Кто открыл явление вулканизации резины, знает не каждый. Хотя имя этого человека достаточно часто упоминается в рекламных сообщениях. Его звали Чарльз Нельсон Гудиер, и сегодня его фамилию «носят» шины известной марки. Без его участия «индийская резина» (каучук), возможно, никогда бы не получила широкого применения, т. к. она была просто диковинкой, привезенной когда-то из Америки. В течение многих лет Чарльз проводил многочисленные эксперименты по смешиванию каучука с разными компонентами (от скипидара до токсичного оксида цинка), пока в 1839 году не открыл композицию этого вещества с серой.
Что представляет собой процесс вулканизации резины? С точки зрения химии – это соединение гибких молекул каучука в трехмерную сетку пространственного вида, при этом поперечные химические связи являются достаточно редкими. Последнее свойство позволяет резине оставаться такой же высокоэластичной, каким есть и натуральный каучук, из которого она изготовлена.
При вулканизации резины сетку можно получить под воздействием высокой температуры или радиации, а также при применении специального химического агента. Как правило, для проведения операции используются специальные агрегаты вроде котлов, литьевых машин, прессов, автоклавов, форматоров-вулканизаторов и теплоносителей (от горячего пара до электрообогрева).
Температура вулканизации сырой резины может быть достаточно разнообразной в зависимости от способов использования конечного продукта. Классическим является диапазон от 130 до 200 градусов Цельсия, хотя резиновые покрытия и герметики иногда вулканизируют при комнатной температуре (при 20 градусах, «холодная вулканизация»). Вещества-агенты для данного процесса достаточно разнообразны. Чаще всего проводится серная вулканизация, которая позволяет получить диеновые каучуки, применяемые при производстве шин и резиновой обуви. Кроме того, важную роль играют так называемые «ускорители» (для последнего вида процесса), это преимущественно сульфонамиды и замещенные тизолы.
Горячая вулканизация резины может быть проведена за очень короткий промежуток времени, если в химическом процессе задействованы ускорители: дитиокарбаматы или ксантогенаты. В этом случае операция проходит быстро при температуре около 110-125 градусов. Для вулканизации же некоторых клеев и латексных смесей при применении диметилдитиокарбамата натрия могут использоваться более низкие температуры (от 20 до 100 градусов).
Применяемые при вулканизации резины дополнительные вещества (олигоэфиракрилаты, пероксиды, фенолоформальдегидные смолы и др.) позволяют получить продукцию с высокой теплостойкостью, монолитностью, улучшенными диэлектрическими свойствами. Также не последнюю роль при формировании того или иного изделия (от подошвы для сапог до бижутерии) играют антиокислители (увеличивают срок службы каучука) и пластификаторы, позволяющие понизить вязкость вещества при обработке и скорость «стирания».
