Gumowy Surowiec

Spis treści 1.Ogólnie o gumach. 2.Właściwości fizyczne. 3.Produkcja gum. 4.Rodzaje gum. 5.Produkty gumowe. 6.Opony samochodowe. 7.Ciekawostki.

Gumy-Ogólne Informacje Guma, produkt powstający w wyniku wulkanizacji kauczuku naturalnego, kauczuku syntetycznego lub ich mieszanin, odznaczający się zdolnością do dużych odkształceń odwracalnych.

Właściwości fizyczne Guma nie jest odporna na wysoką temperaturę i pali się wydzielając czarny, gryzący dym. Jest nieprzepuszczalna dla wody. Może być elastyczna w zakresie temperatur od -60 do 220 °C. Jednak w praktyce poszczególne gatunki gumy spełniają ten wymóg tylko w niewielkim zakresie temperatur. Oznacza to, że w zależności od przewidywanej temperatury pracy urządzenia należy zmieniać rodzaj zastosowanej gumy. Przykładem mogą być tutaj letnie i zimowe opony samochodowe. Guma może się rozciągnąć aż 12 razy, nim zostanie zerwana. Wytrzymałość na rozciąganie dla gumy to od 2,5 do 50 MPa. Gęstość gumy waha się w granicach od 1,1 do 2 i więcej g/cm3

Produkcja gum Większość gatunków gumy otrzymuje się z kauczuku poprzez wulkanizację. Kauczuk składa się z ułożonych obok siebie bardzo długich łańcuchów poliolefin. Wulkanizacja powoduje tworzenie się stosunkowo niewielkiej liczby mostków chemicznych między tymi łańcuchami, na skutek czego powstaje przestrzenna sieć. Proces sieciowania musi być dokładnie kontrolowany, gdyż gęstość występowania mostków chemicznych decyduje o własnościach mechanicznych produktu. Ze wzrostem stopnia usieciowana zmniejsza się elastyczność i wzrasta wytrzymałość na zerwanie. Przy zbyt dużym stopniu usieciowania materiał traci własności elastyczne i staje się duromerem. Duromery otrzymane z kauczuków poliolefinowych nazywa się ebonitem. Większość gum jest usieciowana w 1 do maksymalnie 8% molowo, co oznacza, że przy 1 do 8% merów występują mostki sieciujące. Współczesna guma często jest łączona z innymi materiałami np. siatkami stalowymi tworząc kompozyty. Przykładem może być tutaj opona samochodowa, która stanowi bardzo zaawansowany wyrób nowoczesnej technologii.

Rodzaje gumy Przemysł chemiczny wytwarza ogromną ilość rodzajów gumy. Poprzez mieszanie szeregu polimerów tworzących medium oraz bardzo różnorodnych wypełniaczy można uzyskać materiały o całkowicie przeciwstawnych własnościach. W zależności od użytych surowców rozróżnia się gumę naturalną produkowaną z kauczuku otrzymywanego z żywicy drzewa Hevea brasiliensis oraz gumę syntetyczną produkowaną z polibutadienu i innych syntetycznych poliolefin.

Przykłady wyrobów gumowych gumki do ścierania, artykuły piśmiennicze gumowe zatyczki gumowe pokrycia lub pokrowce kołnierze gumowe opony i dętki do pojazdów mechanicznych przewody gumowe sprzęt erotyczny – prezerwatywy sprzęt medyczny – rękawiczki chirurgiczne sprzęt sportowy – czepki pływackie, piłki, balony ubranie i obuwie wodoodporne oraz ochronne – kalosze, płaszcze przeciwdeszczowe, stroje przeciwchemiczne, maski przeciwgazowe uszczelki

Opony samochodowe

Budowa opony Bieżnik i jego rzeźba Pasek oddzielający Wzmocnienie grzbietu: Warstwa nylonowa Warstwa stalowa Osnowa Bok Warstwa uszczelniająca Wzmocnienie Kołnierz obręczy w formie piętki stopki Drutówka Szczelna guma

Produkcja

Mieszanie Produkcja opony rozpoczyna się od wymieszania surowców (pigmentów, środków chemicznych oraz około trzydziestu różnych rodzajów gumy) w tzw. maszynach Banbury'ego. Pracują one pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. Łączą wszystkie składniki w jeden materiał, który zostanie poddany wielokrotnemu rozdrobnieniu.

