Guma je materijal koji se koristi u velikom broju industrijskih proizvoda, od automobilskih komponenti i zaptivki do creva, transportnih traka, antivibracionih elemenata i različitih tehničkih proizvoda. Zahvaljujući elastičnosti, otpornosti na habanje i mogućnosti prilagođavanja različitim uslovima rada, guma ima veoma važnu ulogu u savremenoj industriji.
Ipak, ne postoji samo jedna vrsta gume. Različiti gumeni materijali imaju različita svojstva, pa se izbor odgovarajuće gume vrši prema nameni proizvoda, temperaturi, pritisku, vrsti fluida, mehaničkom opterećenju i drugim uslovima.
U nastavku su objašnjene najčešće vrste gume i njihove karakteristike, kao i razlike između prirodne i sintetičke gume i materijala koji se koriste za izradu različitih gumeno-tehničkih proizvoda.
Šta je guma?
Guma je elastičan materijal koji može biti prirodnog ili sintetičkog porekla. Njena karakteristična osobina je sposobnost da se deformiše pod dejstvom sile i da se nakon prestanka opterećenja u velikoj meri vrati u prvobitni oblik.
Osnovu gume čine polimeri, odnosno veliki molekuli sastavljeni od ponavljajućih jedinica. U procesu proizvodnje gumenih proizvoda koriste se i različiti dodaci kojima se podešavaju osobine materijala.
Među njima mogu biti sredstva za vulkanizaciju, punila, stabilizatori, pigmenti i druge komponente. Njihov sastav zavisi od vrste gume i željenih karakteristika završnog proizvoda.
Prirodna guma
Prirodna guma dobija se iz lateksa određenih biljaka, pri čemu je najpoznatiji izvor kaučukovac.
Jedna od glavnih prednosti prirodne gume jeste veoma dobra elastičnost. Takođe ima dobre mehaničke osobine, otpornost na habanje i sposobnost podnošenja ponavljanih deformacija.
Zbog svojih svojstava koristi se u različitim proizvodima, ali ima i ograničenja. Nije najbolji izbor za svaku primenu, posebno kada je materijal izložen visokim temperaturama, mineralnim uljima ili određenim hemikalijama.
Zato se za zahtevnije industrijske uslove često koriste sintetičke vrste gume.
Sintetička guma
Sintetičke gume proizvode se hemijskim procesima i mogu biti projektovane tako da imaju određena svojstva potrebna za konkretnu primenu.
Prednost sintetičkih elastomera je mogućnost prilagođavanja karakteristika kao što su otpornost na ulje, temperaturu, vremenske uslove, hemikalije i habanje.
Zbog toga se sintetičke gume koriste u velikom broju industrijskih oblasti, uključujući automobilsku industriju, mašinstvo, energetiku, građevinarstvo i proizvodnju različitih zaptivnih elemenata.
NBR guma – nitrilna guma
NBR, odnosno nitril-butadien guma, jedna je od često korišćenih sintetičkih guma u industriji.
Njena važna karakteristika je dobra otpornost na mineralna ulja i masti. Zbog toga se često koristi za zaptivke, semeringe, O-ring prstenove, creva i druge proizvode koji dolaze u kontakt sa uljima i sličnim fluidima.
NBR ima dobre mehaničke osobine i otpornost na habanje, ali njena otpornost na vremenske uticaje, ozon i određene hemikalije nije najbolja u poređenju sa nekim drugim elastomerima.
Zbog toga se izbor NBR-a uvek prilagođava konkretnim uslovima rada.
Detaljnije o ovoj vrsti materijala biće reči u tekstu „Uljnootporna guma: svojstva i primena“.
EPDM guma
EPDM je sintetički elastomer poznat po dobroj otpornosti na vremenske uslove, ozon, vlagu i povišene temperature.
Zbog tih svojstava koristi se za različite zaptivke, creva, profile i druge tehničke proizvode koji su izloženi spoljašnjoj sredini.
EPDM se često koristi u automobilskoj industriji, građevinarstvu i drugim oblastima gde su važni otpornost na vlagu i vremenske uticaje.
