndaj oksigjenit, mjaft rezistente ndaj nxehtësisë dhe kanë ngjitje ndaj polimereve dhe metaleve. Vetitë dalluese të gomave akrilike janë rezistenca e tyre e lartë ndaj nxehtësisë dhe vajit. Gomat akrilate përdoren për produkte të ndryshme mbyllëse rezistente ndaj nxehtësisë dhe vajit (për shembull, vula vaji, unaza, guarnicione), zorrë, diafragma, veshjet mbrojtëse, gomëzimi i pajisjeve, shirita ngjitës; për prodhimin e produkteve që funksionojnë në kushte gërryerjeje: produkte të ndryshme të derdhura, rula printimi, rreshtime tubacionesh dhe kanale nëpër të cilat transportohen materialet gërryese, etj.

Disavantazhet janë rezistencë e ulët ndaj ngricave, rezistencë e ulët ndaj ujit të nxehtë dhe avullit.

Siloxane-Silikon (SKT). Dendësia e gomës është 1700-2000 kg/m 3, qëndrueshmëria në tërheqje 35-80 MPa, zgjatja 360%. SKT është një gomë sintetike rezistente ndaj nxehtësisë. Ato përdoren si materiale elastike për qëllime të veçanta në industri të ndryshme dhe shumë fusha të teknologjisë. Gomat siloksane përdoren për prodhimin e vulave, membranave, pjesëve të profilit për mbylljen e dyerve dhe dritareve, kabinave të avionëve, si dhe lidhjeve fleksibël që i rezistojnë temperaturave shumë të larta. temperaturat e ulëta në shtresat e larta të atmosferës, përqendrime të konsiderueshme të ozonit dhe rrezatimit diellor. Rezistenca e tyre ndaj plakjes dhe karakteristikat dielektrike janë gjithashtu shumë të larta.

Rezistenca e lartë ndaj nxehtësisë së gomës së bërë nga goma silikoni i lejon ato gjithashtu të përdoren për prodhimin e izolatorëve të dridhjeve gome-metalike (amortizatorë), anti-vibratorë për kanalet e ajrit, predha të kandelave, vulat e prozhektorëve, etj.

Goma është produkt i përpunimit special (vulkanizimi) i përzierjes së gomës dhe squfurit me aditivë të ndryshëm.

Goma si material teknik ndryshon nga materialet e tjera në vetitë e tij të larta elastike, të cilat janë të natyrshme në gomë - përbërësi kryesor fillestar i gomës. Ai është i aftë për deformime shumë të mëdha (zgjatja relative arrin 100%), të cilat janë pothuajse plotësisht të kthyeshme. Në temperatura normale, goma është në një gjendje shumë elastike dhe vetitë e saj elastike mbahen në një gamë të gjerë temperaturash.

Moduli i temperaturës shtrihet në intervalin 1-10 MPa, d.m.th. është mijëra e dhjetëra mijëra herë më pak se për materialet e tjera. Një tipar i veçantë i gomës është kompresueshmëria e saj e ulët (për llogaritjet inxhinierike, goma konsiderohet e pakompresueshme); Raporti i Poisson-it është 0,4-0,5, ndërsa për metalin kjo vlerë është 0,25-030. Një tipar tjetër i gomës si material teknik është natyra relaksuese e deformimit. Në temperatura normale, koha e relaksimit mund të jetë 10 4 s ose më shumë. Kur goma funksionon në kushte të stresit mekanik të përsëritur, një pjesë e energjisë së perceptuar nga produkti humbet për shkak të fërkimit të brendshëm; ky fërkim shndërrohet në nxehtësi dhe shkakton humbje të histerezës. Kur përdorni pjesë me mure të trasha, për shkak të përçueshmërisë së ulët termike të materialit, një rritje e temperaturës në masën e gomës zvogëlon performancën e tij.

Përveç veçorive të theksuara, materialet e gomës karakterizohen nga rezistencë e lartë ndaj gërryerjes, rezistencë ndaj gazit dhe ujit, rezistencë kimike, veti izoluese elektrike dhe densitet të ulët.

15.1. Përbërja dhe klasifikimi i gomës.

Baza e të gjithë gomës është goma natyrale (NR) ose goma sintetike (SC), e cila përcakton vetitë themelore të materialit të gomës Për të përmirësuar vetitë fizike dhe mekanike të gomës, futen aditivë (përbërës) të ndryshëm. Kështu, goma përbëhet nga goma dhe përbërësit e diskutuar më poshtë.

1. Substancat (agjentët) vullkanizues marrin pjesë në formimin e strukturës së rrjetës hapësinore të vullkanizatit. Në mënyrë tipike, squfuri ose seleniumi përdoren si substanca të tilla për disa goma, përdoren perokside; Për gomën për qëllime elektrike, në vend të squfurit elementar (i cili ndërvepron me bakër), përdoren përbërjet organike të squfurit - tiurami.

