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加硫ゴムと未加硫ゴムの違い

主な違い – 加硫ゴムと未加硫ゴム

加硫は、天然および合成ゴム製品を含むほとんどのエラストマーの特性を向上させる化学プロセスです。これは、ポリマー業界で最も革新的な発明と見なされています。加硫は、チャールズ・グッドイヤーによって最初に発見されました。しかし、加硫の商業的方法の特許を最初に取得したのはトーマス・ハンコックでした。加硫の工程を経ていないゴムは、未加硫ゴムと呼ばれます。加硫ゴムと未加硫ゴムの主な違いは、加硫ゴムは大きな機械的応力を加えた後でも元の形状に戻ることです。

この記事では、

1. 加硫ゴムとは
– 加硫の定義、特性、プロセス

2. 未加硫ゴムとは
– 定義、プロパティ、構造

3. 加硫ゴムと未加硫ゴムの違いは何ですか?

加硫ゴムとは

加硫の工程を経たゴムを加硫ゴムと呼びます。加硫の過程で、特定のゴムの独立したポリマー鎖の間に化学結合が形成され、ポリマーマトリックス内に分子ネットワークが形成されます。これらの新しい化学結合は、しばしば架橋と呼ばれます。硫黄原子の鎖、単一の硫黄原子、炭素-炭素原子、または多価金属イオンがこれらの架橋を形成する場合があります。この分子ネットワークの形成により、加硫ゴムは硬くなり、べたつきが少なくなります。最も重要なことは、加硫ゴムが大きな機械的応力を解放すると元の形状に収縮することです。このように、加硫のプロセスは、永久変形の量を減らし、遡及力を増加させます。言い換えれば、加硫のプロセスは可塑性を低下させ、弾性を増加させます.

加硫システム (硬化システム) には 4 つのタイプがあります。

– 硫黄系

– 過酸化物系

– ウレタン架橋剤

– 金属酸化物。

硫黄システムは、世界で最も一般的で広く適用されている硬化システムです。これは、大量の硫黄、高温、長時間の加熱を必要とする低速加硫システムです。加硫プロセスの最も重要なパラメーターには、開始までの経過時間 (スコーチ時間)、加硫速度、および加硫の程度が含まれます。レオメータと呼ばれる機器を使用して、これらのパラメータを決定できます。

硫黄加硫システム

未加硫ゴムとは

加硫工程を経ていないゴムを未加硫ゴムと呼びます。未加硫ゴムは強度が低く、大きな機械的応力がかかると簡単に永久変形します。通常、加硫されていないゴムは粘着性があります。

ポリイソプレンの天然および合成前駆体

加硫ゴムと未加硫ゴムの違い

定義

加硫ゴム: 加硫ゴムは、加硫プロセスを経たゴムです。

未加硫ゴム: 未加硫ゴムは、加硫プロセスを経ていないゴムです。

ゴムの構造

加硫ゴム: 加硫ゴムには、高度に架橋されたポリマー鎖による分子間システムがあります。

未加硫ゴム: 未加硫ゴムにはポリマー鎖のみがあり、架橋や分子間ネットワークはありません。

プロセス

加硫ゴム: このプロセスは、加硫剤と混合されたゴムを金型内で加圧下で加熱することによって行われます。

未加硫ゴム: そのようなプロセスは必要ありません。

大きな機械的応力下での変形

加硫ゴム: 加硫ゴムは、機械的応力が解放されると変形することなく強制的に元の形状に戻ります。

未加硫ゴム: 加硫されていないゴムは、大きな機械的応力を受けると変形します。

初期ポリマーの化学組成

加硫ゴム: 硬化剤の添加により化学組成が変化します。

未加硫ゴム: 化学組成にそのような変化はありません。

参考文献:
Eirich, F. R. (2012).ゴムの科学技術。 Elsevier.
Mark, J. E., Erman, B., &Eirich, F. R. (2013).ゴムの科学と技術 (第 4 版)。 Academic Press.

画像提供:
「硫黄加硫」。 Cjp24 著 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC0)
「NatVsSynPolyisoprene」 Smokefoot 著 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC BY-SA 3.0)


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