Međutim, nije univerzalno otporan na sve fluide. Posebno je važno voditi računa o njegovoj kompatibilnosti sa uljima i gorivima, gde drugi elastomeri mogu biti pogodniji.
SBR guma
SBR, odnosno stiren-butadien guma, jedan je od najrasprostranjenijih sintetičkih elastomera.
Ima dobre mehaničke osobine, otpornost na habanje i relativno povoljnu cenu, zbog čega se koristi u različitim proizvodima.
Poznata je po širokoj primeni u proizvodnji pneumatika, transportnih traka, tehničkih proizvoda i drugih gumenih komponenti.
Njena otpornost na određena ulja, goriva, ozon i vremenske uticaje je ograničena, pa se za zahtevnije uslove koriste drugi materijali.
CR guma – hloropren
CR, odnosno hloropren kaučuk, poznat je i kao neopren.
Ovaj materijal ima dobru otpornost na vremenske uticaje, ozon i određene hemikalije. Takođe poseduje dobre mehaničke karakteristike i može se koristiti u različitim industrijskim proizvodima.
CR se primenjuje za izradu creva, zaptivki, kaiševa, antivibracionih elemenata i drugih tehničkih proizvoda.
Njegova kombinacija mehaničke otpornosti i otpornosti na spoljašnje uticaje čini ga korisnim za različite industrijske primene.
FKM guma
FKM je grupa fluoroelastomera poznata po veoma dobroj otpornosti na visoke temperature, ulja, goriva i veliki broj hemijskih uticaja.
Zbog svojih karakteristika koristi se kada standardni elastomeri ne mogu da zadovolje zahtevne uslove rada.
FKM se može pronaći u različitim zaptivkama, semerinzima, O-ring prstenovima i drugim tehničkim proizvodima koji rade na višim temperaturama ili u kontaktu sa agresivnijim fluidima.
Njegova cena je obično viša u odnosu na standardne vrste gume, ali se opravdava kada su potrebne naprednije karakteristike.
Silikonska guma
Silikonska guma poznata je po dobroj otpornosti na širok temperaturni opseg i dobrim svojstvima pri visokim temperaturama.
Takođe može zadržati fleksibilnost u uslovima u kojima bi neki drugi elastomeri postali tvrđi ili izgubili svoje karakteristike.
Koristi se za različite zaptivke, creva, profile i druge proizvode. Primena postoji u automobilskoj, prehrambenoj, medicinskoj i drugim industrijama, u zavisnosti od konkretne formulacije materijala.
Detaljnije o ovoj vrsti materijala biće reči u posebnom tekstu „Silikonska guma: prednosti i primena“.
PU – poliuretanski elastomeri
Poliuretanski elastomeri imaju kombinaciju elastičnosti i veoma dobre otpornosti na habanje.
Koriste se u različitim tehničkim proizvodima, naročito tamo gde postoji intenzivno mehaničko opterećenje i potreba za dugim radnim vekom.
Mogu se koristiti za zaptivne elemente, točkiće, valjke, obloge i druge industrijske komponente.
Konkretna svojstva zavise od formulacije poliuretana i načina njegove proizvodnje.
Od čega zavise karakteristike gume?
Karakteristike gumenog proizvoda ne zavise samo od naziva osnovnog elastomera. Na konačna svojstva utiču i sastav smeše, aditivi, način obrade i proces vulkanizacije.
Među najvažnijim karakteristikama koje se prate su:
- tvrdoća,
- elastičnost,
- zatezna čvrstoća,
- izduženje pri kidanju,
- otpornost na habanje,
- otpornost na temperaturu,
- otpornost na ulja i goriva,
- otpornost na ozon i vremenske uticaje,
- otpornost na hemikalije,
- propustljivost za gasove i tečnosti.
Zbog toga dva proizvoda koja izgledaju slično mogu imati potpuno različite radne karakteristike.
Tvrdoća gume
Tvrdoća je jedna od osobina koja se često navodi kod gumenih proizvoda.
Mekša guma može bolje da prati nepravilnosti površine i ostvari dobro zaptivanje, dok tvrđa guma može imati veću otpornost na određena mehanička opterećenja i habanje.
Tvrdoća se često izražava Shore skalom, pri čemu se izbor odgovarajuće vrednosti vrši prema nameni proizvoda.