Përshpejtuesit e procesit të vullkanizimit: polisulfidet, oksidet e plumbit, magnezi dhe të tjera ndikojnë si në mënyrën e vullkanizimit ashtu edhe në vetitë fizike dhe mekanike të vullkanizimeve. Përshpejtuesit e shfaqin aktivitetin e tyre më të madh në prani të oksideve të disa metaleve (zinkut etj.), prandaj quhen aktivizues në përbërjen e përzierjes së gomës.

2. Antioksidantët (antioksidantët) ngadalësojnë procesin e plakjes së gomës, gjë që çon në një përkeqësim të vetive të performancës së saj. Ka antioksidantë kimikë dhe fizikë. Efekti i të parës është se ato vonojnë oksidimin e gomës. Antioksidantët fizikë (parafina, dylli) formojnë shtresa mbrojtëse sipërfaqësore dhe përdoren më rrallë.

H. Zbutësit (plastifikuesit) lehtësojnë përpunimin e përzierjes së gomës, rrisin vetitë elastike të gomës dhe rrisin rezistencën ndaj ngricave të gomës. Si zbutës përdoren parafina, vazelina, acidi stearik, bitumi, dibutilftalatet dhe vajrat bimore. Sasia e zbutësve është 8-30% e masës së gomës

4. Në bazë të efektit të tyre në gomë, mbushësit ndahen në aktiv (përforcues) dhe joaktiv (inertë). Mbushësit aktivë (karboni i zi dhe i bardhë i karbonit) rrisin vetitë mekanike të gomës: forcën, rezistencën ndaj gërryerjes, ngurtësinë. Mbushësit joaktivë (shumës, talk, barit) janë futur për të ulur koston e gomës.

Shpesh, rikuperimi futet në përbërjen e gomës - një produkt i përpunimit të produkteve të vjetra të gomës dhe mbetjeve të prodhimit të gomës. Përveç reduktimit të kostos, rikuperimi përmirëson cilësinë e gomës, duke reduktuar tendencën e saj ndaj vjetërimit.

5. Ngjyra minerale ose organike i shtohen gomës me ngjyra. Disa ngjyra (e bardha, e verdha, jeshile) thithin pjesën me valë të shkurtër të spektrit diellor dhe në këtë mënyrë mbrojnë gomën nga plakja e dritës.

Shumica dërrmuese e gomave janë komponime të pangopura, me përmbajtje të lartë polimer, me një lidhje kimike të dyfishtë midis atomeve të karbonit në njësitë elementare të makromolekulës. Pesha molekulare e gomës vlerësohet në 400,000 - 450,000 Struktura e makromolekulave është lineare ose pak e degëzuar dhe përbëhet nga njësi individuale që tentojnë të përkulen në një top dhe të zënë një vëllim minimal, por kjo parandalohet nga forcat e ndërveprimit ndërmolekular. , sepse molekulat e gomës janë të përdredhur (zigzag). Kjo formë e molekulave është arsyeja e elasticitetit jashtëzakonisht të lartë të gomës (nën një ngarkesë të vogël, molekulat drejtohen). Vetitë e gomave ngjajnë me polimeret termoplastikë. Prania e lidhjeve të pangopura në molekulat e gomës lejon kushte të caktuara transferojeni atë në një gjendje të qëndrueshme termike. Për ta bërë këtë, squfuri dyvalent shtohet në vendin e lidhjes së dyfishtë, i cili formon, në drejtim tërthor, "ura" midis molekulave të gomës në formë fije, duke rezultuar në një strukturë rrjeti hapësinore të natyrshme në gomë (vulkanizim). Procesi i ndërveprimit kimik të gomave me squfurin në teknologji quhet vullkanizimi.

Në varësi të sasisë së squfurit të futur, fitohen frekuenca të ndryshme të rrjetit polimer. Me futjen e 1-5% S, formohet një rrjet i rrallë dhe goma bëhet shumë elastike dhe e butë. Me rritjen e përqindjes së squfurit, struktura e rrjetës bëhet më e shpeshtë, goma bëhet më e fortë dhe me ngopjen maksimale të mundshme (30%) të gomës me squfur, formohet një material i fortë i quajtur ebonit.

Gjatë vullkanizimit, përdoret struktura molekulare e polimerit, e cila sjell një ndryshim në vetitë e tij fizike dhe mekanike: forca në tërheqje dhe elasticiteti i gomës rritet ndjeshëm, dhe plasticiteti pothuajse plotësisht zhduket (për shembull, goma natyrale ka σ V=1,0-1,5 MPa, dhe pas vullkanizimit σ V= 35 MPa); Fortësia dhe rezistenca ndaj konsumit rriten. Shumë goma janë të tretshme në tretës, gomat fryhen vetëm në to dhe janë më rezistente ndaj kimikateve. Gomat kanë rezistencë më të lartë ndaj nxehtësisë (NK zbutet në një temperaturë prej 90°C, goma vepron në temperatura mbi 100°C).

