Kaučuky

Obsah kapitoly

1. 22.1 Kaučuky pro všeobecné použití
2. 22.2 Kaučuky pro speciální aplikace

Zopakujme si, že kaučuky jsou polymery, které lze řídkým zesíťováním převést na elastomer neboli pryž. Kaučuky mohou být přírodní nebo syntetické (surovinovou základnou je ropa). Proces síťování nazýváme vulkanizací. Nejběžnější vulkanizace je sírou při teplotách (140 ÷ 160) °C (případně peroxidy aj.). Atomy síry vytváří příčné vazby (C-S-C) mezi původně lineárními makromolekulami kaučuku. Pro běžný vulkanizovaný kaučuk se používá (2 ÷ 3) % síry, pro polotvrdou pryž (10 ÷ 20) % a tvrdou pryž (ebonit) více jak 20 % síry. Pryž není zhotovována pouze z čistého kaučuku, ale z gumárenské směsi, která obsahuje kromě kaučuku a vulkanizačních činidel také stabilizátory, plastifikátory (např. přírodní kaučuk má v důsledku vysoké molekulové hmotnosti vysokou viskozitu a musí být před zpracováním upraven plastifikátory) a jiné pomocné látky (plniva, pigmenty apod.). Surový kaučuk je za tepla lepivý, za studena tuhý a nepružný, zatímco vulkanizát (pryž) je elastický v širokém rozmezí teplot.

Pryže se vyznačují převážně amorfní strukturou a nízkou teplotou skelného přechodu (viz tab. 4). Za působení malých sil se silně deformují (100 % až 500 % i více při zatěžování v tahu) a po skončení deformační síly přechází do původního stavu (vyznačují se vysokou pružností). Podobně jako plasty mohou být pryže homopolymery nebo kopolymery, upravující jejich vlastnosti žádoucím směrem.

Průmyslově vyráběných (syntetických) kaučuků je velký počet, lze je rozdělit na kaučuky pro všeobecné použití, z nichž se vyrábí většina běžných pryžových výrobků a kaučuky speciální, které jsou olejovzdorné nebo teplovzdorné. Přestože existuje široká paleta syntetických kaučuků, zůstává přírodní kaučuk (NR) i nadále významnou surovinou pro výrobu pryží. K úpravě vlastností pryží jsou v praxi používány také různé směsi kaučuků (zejména při výrobě pneumatik). Kaučuky jsou ve velkých objemech míchány také s plasty (např. NBR/PVC).

Zpět na začátek

22.1 Kaučuky pro všeobecné použití

Kaučuky pro všeobecné použití se vyznačují poměrně nízkou cenou a velkým objemem spotřeby. Do této skupiny patří přírodní kaučuk (NR) a některé syntetické kaučuky. Nejdůležitější z nich jsou uvedeny v tab. 27 (hlavními představiteli jsou homopolymery a kopolymery izoprenu a butadienu).

Tab. 27: Nejdůležitější kaučuky pro všeobecné použití

Kaučuky pro všeobecné použití jsou téměř nepolární, a proto jsou napadány např. benzínem, chlorovanými rozpouštědly i oleji. Pryžím dávají vysokou pevnost a dobrou odolnost proti oděru spolu s vysokou odrazovou pružností. Protože mají poměrně špatnou odolnost proti stárnutí (vyjma EPM a EPDM kaučuků), je výhodné v jejich směsích použít stabilizátory.

Aplikace

Používají se pro výrobu technické pryže, spotřební a zdravotnické zboží, pneumatiky, hadice, dopravní pásy, golfové míčky, gumovou obuv, lepidla nebo nátěrové hmoty, viz obr. 124. Nejsou použitelné za vysokých teplot. Ethylen-propylenové kaučuky (EPM, EPDM) se pro svoji výbornou odolnost vůči stárnutí používají např. k oplášťování kabelů, jako těsnění u oken, pro střešní aplikace nebo k izolaci vodních nádrží (vzhledem k jejich  nepolárnosti). Často se používají také jako modifikátor houževnatosti plastů.

Obr. 124: Příklady pryžových výrobků zhotovených z kaučuků pro všeobecné použití
Zpět na začátek

22.2 Kaučuky pro speciální aplikace

Kaučuky pro speciální aplikace se většinou používají v případech, kde je požadována dlouhodobá odolnost olejům a zvýšené teplotě, kterou u kaučuků pro všeobecné použití docílit nelze, viz tab. 7. Nejdůležitější příklady jsou uvedeny v tab. 28.

Tab. 28: Nejdůležitější kaučuky pro speciální aplikace

Olejovzdorné kaučuky se od kaučuků pro všeobecné použití liší především svou polaritou. Přičemž platí pravidlo čím polárnější olej, tím polárnější musí být kaučuk, z něhož vyrobená pryž má oleji odolávat. Pro nepolární oleje se spíše používá chloroprenový kaučuk (CR), pro polárnější prostředí naopak butadien-akrylonitrilové kaučuky (NBR) nebo dražší akrylátové kaučuky (ACM) či fluorouhlíkové kaučuky (FPM) s koncentrací fluoru obvykle mezi (66 ÷ 70) %, které odolávají prakticky všem mazivům, tekutým palivům a zředěným kyselinám oxidační povahy a navíc vynikají odolností dlouhodobému působení za vysokých teplot (díky vysoké pevnosti vazby C-F). Největší odolnost vůči olejům vykazují pryže z polysulfidových kaučuků (OT), které však nejsou teplovzdorné. Používají se k výrobě hadic, těsnění, obuvi (viz obr. 125) a chloroprenový kaučuk také k výrobě kombinéz (neoprenů).

Silikonové kaučuky (Q), které mají v hlavním řetězci vazbu -Si-O-, jsou teplovzdorné a současně i mrazuvzdorné. Jejich speciální typy jsou použitelné k výrobě pryží používaných v teplotním rozmezí od (-90 ÷ 200) °C, přičemž vlastnosti pryží se s teplotou mění jen velmi málo. Neodolávají ale vlhkému prostředí, v němž za zvýšených teplot podléhají hydrolýze (rozkladu). Používají se k izolaci tepelně namáhaných vodičů, pro tepelně namáhané součástky ve strojírenství a v automobilovém průmyslu (např. spojovací části mezi díly motoru, viz obr. 126). Pro dobrou snášenlivost s lidským organismem se často používají pro výrobu dudlíků, kousátek a silikonových částí šidítek (viz obr. 127) nebo v lékařství jako implantáty a také jako kontaktní čočky.

Obr. 125: Příklady pryžových výrobků zhotovených z olejovzdorných kaučuků


Obr. 126: Příklady silikontextilních hadic ze silikonového kaučuku (silikon nanesený např. na polyesterové tkanině)


Obr. 127: Příklady výrobků ze silikonového kaučuku



Zpět na začátek