De kemiska grundämnen som är vanligast förekommande i gummi är kol (C) och väte (H). Polymererna i naturgummi är till största del uppbyggda av dessa ämnen. Vid syntetisk framställning kommer kol och väte från de oljeprodukter som används som råvaror.
NATURGUMMI (NR) - framställning och egenskaper
När man tappar ett gummiträd skärs en diagonal skåra halvvägs runt stammen. Den får inte vara så djup att den skadar savlagret under barken. Saven samlas sedan upp i en skål som fästes på trädet.
Skålarna töms i en container och transporteras till en rågummifabrik. I gummifabriken tillsätts syra, ofta ättiksyra, så att proteinerna koagulerar. Sedan valsas, tvättas, torkas och röks gummit innan det klassificeras.
Med undantag för butadiengummi har naturgummi den största elasticiteten av alla gummisorter. Det kan också motstå nötning och utmattning mycket bra. Det spricker dock lätt utomhus samt påverkas av mineraloljor och bränslen. Naturgummi används främst i tillverkning av stora fordonsdäck, vibrationsdämpare, fjädrar och gummilager. Andra områden där naturgummi används är slangar, packningar, transportband, tätningar och gummibelagd väv.
Gummiträdet
Eftersom gummiträdet kräver ett hett och fuktigt klimat växer de endast i det så kallade "Gummibältet" - en tropisk zon som sträcker sig runt jorden längs ekvatorn. Då de hade problem med att säkra tillgången på gummi, kom engelsmännen år 1876 på att de kunde odla gummiträd på plantager. På så sätt spred sig odlingarna vidare till Sydostasien och Afrika. Idag kommer mer än 90% av allt naturgummi från Sydostasien. De största producenterna är Thailand, Indonesien och Malaysia med 80% av världsproduktionen. Plantager finns även i Sydamerika och Afrika.
SYNTETGUMMI
Det finns bara en kemisk variant av naturgummi, d.v.s. isoprengummi. Däremot finns det en mängd olika kemiska varianter av syntetgummi. De olika sorterna har alla sina egenskaper och fördelar, vilket gör att vi kan välja just den sort vi önskar för ett specifikt ändamål.
I och med bilismens stora genombrott ökade behovet av gummi. På flera håll gjordes försök med att framställa gummi på konstgjord väg. 1914 startade tyskarna massproduktion av syntetgummi för att möta efterfrågan under första världskriget. På 30-talet förfinade de sina metoder. Under Andra Världskriget kunde inte USA få leveranser från sina gummiproducenter i Stilla Havet, och därför beslöt regeringen att bygga fabriker för att framställa syntetiskt gummi. Produktionen av syntetgummi ökade från 8 000 ton 1941 till 820 000 ton 1945. Efter kriget såldes fabrikerna till privata företag. Det första syntetgummit kunde knappast mäta sig med naturgummit, men med tiden utvecklades sorter som hade lika goda egenskaper som naturgummi, i vissa fall ännu bättre.
I följande avsnitt beskrivs tre så kallade "normalgummisorter" samt några gummisorter där vissa egenskaper framhävts.
STYRENGUMMI (SBR) - den vanligaste syntetgummisorten
Styrengummi, som är det vanligaste (och billigaste) syntetgummit, får tjäna som exempel för vår beskrivning av tillverkningens principer. Basvaran kommer ursprungligen petroleum, som är en fossil bildning från organismer som dött för miljontals år sedan. I oljeraffinaderiet har man destillerat fram de basvaror som ska ingå i syntetgummit; styren och butadien. Första steget i tillverkningen av styrengummi är att man låter styren och butadien reagera med varandra. Det bildas då en kemisk förening som består till ungefär en fjärdedel av styren och resten butadien. Det man får är ett syntetisk gummi med i stort sett liknande egenskaper som naturgummi. Styrengummi har dock bättre värmebeständighet än naturgummi. Däremot är det sämre vad gäller köldbeständighet och hållfasthet. Inom Trelleborg använder vi ungefär 60 % syntetgummi och 40 % naturgummi. Styrengummi används i många liknande sammanhang som naturgummi. Hos oss används det som yttergummi till blästerslangar, olje- och bensinslangar, däck med flera produkter.
ISOPRENGUMMI (IR) - nästan som naturgummi
Polymererna hos isoprengummi är kemiskt uppbyggt på samma sätt som naturgummi. Sammansättningen är dock annorlunda. Eftersom naturgummi är ett biologiskt material innehåller det proteiner, fettsyror och andra ämnen som inte finns hos det syntetiska isoprengummit. Vulkhastigheten är oftast något lägre för isoprengummi än naturgummi och de fysikaliska egenskaperna hos isoprengummi är något sämre än för naturgummi, men annars är de mycket lika varandra.
BUTADIENGUMMI (BR) - det mest elastiska gummit
Butadiengummi har polymerer som enbart är sammansatta av butadien-molekyler. Det används ofta tillsammans med andra gummisorter för att förbättra egenskaper som elasticitet, nötningbeständighet och egenskaper i lågtemperatur. Butadiengummi används i kombination med naturgummi i till exempel lastbilsdäck.
SPECIALGUMMISORTER
Vi har hittills tagit upp "normal"gummisorterna". Utöver dessa har man tagit fram gummisorter där speciella egenskaper framhävts. De vanlligaste specialgummisorterna som vi använder är etenpropengummi, butylgummi, kloroprengummi och nitrilgummi.