Ndryshimi në vetitë e gomës ndikohet nga bashkëveprimi i gomës me oksigjenin, prandaj gjatë vullkanizimit ndodhin dy procese njëkohësisht: strukturimi nën ndikimin e një agjenti vullkanizues dhe shkatërrimi nën ndikimin e oksidimit dhe temperaturës. Mbizotërimi i një ose një procesi tjetër ndikon në vetitë e vullkanizimit. Kjo është veçanërisht tipike për gomat NC. Për gomat sintetike (SR), procesi i vullkanizimit plotësohet nga polimerizimi: nën ndikimin e oksigjenit dhe temperaturës, formohen lidhje ndërmolekulare të karbonit, duke forcuar strukturën termoqëndrueshme, e cila rrit forcën.

Stabiliteti termik i vullkanizimit varet nga natyra e lidhjeve të formuara gjatë procesit të vullkanizimit. Lidhjet më të forta dhe për këtë arsye rezistente ndaj nxehtësisë janë -C-C- lidhja polisulfide -C-S-C ka forcën më të ulët.

Për sa i përket konsumit global, NC përbën 30%, pjesa tjetër është SC, nga të cilat njihen 250 lloje.

Sipas qëllimit të tyre, gomat ndahen në goma për qëllime të përgjithshme dhe goma për qëllime të veçanta.

Goma për qëllime të përgjithshme. Grupi i gomave për qëllime të përgjithshme përfshin vullkanizues të gomave jopolare - NK, SKB, SKS, SKI.

NK - gome natyraleështë një polimer i izoprenit (C 5 H 8) n. Ai shpërndahet në tretës yndyrorë dhe aromatikë (benzinë, benzen, kloroform, disulfid karboni etj.), duke formuar tretësira viskoze që përdoren si ngjitës. Kur nxehet mbi 80-100°C, goma bëhet plastike dhe në 200°C fillon të dekompozohet. Në një temperaturë prej -70°C, NK bëhet i brishtë. Zakonisht NC është amorf. Megjithatë, gjatë ruajtjes afatgjatë, kristalizimi është i mundur. Faza kristalore shfaqet edhe kur goma shtrihet, gjë që rrit ndjeshëm forcën e saj. Për të marrë gomë, NK vullkanizohet me squfur. Gomat e bazuara në NC karakterizohen nga elasticitet i lartë, forca, papërshkueshmëria nga uji dhe gazi dhe vetitë e larta izoluese elektrike: ρ V= 3 * * 10 14 - 23 * 10 18 Ohm * cm; ε =2,5.

SKB - gome sintetike butadiene(divinil) përftohet duke përdorur metodën SV. Lebedeva. Formula e polibutadienit (C 4 H 6) n. Është një gomë jokristalizuese dhe ka një rezistencë të ulët në tërheqje, kështu që në bazë të saj duhet të shtohen mbushës përforcues në gomë. Rezistenca ndaj ngricave e gomës butadiene është e ulët (nga -40 në -45°). Fryhet në të njëjtët tretës si NC. Goma stereore e rregullt divinil SKD është afër NK në vetitë e saj themelore teknike. Gomat divinil vullkanizohen me squfur në të njëjtën mënyrë si goma natyrale.

SKS - gome stiren butadiene fitohet me polimerizimin e përbashkët të butadienit (C 4 H 6) dhe stirenit (CH = CH – C 6 H 5). Është goma më e zakonshme për qëllime të përgjithshme.

Në varësi të përqindjes së stirenit, goma prodhohet në disa klasa: SKS-10, SKS-30, SKS-50. Vetitë e gomës varen nga përmbajtja e njësive të stirenit. Pra, sa më shumë stiren, aq më e lartë është forca, por aq më e ulët është rezistenca ndaj ngricave. Nga goma më e zakonshme SKS-30, fitohet gomë me rezistencë të mirë ndaj plakjes dhe performancë të mirë nën deformime të përsëritura. Për sa i përket papërshkueshmërisë së gazit dhe vetive dielektrike, ato janë ekuivalente me gomat me bazë NC. Goma SKS-10 mund të përdoret në temperatura të ulëta (nga -74 në -77°C). Me zgjedhjen e mbushësve të përshtatshëm, mund të përftohet goma me forcë të lartë mekanike.