Kod zaptivki, na primer, tvrdoća mora biti usklađena sa konstrukcijom spoja, pritiskom i uslovima rada.
Otpornost na temperaturu
Temperatura kojoj je gumeni proizvod izložen može značajno uticati na njegov radni vek.
Na visokim temperaturama određeni elastomeri mogu izgubiti elastičnost, ubrzano stariti ili menjati dimenzije. Na veoma niskim temperaturama neki materijali mogu postati tvrđi i manje fleksibilni.
Zato se pri izboru gume mora uzeti u obzir minimalna i maksimalna radna temperatura.
Silikonska i određene druge specijalne gume mogu biti pogodnije za temperaturno zahtevne primene, dok se za druge uslove biraju materijali sa drugačijim prednostima.
Otpornost na ulja i hemikalije
Nisu sve vrste gume jednako otporne na ulja, goriva i hemikalije.
Ovo je posebno važno kod automobilskih i industrijskih komponenti koje dolaze u direktan kontakt sa različitim fluidima.
NBR se, na primer, često koristi kada je potrebna otpornost na mineralna ulja i masti, dok se za neke zahtevnije primene mogu koristiti FKM i drugi specijalizovani elastomeri.
Pogrešan izbor materijala može dovesti do bubrenja, omekšavanja, otvrdnjavanja ili gubitka mehaničkih svojstava.
Guma u gumeno-tehničkim proizvodima
Različite vrste gume koriste se za proizvodnju velikog broja tehničkih proizvoda.
Među njima su:
- O-ring zaptivke,
- semerinzi,
- ravne zaptivke,
- gumena creva,
- gumeni profili,
- antivibracioni elementi,
- gumeno-metalni proizvodi,
- transportne trake,
- zaštitne obloge.
Svaki od ovih proizvoda zahteva određene karakteristike materijala.
Na primer, semering mora da bude dovoljno elastičan da ostvaruje zaptivanje oko rotirajuće osovine, ali i dovoljno otporan na temperaturu, trenje i fluid sa kojim dolazi u kontakt.
Kako odabrati odgovarajuću vrstu gume?
Prilikom izbora materijala nije dovoljno posmatrati samo cenu ili tvrdoću. Potrebno je analizirati uslove u kojima će proizvod raditi.
Najvažnija pitanja su:
- Sa kojim fluidom će materijal dolaziti u kontakt?
- Koja je radna temperatura?
- Da li postoji pritisak?
- Da li je prisutno trenje ili stalno kretanje?
- Da li će proizvod biti izložen suncu, ozonu ili vlazi?
- Kakva mehanička opterećenja postoje?
- Koliki radni vek se očekuje?
Na osnovu ovih parametara može se izabrati odgovarajući elastomer i formulacija gumene smeše.
Zašto je pravilan izbor gume važan?
Pogrešan izbor materijala može dovesti do prevremenog otkaza proizvoda. Zaptivka može početi da curi, crevo može izgubiti elastičnost, a gumeni element može da ispuca ili se deformiše.
U industriji takav kvar može dovesti do zastoja mašine, curenja fluida ili oštećenja drugih komponenti.
Zbog toga izbor gume predstavlja važan deo projektovanja i proizvodnje gumeno-tehničkih proizvoda.
Zaključak
Postoji veliki broj vrsta gume, a svaka ima svoje prednosti i ograničenja. Prirodna guma poznata je po dobroj elastičnosti i mehaničkim svojstvima, dok različiti sintetički elastomeri omogućavaju bolju otpornost na ulja, temperaturu, vremenske uticaje, habanje ili hemikalije.
NBR, EPDM, SBR, CR, FKM i silikonska guma samo su neki od materijala koji se koriste u industriji. Njihova primena zavisi od konkretnih uslova rada i zahteva proizvoda.
Zbog toga se odgovarajuća vrsta gume bira prema nameni, a ne samo prema opštem nazivu materijala. Temperatura, fluidi, mehaničko opterećenje, habanje i spoljašnji uslovi moraju se uzeti u obzir kako bi gumeno-tehnički proizvod pouzdano funkcionisao tokom predviđenog radnog veka.