Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 6 - Utvecklingen av butylgummi, av William J Sparks
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
motsvarar elasticiteten flytbarheten och
krafter som minskar den kan betraktas som inre
friktion. Studselasticiteten är en praktisk
aspekt av den inre friktionen. Vid
rumstemperatur har polyisobutylen större inre
friktion än naturgummi, och dess studselasticitet
är mindre. Den närmar sig dock
naturgummis vid stigande temperatur (fig. 3).
Polyisobutylen med hög molvikt liknar
na-turgummi i andra hänseenden, såsom i
löslighet och röntgendiagram i sträckt tillstånd.
Vidare har den naturgummis alla viktigaste
fysikaliska egenskaper; den kan t.ex. dras ut
snabbt och snabbt återta ursprunglig längd;
dess spännings-töjningskurva liknar
naturgummis (fig. 4). Dubbelbindningar i
kolkedjan är uppenbarligen inte nödvändiga för att
materialet skall få gummiliknande egenskaper,
men de har, som senare skall visas, betydande
praktiska fördelar.
Vulkning
Rågummi, såväl naturligt som syntetiskt, är
ett relativt värdelöst material. Gummi blir
användbart och värdefullt bara i den mån man
kan ge det förmåga att tåla stor deformation
utan att brista, att snabbt återta ursprunglig
form efter sträckning utan nämnvärd
kvarstående deformation, att vara lättböjligt vid
alla vanligen förekommande temperaturer, att
inte flyta eller krypa under tryck och att
motstå nötning.
Dessa fordringar kan uppfyllas genom
vulkning av rågummit. Den viktigaste kemiska
egenskapen hos gummi är därför dess
vulkbar-het. Denna beror på närvaron av
dubbelbind-ningar som genom sin reaktivitet möjliggör
bildning av tvärbindningar mellan de långa
molekylerna.
Polyisobutylen saknar dubbelbindningar och
kan därför inte vulkas kemiskt. Dess brottgräns
kan emellertid ökas genom mekanisk
bearbetning. Polyisobutylen med molvikt 200 000 hade
t.ex. kallvalsad 48 kp/cm2 brottgräns men 130
kp/cm2 efter 20 min bearbetning i
Banbury-blandare vid 140°C.
Detta är ett exempel på mekanisk vulkning
som beror på intermolekylära krafter. Vid
po-lymerisationen rullar troligen många stora
molekyler ihop sig till nystan, varigenom olika
molekyler bara i få punkter kommer så nära
varandra att intermolekylära krafter blir
effektiva. Man kan emellertid genom mekanisk
bearbetning rulla upp molekylerna, varvid de
intermolekylära krafterna får flera
angreppspunkter.
Om gummi blandas med svavel och
upphettas, uppstår kemisk tvärbindning. Härvid binds
de långa, böjliga gummimolekylerna samman
i punkter på relativt stora avstånd från
varandra. Liksom de genom mekanisk bearbetning
erhållna, fysikaliska bindningarna i
polyisobutylen begränsar de kemiska bindningarna
molekylernas rörelsefrihet ocli hindrar dem
att rulla ihop sig till nystan.
Fig. 2. Formler för
polyisobutylen och
naturgummi.
Att polyisobutylen inte kan vulkas kemiskt
var en betydande olägenhet därför att de
kemiska tvärbindningarna är mycket starkare än
de fysikaliska varigenom en produkt med
större hållfasthet erhålles. Man har emellertid
funnit att en polymer med dubbelbindningar
kan framställas genom sampolymerisation av
isobutylen och isopren CH, : CHC(CH3) : CH,.
Vidare har det visat sig att polymeren blir
vulkbar, även om den innehåller endast ett
fåtal dubbelbindningar. Dessa är reaktiva
grupper vilkas införande i begränsat antal ger
poly-isobutylenkedjan en begränsad funktionalitet.
Den nya vulkbara polyisobutylenen har
kallats butylgummi. Den genomsnittliga molvikten
mellan två dubbelbindningar i kedjan är hos
den 6 000, medan motsvarande molvikt i
naturgummi är 68. Man upptäckte snart att en
polymer med begränsad funktionalitet möjliggör
studium av vulkningsprocessen utan störning
av sådana sidreaktioner som
homovulkanise-ring, ringbildning och oxidation, vilka är
utmärkande för starkt omättade elaster.
Tidigare hade man erhållit teoretiska uttryck
för sambandet mellan viktiga egenskaper hos
vulkat gummis molekyler och mätbara
fysikaliska egenskaper, t.ex. svällningsvolymen vid
jämvikt. Ju större antalet tvärbindningar är,
desto mindre blir nämligen den mängd
lösningsmedel som kan tränga in mellan de
tvärbundna polymermolekylerna. Med dessa
teoretiska uttryck kan man exakt beräkna antalet
tvärbindningar.
Genom att inga sidreaktioner uppstår vid
vulkning av butylgummi kunde man därför
beräkna mängden bundet svavel per
tvärbindning, få en uppfattning om
vulkningsreaktio-nens kinetik och förstå och undvika den
försämring av produkten, som uppstår genom
övervulkanisering.
En undersökning av den per tvärbindning
förbrukade svavelmängdens variation med
vulk-ningsgraden visade att det normalt behövs två
svavelatomer per tvärbindning när butyl-
Fig. 3.
Studselasticitet hos
-
polyisobutylen med
molvikt 168 000
och–-vulkat
naturgummi.
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 tf)J
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