SKI - gome sintetike izoprene- produkt i polimerizimit të izoprenit (C 5 H 8). Prodhimi i SCI u bë i mundur për shkak të përdorimit të llojeve të reja të katalizatorëve. Për nga struktura, vetitë kimike dhe fiziko-mekanike, SKI është afër gomës natyrale. Industria prodhon goma SKI-3 dhe SKI-3P, të cilat janë më të afërta në veti me NK; gome SKI-3P, e destinuar për prodhimin e gomave izoluese elektrike, SKI-ZV - për teknologjinë e vakumit.

Gomat për qëllime të përgjithshme mund të funksionojnë në ujë, ajër, zgjidhje të dobëta të acideve dhe alkaleve. Gama e temperaturës së funksionimit është nga -35 në 130 ° C. Këto goma përdoren për prodhimin e gomave, rripave, zorrëve, shiritave transportues, izolimit të kabllove dhe produkteve të ndryshme teknike.

Goma speciale ndahen në disa lloje: rezistente ndaj naftës dhe benzinës, rezistente ndaj nxehtësisë, rezistente ndaj ozonit të lehtë, rezistente ndaj konsumit, elektrike, rezistente ndaj lëngjeve hidraulike.

Gomat rezistente ndaj vajit dhe benzinës prodhohen në bazë të gomave kloropren (nairit), SKN dhe tiolok.

Nairit është një gomë kloroprene shtëpiake.

Vullkanizimi mund të kryhet me trajtim termik edhe pa squfur, pasi nën ndikimin e temperaturës goma kalon në një gjendje termostabile. Gomat me bazë nairite kanë elasticitet të lartë, rezistencë ndaj dridhjeve, rezistencë ndaj ozonit, janë rezistente ndaj karburantit dhe vajrave dhe kanë rezistencë të mirë ndaj plakjes termike. Për sa i përket rezistencës ndaj temperaturës dhe rezistencës ndaj ngricave (nga -35 në -40 ° C) ato janë inferiore si ndaj NK dhe SC-ve të tjera. Vetitë izoluese elektrike të gomës me bazë nairite polar janë më të ulëta se ato të gomës me bazë gome jopolare.

Në varësi të përbërjes, goma prodhohet në klasat e mëposhtme: SKN-18, SKN-26, SKN-40. Prania e grupit CN në molekulat e gomës i jep atij veti polare. Sa më i lartë të jetë polariteti i gomës, aq më i lartë është ai mekanik dhe vetitë kimike dhe sa më e ulët të jetë rezistenca ndaj ngricave. SKN vullkanizohet duke përdorur squfur. Gomat e bazuara në SKN kanë forcë të lartë (σ V=35 MPa), i rezistojnë mirë gërryerjes, por janë inferiorë në elasticitet ndaj gomave me bazë NC, superiore ndaj tyre në rezistencën ndaj plakjes dhe veprimit të acideve dhe alkaleve të holluara. Gomat mund të punojnë në mjedisin e benzinës, karburantit, vajrave në intervalin e temperaturës -30 deri në 130°C. Gomat e bazuara në SKN përdoren për prodhimin e rripave, rripave transportues, zorrëve dhe pjesëve të gomës rezistente ndaj vajit dhe benzinës.

Gomat rezistente ndaj nxehtësisë prodhohen në bazë të gomës SKT.

SKT - gome sintetike rezistente ndaj nxehtësisë,është një përbërje organosilikon me formulën kimike:

…-Si (CH 3) 2 O-Si (CH 3) 2 -…

Goma është e vullkanizuar me perokside dhe kërkon futjen e mbushësve përforcues. Prania e një lidhjeje të fortë siloksane në zinxhirin kryesor molekular i jep gomës rezistencë të lartë ndaj nxehtësisë. Sepse SCT është pak polare dhe ka veti të mira dielektrike. Gama e temperaturës së funksionimit të SKT është nga -60 në 250°C. Ngjitja e ulët e natyrshme në përbërjet organosilicon e bën SCT të papërshkueshëm nga uji dhe hidrofobike. Fryhet në tretës dhe vajra, ka forcë të ulët mekanike, papërshkueshmëri të lartë të gazit dhe ka rezistencë të dobët ndaj gërryerjes. Me zëvendësimin e grupit metil me radikale të tjera, fitohen lloje të tjera gome silikoni. Goma me një grup vinyl (SCTV) është rezistente ndaj plakjes termike dhe ka më pak rrjedhshmëri nën ngjeshje, temperaturat e funksionimit nga -55 në 300°C.

Gomat rezistente ndaj ngricave janë goma të bazuara në goma me temperatura të ulëta të tranzicionit të qelqit. Gomat e bazuara në SKS-10 dhe SKD mund të funksionojnë në temperatura deri në -60°C; NK, SKV, SKS-30, SKN-deri ne -50°C, SKT-nen -75°C.

Gomat rezistente ndaj konsumit prodhohen në bazë të gomave poliuretani SKU.