ETENPROPENGUMMI (EPM/EPDM) - för många användningsområden
När vi ska tillverka en packningsduk för packningar så måste denna kunna tåla ganska höga temperaturer. Då väljer vi etenpropengummi. Eftersom etenpropengummi inte heller spricker utomhus används den även till tätningslister, slangmaterial, valsbeläggningar, ångslang och en rad andra produkter. Den är bland annat den viktigaste gummisorten vid tillverkning av bildetaljer.
BUTYLGUMMI (IIR) - när kraven på gastäthet är stora
För produkter som ska hindra gaser från att tränga igenom materialet lämpar det sig bra att använda butylgummi. Detta är en polymer som består av isobuten och en liten mängd isopren. Det sista är den där viktiga lilla omättade tillsatsen som gör materialet möjligt att vulkas. Trots att genomsläppligheten för gaser hos butylgummi, liksom för alla andra gummisorter, ökar med temperaturen, så är den för butylgummi mycket låg. Detta gäller även om temperaturen skulle nå upp till 70- 80 °C. Butylgummi används till bland annat innerslangar för däck.
KLOROPRENGUMMI (CR) - beständigt mot olja och väder
Kloroprengummi består enbart av kloropren. Av slutnamnet kan vi utläsa att det rör sig om ett omättat ämne. Beständigheten mot både oljor och väder gör att polymeren lämpar sig bra för produkter som ska användas utomhus eller kan komma i kontakt med olja och bensin. En typisk produkt som kan nämnas är yttergummit på oljeslangar.
EGENSKAPER HOS OLIKA GUMMISORTER
|
Natur- |
Styren- |
Butadien- |
Etenpro- |
Butyl- |
Kloro- |
Nitril- |
Silikon- |
|
gummil/ |
gummi |
gummi |
pengummi |
gummi |
prene- |
gummi |
gummi |
|
Isoprene |
SBR |
BR |
EPM/EPDM |
IIR |
gummi |
NBR |
PMQ * |
|
NR/IR |
|
|
|
|
CR |
|
|
| EGENSKAPER |
| Max temp °F |
176 |
194 |
176 |
248 |
194 |
185 |
194 |
392 |
| Min temp °F |
-58 |
-40 |
-103 |
-31 |
-49 |
-31 |
-22 |
-112 |
| Rivhållfasthet |
4 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
1 |
| Avnötning |
4-5 |
4-5 |
5 |
3 |
3 |
3-4 |
3 |
1-2 |
Olje- & bensin-
beständighet |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2-3 |
3-4 |
2-3 |
Väder- & ozon-
beständighet |
1-2 |
1-2 |
1-2 |
5 |
4 |
3 |
1-2 |
5 |
Vatten-
beständighet |
4 |
4 |
4 |
5 |
4 |
2-3 |
3-4 |
2 |
| Brand härdighet |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
2 |
Studselasticitet
i kyla |
5 |
3 |
5 |
3 |
1 |
3 |
3 |
5 |
Studselasticitet
i värme |
5 |
3 |
5 |
3 |
3 |
4 |
3 |
5 |
Dynamisk
utmattning |
4 |
4 |
4 |
4 |
3 |
4 |
2 |
1-2 |
Vidhäftning till
metall |
4-5 |
4-5 |
4-5 |
3 |
2 |
4 |
4 |
2 |
Vidhäftning till
textil |
4-5 |
4-5 |
4-5 |
3 |
2 |
4-5 |
3-4 |
2 |
Betygsskala för ovanstående egenskaper: 5 utmärkt, 4 mycket god, 3 god, 2 mindre god, och 1 dålig.
*) För att visa på den stora variation som finns mellan olika gummisorter har silikongummi också tagits med som exempel.
INTE BARA GUMMI
För att ett material ska få de rätta egenskaperna måste vi även tillsätta andra ämnen i gummiblandningen. Här följer en uppräkning på ämnesgrupper.
Fyllmedel
Till exempel kimrök som är ett fint kolpulver som tillsätts för att förstärka och fylla ut. Även ljusa fyllmedel som kaolin, silika och krita kan användas för att fylla ut.
Vulkaniseringsingredienser
Förutom svavel finns det andra ämnen som kan användas för att påverka gummits egenskaper. Vulkmedlet tillsättes för att bilda bryggor, tvärbindningar, mellan polymerkedjorna. Vulkhastigheten påverkas av acceleratorer och vulkningen startas med hjälp av aktivatorer.
Åldringsskydd
Olika typer av ämnen kan tillsättas för att öka livslängden på produkterna, till exempel antioxidanter och antiozonanter för att skydda mot luftens inverkan.
Mjukningsmedel
För att kontrollera hårdheten hos produkten och förenkla bearbetningen tillsätts mjukningsmedel.
Specialingredienser
Pigment används till infärgning, antistatmedel för att minska statisk elektricitet som drar till sig damm, jäsmedel för att göra gummi med cellstruktur, flamskyddsmedel för att öka brandhärdigheten
Armering
För att öka gummiprodukternas hållfasthet brukar vi ofta armera dem. Som armering används olika material, till exempel textilväv för skyddskläder, ståltråd i däck och glasfibrer i vissa slangar.
|