Rozdrabnianie Schłodzona guma jest formowana w sztaby i transportowana do maszyn rozdrabniających. Guma jest tam cięta na pasy wykorzystywane do produkcji boków opon, bieżników lub innych części opony. Inny rodzaj gumy służy do pokrywania włókien przeznaczonych do budowy korpusu opony. Do budowy opon wykorzystuje się wiele rodzajów włókien, m.in. poliester, sztuczny jedwab lub nylon.

Drutówka Kolejnym elementem opony jest drutówka, kształtem przypominająca obręcz, która jest dopasowana do obręczy koła samochodu.

Osnowa Do opony są dodawane dwie warstwy włókniny, nazywane kordami, oraz para pasków ochraniających oponę przed ocieraniem o obręcz koła.

Bieżnik Opona jest wzmacniana przez dodanie stalowych pasów zabezpieczających ją przed przebiciem i zapewniających dobrą przyczepność do nawierzchni. Ostatnim elementem opony jest bieżnik. Po dodaniu go do półfabrykatu opona jest gotowa do wulkanizacji.

Wulkanizacja Ostateczny kształt i wzór bieżnika opona uzyskuje w prasie wulkanizacyjnej. Ogromne formy – działające na zasadzie gofrownicy – kształtują i wulkanizują oponę na gorąco. W formie jest wyżłobiony wzór bieżnika, oznaczenia widoczne później na boku opony, nazwa producenta i inne dane wymagane przez prawo. Opony są wulkanizowane w temperaturze ponad 300°C. W zależności od wymiarów opony trwa to od 12 do 25 minut.

3 4 2 5 1

Kontrola Zwulkanizowane opony poddawane są kontroli jakościowej. Egzemplarze wykraczające parametrami poza normy są odrzucane na tym etapie. Część wad, widocznych na powierzchni opony, wykrywają kontrolerzy, pozostałe – wyspecjalizowane maszyny. Wszelkie wady wewnętrzne lub uszkodzenia wykrywane są w prześwietleniu. Ponadto inżynierowie kontroli jakości rozcinają wybrane losowo opony i badają szczegółowo ich konstrukcję.

Utylizacja opon

Jeśli w swoim warsztacie, domu, firmie posiadasz zużyte opony, możesz je bezpłatnie oddać do Centrum Utylizacji Opon. Jest to organizacja odzysku, która powstała z inicjatywy głównych producentów i importerów opon obecnych na polskim rynku. Centrum odbiera opony osobowe, dostawcze i ciężarowe, również takie, które nie utrzymują swojego pierwotnego kształtu.  Warunkiem jest zebranie co najmniej 100 opon osobowych lub dostawczych albo 35 ciężarowych. Wówczas można zamówić odbiór u operatora logistycznego Centrum. Aby to zrobić należy wypełnić zgłoszenie znajdujące się na stronie internetowej i w ciągu dwóch dni operator potwierdzi datę odbioru.

Jeszcze nie tak dawno brakowało ścisłych uregulowań prawnych co do tego jaki los powinien spotykać wyeksploatowane opony. Nieraz zdarzało się, że lądowały one po prostu na wysypisku razem z innymi odpadami ewentualnie były zakopywane czy wrzucane do zbiorników wodnych. Jednak alarmujące statystyki mówiące o 1,2 mld niepotrzebnych opon w skali roku na całym świecie sprawiły, że owo podejście zaczęło się zmieniać. Przede wszystkim wśród osób stanowiących prawo. Dzisiaj producenci i dystrybutorzy ogumienia są zobowiązani do opłaty produktowej czyli płacenia określonej kwoty zależnej od kosztu ponownego przetworzenia danego modelu opony. Opony do utylizacji dostarczają różnorakie firmy zajmujące się odzyskiem surowców wtórnych. W Polsce jest to Centrum Utylizacji Opon Organizacja Odzysku S.A. Oto kilka stosowanych sposobów, na wykorzystanie tego rodzaju odpadów.