Goma poliuretani kanë forcë të lartë, elasticitet, rezistencë ndaj gërryerjes, rezistencë ndaj vajit dhe benzinës. Nuk ka lidhje të pangopura në strukturën e gomës, kështu që ajo është rezistente ndaj oksigjenit dhe ozonit. Temperaturat e funksionimit të gomës në bazë të saj variojnë nga -30 në 130°C. Bazuar në polimere komplekse, prodhohen goma SKU-7, SKU-8, SKU-50; bazuar në polieterë - SKU-PF, SKU-PFL. Këto të fundit karakterizohen nga rezistencë e lartë ndaj ngricave dhe rezistencë hidrolitike. Goma uretani është rezistente ndaj rrezatimit. Gomat e bazuara në SKU përdoren për gomat e makinave, shiritat transportues, veshjet e tubave dhe ulluqet për transportimin e materialeve gërryese, këpucët, etj.

Gomat elektrike përfshijnë gomat izoluese elektrike dhe ato që përçojnë elektrike. Goma izoluese elektrike, përdoren për izolimin e përcjellësit të telave dhe kabllove, për doreza dhe këpucë speciale, bëhen vetëm në bazë të gomave jopolare NK, SKB, SKS, SKT dhe gome butil.

Gomat përçuese elektrike për kabllot e mbrojtura janë marrë nga gomat NK, SKN, veçanërisht për gomën polare SKN-26 me futjen e karbonit të zi dhe grafitit në përbërjen e tyre.

Goma, rezistente ndaj lëngjeve hidraulike, përdoret për mbylljen e sistemeve hidraulike lëvizëse dhe të palëvizshme, zorrëve, diafragmave, pompave; Për të punuar në vaj, përdoret goma e bazuar në gomë SKN, fryrja e së cilës në lëng nuk është më shumë se 1-4%. Për lëngjet organosilikonore përdoren goma jopolare me bazë gome NK, SKMS-10 etj.

15.2. Ndikimi i faktorëve të funksionimit në vetitë e gomës.

Gjatë funksionimit, produktet e gomës i nënshtrohen lloje të ndryshme plakja (drita, ozoni, termik, rrezatim, vakum) që redukton performancën e tyre; ndryshimet në veti mund të jenë të pakthyeshme. Rezistenca e gomës gjatë plakjes varet nga shkalla e pangopurit të gomës, fleksibiliteti i makromolekulave, forca e lidhjeve kimike në zinxhir, aftësia për t'u orientuar dhe kristalizuar. Ndryshimet në vetitë vlerësohen nga ndryshimet në karakteristikat e forcës dhe elasticitetit; për sa i përket rikuperimit të gomës dhe rezistencës ndaj grisjes.

Nën ndikimin e kushteve atmosferike dhe të ozonit, ndodh plasaritja e gomave të stresuara nga gomat e pangopura; gomat e ngopura janë rezistente ndaj plakjes së ozonit. Drita shkakton fotooksidim të gomave, gjë që varet nga prania e lidhjeve të dyfishta. Në rend zbritës të shkallës së fotooksidimit, gomat mund të renditen në një rresht: NK, SKB>SK>BK. Gomë rezistente ndaj dritës nga SKF dhe SKT. Fotoprocesi përshpejtohet me rritjen e temperaturës. Shkalla e plakjes së gomës në një gjendje të stresuar është më e lartë se në një gjendje të lirë. Rritja e rezistencës së ozonit arrihet duke futur përbërës të përshtatshëm dhe duke aplikuar një film mbrojtës.

Jeta e shërbimit ose jeta e ruajtjes së produkteve të gomës përcaktohet nga ndryshimi në prehjen e sforcimit të mbetur të kompresimit ε, i cili për materialet e vulosjes lejohet deri në 80%, dhe relaksimi i stresit 0.2.

Pyetje për rishikimin e seksionit.

1. Emërtoni përbërjen dhe jepni klasifikimin e gomës.

2. Në cilat raste përdoren gomat speciale?

1. Shkenca materiale: Libër mësuesi për universitetet / B.N. Arzamasov, V.I. Makarova, G.K. Mukhin dhe të tjerët Nën drejtimin e përgjithshëm. ed. B.N. Arzamasova – botimi i 3-të, rev. dhe shtesë – M.: Shtëpia botuese e MSTU im. N.E. Bauman, 2001 - 648 f.

2. Lakhtin Yu.M., Leontyeva V.P. Shkenca e Materialeve: Libër mësuesi për Inxhinierinë e Lartë institucionet arsimore. Botimi i 3-të, i rishikuar. dhe shtesë – M.: Inxhinieri Mekanike, 1990. – 538 f.

3. Drits M.E., Moskalev M.A. Teknologjia e materialeve strukturore dhe shkenca e materialeve: Proc. për universitetet. - M.: Më e lartë. shkolla, 1990.– 447 f.

