Існує помилкова думка, що гумова суміш є однаковим компонентом для кожного різного типу полімеру. Це в корені неправильно. Гумова суміш може являти собою комбінацію від 3 до 15 різних інгредієнтів з тисяч складових і їх виробників.
Типова формула гуми на основі частин на сто складається з:
Полімер – 100 phr*
Наповнювач – 30 -60 phr
Антиоксидант – 1-3 phr
Антіозонанти – 1-3 phr
Масло – 5-30 phr
Вулканізатор – 5-10 phr
*Parts per Hundred Rubber (частин на сто гуми) – міра, яка використовується хіміками, щоб відобразити необхідну кількість певних інгредієнтів.
Полімери
Найважливішим елементом в гумової суміші є полімери – каучук або суміш каучуків. Вони являюются базою для хімічних, фізичних і фірмових властивостей майбутньої гумової суміші. Типові полімери відрізняються хімічними характеристиками і ступенем в’язкості. Прикладом для нітрильних (Buna-N) сумішей є кількість акрилонітрилу (ACN). Чим вище ACN, тим більше стійкість до впливу масла. В’язкість Муні може змінюватися для підвищення оброблюваності гумової суміші.
Наповнювач
Сажа є одним з найбільш поширених наповнювачів. Вона надає гумової суміші фізичну міцність і чорний колір. Зміна розміру часток сажі може поліпшити фізичні характеристики, в той же час, збільшуючи залишкову деформацію при стисканні.
Білі глини і мінеральні наповнювачі використовуються для фарбування сумішей. Це допомагає робити суміші білого кольору і додавати потрібний колір при необхідності. Ці типи наповнювачів, як правило, мають меншу зміцнювальну властивість, ніж сажа. Змішування цих наповнювачів з сажею може зменшити загальну вартість суміші.
Антиоксиданти
Антиоксиданти допомагають захистити суміш від високої температури під час її приготування і використання. Ці інгредієнти поглинають вільні радикали, які можуть порушити полімерну зв’язок і скоротити термін служби суміші.
Антіозонанти
Найбільш поширеним антіозонантом є віск, який утворюється на поверхні після формування для захисту гуми від впливу озону. Типовий приклад можна побачити при покупці нових шин. Поверхня нової шини буде на дотик як віск або злегка каламутна на вигляд.
Мастило (технологічні добавки)
Різні мастила використовуються для змішування сухих інгредієнтів, які використовуються у виробництві гумової суміші. Вони також допомагають зменшити в’язкість загального з’єднання для поліпшення формових властивостей. Додавання більшої кількості масла може також знизити твердість гуми. Таким чином, з’єднання з низьким ступенем твердості по Шору А, як правило, мають у своєму складі більше масла.
Вулканізатор
Сірка є найбільш поширеним вулканізатором для гумових сумішей. Гумові полімери це просто заплутані вуглеводневі ланцюги, які не здатні тримати форму. Ще в 1839 році, компанія Goodyear виявила, що гумові ланцюги можуть бути з’єднані один з одним шляхом нагрівання гуми з сіркою, що стало називатися вулканізацією. В цьому випадку утворюються зв’язки типу вуглець – сірка – вуглець.
Інший поширений вулканізатор, пероксид створює прямі зв’язки вуглецевих ланцюгів, що утворюють вуглець – вуглецеві зв’язки. Потрібно більше енергії, щоб зламати ці зв’язки, що, як правило, дає більш високі робочі температури і нижчу залишкову деформацію при стисканні. Деякі полімери можуть бути пов’язані тільки пероксидами.
Існує багато інших інгредієнтів, які можуть бути використані для надання суміші різних властивостей. Виробництво гумових сумішей це наука для забезпечення необхідних властивостей гуми шляхом зміни співвідношення компонентів і компенсації їх взаємодій. Ось чому більшість виробників вважають склади своїх гумових сумішей правом власності. Удосконалення механічних властивостей, зберігаючи при цьому можливість гарної оброблюваності, може зайняти сотні годин тестування варіацій різних складів.
