Vulkanoitu kumi on elastomeeri, joka on tehty kestävämmäksi vulkanoimalla, biokemiallisella prosessilla. Kumipuusta saatu maitomainen lateksi yhdistetään kovetusaineeseen, yleensä rikkiin, ja kuumennetaan paineen alaisena.
Vulkanointiprosessin löysi amerikkalainen keksijä Charles Goodyear vuonna 1839. Vulkanointi tekee kumista vakaamman, lujemman ja lämmönkestävämmän, joten siitä tulee hyödyllisempi teollisiin tarkoituksiin ja tiettyihin tuotteisiin. Termi “vulkanoitu” on peräisin roomalaisesta tuli- ja metallityön jumalasta Vulcanista.
Vulkanointi: Kumin vahvistaminen
Ennen vulkanoinnin löytämistä luonnonkumi koaguloitiin hapon kanssa ja tehtiin temperoitavaksi, jotta se voitaisiin muotoilla ja muotoilla. Kuitenkin korkeissa lämpötiloissa kumi muuttuisi tahmeaksi tai sulaa, kun taas alhaisissa lämpötiloissa kumi muuttuisi hauraaksi. Nämä ominaisuudet tekivät kumin epäkäytännölliseksi käyttää teollisissa olosuhteissa.
Vulkanointi yhdistää kemiallisesti kumin ja rikin. Korkeassa paineessa ja korkeissa lämpötiloissa rikkiatomit muodostavat linkkejä kumimolekyylien pitkien ketjujen välille. Tämä lisää kumin lujuutta ja kestävyyttä ja vähentää sen tahmeutta. Sen avulla kumi voi myös säilyttää kimmoisuutensa paljon laajemmilla lämpötila -alueilla, mikä tekee vulkanoidusta kumista paljon hyödyllisempää eri sovelluksiin.
Vulkanoidun kumin kehitys
Charles Goodyear oli kokeillut kumia useita vuosia ennen vulkanoinnin löytämistä. Entinen rautakaupan omistaja, jolla ei ollut tieteellistä koulutusta tai tietoa kemikaaleista, Goodyear joutui velkaan etsiessään tapaa tehdä kumista vakaampi ja kestävämpi. Usein sanotaan, että hänen löydönsä tapahtui vahingossa, kun rikin ja kumikumin seos oli roiskunut kuumalle liesille ja muodostanut kovettuneen materiaalin. Goodyear väitti kuitenkin, että se ei ollut sattumaa, vaan pikemminkin kokeiden ja havaintojen sarjan tulos.
Goodyear lähetti näytteitä kovettuneesta kumistaan brittiläisille kumivalmistajille. Englantilainen Thomas Hancock, joka oli yrittänyt valmistaa säänkestävää kumia 20 vuotta, näki yhden näytteistä ja huomasi näytteen pinnalla ilmaisevan kellertävän jauhemaisen rikkijäännöksen. Hancock keksi prosessin uudelleen vuonna 1843, neljä vuotta Goodyearin jälkeen.
Goodyear sai Yhdysvaltain patentin tähän prosessiin vuonna 1844, mutta kun hän haki brittiläistä patenttia, hän huomasi, että Hancock oli lyönyt hänet siihen. Termi “vulkanoitu kumi” ei ole peräisin Goodyearilta, vaan sen loi Hancockin ystävä.
Tiesitkö, että Goodyear Tire & Rubber Company, tunnettu autonrenkaiden ja muiden kumituotteiden valmistaja, perusti Frank Seiberling vuonna 1898. Se nimettiin Charles Goodyearin kunniaksi, vaikka sukulaisuussuhteita ei ole.
Vulkanoidun kumin sovellukset
Vulkanoitua kumia käytetään tällä hetkellä monenlaisissa tuotteissa. Yleisimpiä ovat:
autojen renkaat
kumitiivisteet ja tiivisteet
voimansiirtohihnat
kengänpohjat
jääkiekkoa