4. Khudokormova R.N., Panteleenko F.I. Shkenca e Materialeve: Lab. punëtori: Proc. manual për universitetet / Ed. L.S. Lyakhovich. – Mn.: Më e lartë. shkollë, 1998. – 224 f.

5. Marka e çeliqeve dhe lidhjeve. Ed. A.S. Zubçenko. – M.: Inxhinieri Mekanike., 2004. – 784 f.

Gomat janë materiale shumëpërbërëse elastike të bazuara në gomë. Elasticiteti i gomës, d.m.th. aftësia për t'iu nënshtruar deformimeve të kthyeshme shumë të mëdha (500 - 800%) është vetia e tyre më e vlefshme. Gomat kanë një modul elastik shumë të ulët (E = 1...10 MPa) dhe deformohen lehtësisht nën ndikimin e sforcimeve relativisht të vogla; raporti i tyre Poisson është afër 0.5. Gomat karakterizohen nga σ Β = 10... 60 MPa dhe një zgjatje relative shumë e lartë në momentin e këputjes së mostrave - deri në 900 - 1000%. Çarjet në gomë përhapen ngadalë; Rezistenca ndaj lotit (GOST 262-93) varion nga 20 në 150 kN/m.

Pas këputjes, kampioni pati një zgjatje relative të mbetur prej 20 - 30%, d.m.th. më pak se 5% e zgjatjes maksimale para dështimit. Ky zgjatim i përhershëm është kryesisht deformim i pakthyeshëm për shkak të thyerjes së lidhjeve tërthore dhe rrëshqitjes së makromolekulave, sa më e ulët të jetë zgjatja e përhershme, aq më e lartë është cilësia e gomës.

Gjatë funksionimit, produktet e gomës përjetojnë strese që janë dukshëm më të vogla se forca në tërheqje. Nën ngarkesë, një pjesë e energjisë mekanike që i jepet produktit shndërrohet në energji termike. Humbjet e histerezës ndodhin gjatë një cikli të vetëm ngarkimi. Ato marrin rëndësi të veçantë gjatë ngarkimit të përsëritur ciklik (Fig. 20.1).

Oriz. 20.1. Varësia e stresit në gomë nga sforcimi në tërheqje

Në produktet masive, temperatura e gomës rritet me 100 °C ose më shumë. Ngrohja histeretike e gomës shoqërohet me një ulje të forcës së saj dhe rritje të plakjes oksiduese. Si rezultat, jeta e shërbimit të produkteve zvogëlohet, dhe në disa raste, shkatërrimi i tyre është i mundur. Humbjet e histerezës siguruan përdorimin e gomës si material kryesor për amortizatorët. Energjia e dridhjeve, goditjeve ose goditjeve përthithet kur elementët e gomës të pajisjeve thithëse të goditjeve deformohen.

Gomat janë bërë nga goma natyrale dhe sintetike me temperatura të kalimit të qelqit nën 0°C. Operacioni kryesor i shndërrimit të gomës në gomë është vullkanizimi, kur molekulat lineare të gomës termoplastike lidhen me lidhje kimike të ndërlidhura. Struktura molekulare e gomës është një rrjet tredimensional i aftë për deformime shumë elastike për shkak të densitetit të ulët të lidhjeve tërthore. Në krahasim me gomën, goma është më e fortë, nuk është e prirur ndaj deformimeve të pakthyeshme nën ngarkesë dhe nuk tretet, por fryhet vetëm në ato tretës në të cilët goma është e tretshme.

Për gomat për qëllime të përgjithshme, diapazoni i temperaturës së funksionimit është -50 ... + 150 °C. Kur nxehet mbi 150°C, goma shpërbëhet shpejt dhe kur ftohet nën -50°C, humbet elasticitetin e saj. Për temperatura më të ulëta dhe më të larta, janë zhvilluar goma speciale - përkatësisht rezistente ndaj ngricave dhe rezistente ndaj nxehtësisë.

Në varësi të vendndodhjes së grupeve më të afërta të atomeve në raport me lidhjet dyfishe, janë të mundshme konfigurime të ndryshme të molekulave të gomës (Fig. 20.2).

Oriz. 20.2. Konfigurimet e molekulave të gomës:

a-1,4-trans; b-1,4-cis

Me të njëjtën përbërje kimike, izomerët e gomës ndryshojnë në fleksibilitet, d.m.th. Për sa i përket numrit të konformacioneve të mundshme, disa izomere i tejkalojnë ndjeshëm të tjerët. Për shembull, goma natyrale (1,4-cis) ndryshon nga guta-perka (1,4-trans) nga elasticiteti i saj i rritur.