Olej z opon Global Resource Corporation opracowała technologię przetwarzania wyeksploatowanych opon na olej napędowy. Najpierw się je mieli a potem poddaje obróbce cieplnej w wielkim odpowiedniku kuchenki mikrofalowej. Efektem końcowym procesu jest olej napędowy, gaz, który może służyć do ogrzewania jak również niewielka ilość grafitu i stali. Z tych składników w dalszej produkcji opon używany jest grafit nadający ogumieniu kolor czarny. Owa „mikrofalówka” różni się tym od domowej, że wykorzystywane jest w niej 1200 ściśle określonych częstotliwości fal radiowych. Są one tak dobrane by wywoływać drgania węglowodorów o określonej długości łańcuchów. Gdy wiązania pękną związek chemiczny zamienia się w kilka innych substancji o stanie skupienia gazowym lub ciekłym. Bilans energetyczny całego procesu jest dodatni. Oznacza to, że paliwo, które powstaje wytworzy więcej energii niż zostało zużyte podczas działania mikrofalówki. Według GRC z 9 kg ogumienia powstaje 4,5 l paliwa do silników Diesel, 3,4 kg grafitu, 1,4 m3 gazu oraz 1 kg stali. Obecnie najpowszechniej stosowanym sposobem uzyskiwania z opon oleju napędowego jest tzw. piroliza czyli proces, w którym pod wpływem ciepła przerywane są wiązania związków chemicznych. Są dwie odmiany tej metody utylizacji: niskotemperaturowa, której produktem są oleje stosowane do produkcji różnego rodzaju paliw i lakierów oraz wysokotemperaturowa, w której wytwarzany jest gaz.

Opony i asfalt Kolejnym sposobem recyklingu opon jest wykorzystywanie gumy, z których są wykonane do poprawy właściwości asfaltu. Guma po dodaniu przyczynia się do utwardzenia asfaltu a co za tym idzie zwiększa jego odporność na uszkodzenia mechaniczne, zmniejsza prawdopodobieństwo pękania oraz przyczynia się do redukcji hałasu wytwarzanego podczas jazdy samochodów. Nawierzchnia przygotowana w ten sposób wpływa również na poprawę właściwości hamujących – skraca o 1/4 drogę hamowania pojazdów. W USA prowadzono nawet na ten temat badania, które wykazały, że na drogach wykonanych z mieszanki gumy i asfaltu kilkukrotnie zmniejsza się ilość wypadków, zwłaszcza w deszczowe dni.

Energia z opon Jako, że guma ma dobre właściwości cieplne i wysoką, tzw. wartość kaloryczną może służyć do wytwarzania energii na drodze spalania. Po przystosowaniu pieców przemysłowych do spalania zużytych opon mogą one służyć jako paliwo. Wprawdzie owa modernizacja sporo kosztuje  ale zwraca się między innymi przez  otrzymywanie środków finansowych za utylizację ogumienia. Dodatkowo jako, że ten typ paliwa może stanowić do 20% całości, zmniejsza się również zapotrzebowanie na węgiel co stanowi dodatkową oszczędność. Kolejna zaleta używania zużytych opon jako paliwa to mniejsza emisja CO2 i SO2. Ten typ paliwa jest stosowany głównie w cementowniach i elektrociepłowniach.

Jeszcze raz na drogę Jako, że zainteresowanie regenerowanymi oponami jest niewielkie, metoda bieżnikowania nie jest zbyt powszechnie używana. Polega ona na pozbyciu się pozostałości starego bieżnika, przygotowania powierzchni opony a następnie za pomocą odpowiednich klejów umieszczenie nowego bieżnika oraz wulkanizacja ogumienia. Taka opona jest zwykle o połowę tańsza. Do ponownego wykorzystania nadaje się zazwyczaj 75% masy wyeksploatowanej opony.

Ciekawostki Guma została wykorzystana jako paliwo rakietowe przez samolot kosmiczny SpaceShipOne. Zamiast narażać się na eksplozje ciekłego paliwa jak np. wodór, konstruktorzy skorzystali z gumy. Nie trzeba było tłoczyć do zbiornika sprężonego płynu. Gumę po prostu ułożono w środku w postaci odpowiednich pakietów. Widocznym efektem takiego podejścia byli widzowie, którzy mogli podejść do statku kosmicznego tuż przed startem. Kiedy w latach 60. XX wieku pierwsze amerykańskie pojazdy startowały w kosmos, pilot był jedynym człowiekiem w promieniu setek metrów od rakiety. Obsługa obserwowała start w bunkrze, bo eksplozja paliwa i utleniacza byłaby bardzo niebezpieczna.

KONIEC