Ruajtja e grupit kryesor të lidhjeve të dyfishta në rrjetin molekular pjesa më e madhe e gomës është arsyeja e plakjes së shpejtë të saj. Ozoni është veçanërisht shkatërrues, plakja përshpejtohet nga ngrohja dhe veprimi i njëkohshëm i agjentëve oksidues dhe stresi mekanik. Si rezultat i plakjes, sipërfaqja e gomës mbulohet me një rrjet çarjesh. Në veçanti, gjatë një cikli ngarkimi të alternuar, goma i nënshtrohet njëkohësisht oksidimit dhe shkatërrimit mekanik. Thyerjet e lidhjeve në molekulat e gomës dhe rikombinimi i fragmenteve molekulare reduktojnë elasticitetin e gomës dhe shoqërohen me plasaritje të vazhdueshme të shtresave sipërfaqësore të saj.

Në varësi të rezistencës së tyre ndaj plakjes, gomat ndahen në tre grupe: rezistente (nuk përmban lidhje të dyfishta); mesatarisht rezistente dhe e paqëndrueshme. Rezistente janë gomat me bazë etilen-propileni, gomat silic-organike dhe fluor, si dhe polietileni i korsulfonuar. Ata janë të pandjeshëm ndaj ozonit ose në përqendrimin e tij ekuilibër në ajër të barabartë me (2 - 4) 10 -6%, ose kur ky përqendrim rritet në 0.1 - 1.0%. Efekti i plakjes tek ata bëhet i dukshëm vetëm pas vitesh.

Gomat mesatarisht rezistente përfshijnë gomat e bazuara në goma kloropren dhe butil dhe tiokole. Në këto materiale, plasaritjet fillojnë të zhvillohen pas disa muajsh plakje.

Gomat për qëllime të përgjithshme që prodhohen në sasi masive janë të paqëndrueshme. Këto janë goma natyrale dhe goma të bazuara në izopren, stiren butadien, nitril butadien dhe një sërë gome të tjera. Çarje ndodhin në to pas shtrirjes së shkurtër, përkuljes ose përdredhjes. Rritja e përqendrimit të ozonit në ajër në 10 –2 – 10 –4% çon në çarje të sipërfaqes së këtyre materialeve në 20-25 °C pas vetëm 1 ore ekspozimi. Çarjet sipërfaqësore kontribuojnë në shkatërrimin e mëtejshëm dhe zvogëlojnë rezistencën ndaj konsumit të gomës.

Gomat, për shkak të fleksibilitetit të tyre nën ndikimin mekanik, janë rezistente ndaj shumë llojeve të konsumit gërryes. Në të njëjtën kohë, ato konsumohen duke "rrokullisur". Gjatë fërkimit, mikro-parregullsitë në gomë deformohen, mbështillen dhe shkëputen nga sipërfaqja. Shkalla e konsumimit të gomës rritet ndjeshëm kur nxehet mbi 150 °C. Veshja zhvillohet nën ndikimin e sforcimeve tangjenciale që grisin shtresën sipërfaqësore dhe sa më intensive të jetë, aq më i lartë është koeficienti i fërkimit. Mikroçarjet e shkaktuara nga plakja rrisin konsumin.

Si një material polimer, goma karakterizohet nga rezistenca ndaj gazit dhe ujit dhe rezistencës kimike (me përjashtim të agjentëve të fortë oksidues). Gomat thithin pak ujin (gome natyrale - deri në 2% H 2 O). Rezistenca e gomës ndaj vajit dhe karburantit motorik është jashtëzakonisht e rëndësishme. Gomat për qëllime të përgjithshme, duke përfshirë gomën natyrale, nuk janë rezistente ndaj këtyre substancave, fryhen në to dhe humbasin shpejt forcën. Gomat speciale - butadien-nitril, poliuretani, polisulfidi, kloropreni, si dhe goma me bazë gome fluori janë rezistente ndaj vajit. Goma e bazuar në gomë butil është superiore ndaj të tjerave në papërshkueshmërinë e gazit, aplikimi i saj kryesor është tubat e brendshëm të gomave të makinave.

Në intervalin e temperaturës së funksionimit, vetitë mekanike të gomës ndryshojnë: elasticiteti i gomës zvogëlohet kur afrohet t CT dhe në temperatura mbi 100 ° C për shkak të shkatërrimit termik dhe plakjes. Me ngrohjen afatshkurtër në 120 ° C (për të parandaluar plakjen), forca e të gjitha gomave pa përjashtim përgjysmohet. Gomat e bazuara në gomat etilen-propilen, organosilikon dhe fluor janë rezistente ndaj nxehtësisë (deri në 300 - 400 °C në vend të 150 °C për gomat konvencionale). Goma është një dielektrik.

Vetitë e gomës ndryshojnë në varësi të zgjedhjes së përbërësve, marrëdhënies midis tyre dhe gjendjes së vullkanizimit. Përbërja e gomës përfshin: gomë, 8-30% plastifikues për përgatitjen e gomës së papërpunuar për formim, mbushës në formë pluhuri të imët, vullkanizues për lidhjen e molekulave të gomës, antioksidant

Mbushësit ndahen në aktiv (blozë, oksid silikoni) dhe inertë (shumës, talk, etj.). Mbushësit aktivë në formën e pluhurit shumë të shpërndarë të përgatitur posaçërisht ndërveprojnë me molekulat e gomës dhe rrisin forcën e gomës. Mbushësit inerte ulin koston e gomës pa rritur forcën e saj. Goma e rikuperuar (8 - 30%) - mbeturina të bluara imët dhe produkte të vjetra gome - i shtohen gomës së papërpunuar, gjë që ul koston e saj. Sa më e lartë të jetë përmbajtja e mbushësit dhe vullkanizuesit aktiv, aq më e lartë është forca, moduli i elasticitetit dhe humbjet e histerezës. Sa më e lartë të jetë përmbajtja e plastifikuesit, aq më i dobët është ndërveprimi ndërmolekular, aq më e ulët është forca dhe aq më e ulët është humbja për shkak të histerezës.

Teknologjia për prodhimin e produkteve të gomës përfshin plastifikimin e gomës së bashku me plastifikuesit, përzierjen e komponentëve dhe marrjen e gomës së papërpunuar, formimin, montimin dhe vullkanizimin e produkteve. Plasticizimi është deformimi i përsëritur i gomës së papërpunuar. Si rezultat i plastifikimit, përzierja nxehet, pesha mesatare molekulare përgjysmohet për shkak të shkatërrimit mekanik dhe fitohet një material viskoz i lakueshëm që është i lehtë për t'u përzier me përbërës të tjerë dhe më pas formohet një produkt nga goma e papërpunuar. Vullkanizimi kryhet në 140 - 180 °C në kallëpe ose autoklava. Ekspozimi bëhet sa më i shkurtër që të jetë e mundur për të reduktuar shkatërrimin termik të gomës (për këtë qëllim përdoren përshpejtuesit e vullkanizimit). Agjenti vullkanizues është zakonisht squfur, i cili shtohet në një sasi prej 5 - 6%, duke ruajtur elasticitetin e gomës. Në një përqendrim squfuri prej 30 - 50%, frekuenca e lidhjeve të kryqëzuara është aq e lartë sa elasticiteti eliminohet plotësisht; Materiali i ngurtë i përftuar pas vullkanizimit quhet ebonit.

Gomat kombinohen lehtësisht me substanca të tjera - stiren, akrilonitril, izobutileni. Në gomat për qëllime të përgjithshme, përbërësi elastik është zakonisht një kopolimer, si goma stiren butadiene. Me rritjen e përmbajtjes së njësive të stirenit ose nitrolit në molekulat e gomës, rezistenca ndaj ngricës së gomës zvogëlohet. Produktet e gomës shpesh përdorin përforcime me fibra dhe pëlhura për të rritur forcën.

Gama e produkteve të gomës është jashtëzakonisht e gjerë. Për inxhinierinë mekanike, më të rëndësishmet janë gomat për automjete, amortizatorët, rripat e lëvizjes, zorrët, guarnicionet dhe prangat e ndryshme dhe kushinetat e thjeshta. Goma përdoret si material për vulosjen e fletëve metalike. Për prodhimin e produkteve të gomës përdoren goma për qëllime të përgjithshme dhe speciale. E para përfshin gomën natyrale dhe gomën izopren, e cila është pothuajse identike në veti, dhe gomën stiren-butadien, e cila është superiore në rezistencë ndaj konsumit ndaj gomës natyrale.

Gomat speciale përfshijnë: a) goma rezistente ndaj ngricave që ruajnë elasticitetin deri në -70 ... -100 ° C; këto janë goma organosilikonike dhe goma me plastifikues të veçantë, për shembull butadien-nitril, të plastifikuara me sebacate; b) goma rezistente ndaj nxehtësisë - etilen propilen (deri në 200 - 300 °C), gomë fluor (deri në 300 °C), silikon (deri në 250 °C); c) goma rezistente ndaj vajit me bazë kloropren, nitril butadien, goma me fluor, si dhe goma polisulfide (tiokol) dhe poliuretani; d) goma rezistente ndaj rrezatimit të mbushura me komponime plumbi ose bariumi për të thithur rrezatimin γ.

Vlera e jashtëzakonshme e vetive unike të gomës ka bërë të nevojshme testimin e plotë të vetive të saj duke përdorur metoda standarde. Përveç provave në tërheqje dhe grisje, vlerësohen rezistenca ndaj ngricave, rezistenca ndaj plakjes termike, rezistenca në media të lëngshme dhe vetitë e tjera të gomës.