ГУМА
ГУМА (грч. kovmmi; лат. gummi), материјал чију основу чине умрежени макромолекули (ММЛ) у гумастом стању на собној или радној температури, способан за велике еластичне деформације. Прво теоријско тумачење гумастог стања дао је Флори (P. J. Flory) 1940-их година, а по њему је г. једно од релаксационих видова аморфног фазног стања ММЛ, тј. овај вид карактеришу такве интеракције између ММЛ да је омогућено интензивно термичко кретање дугих сегмената њихових гипких, просторно статистички распоређених ланаца, али не и молекула у целини. При томе конформационо опружање молекула у правцу сила омoгућава деформације материјала чак преко 1.000%, а враћање по престанку оптерећења у највероватнију конформацију ствара тзв. ентропијску еластичност. Премештање ММЛ у целини спречава се умрежењима између ланаца, а тиме и трајна деформација материјала. Поменута умрежењa могу се остварити хемијским везама које граде мостове између ланаца (нпр. сумпорне мостове настале тзв. вулканизацијом) или стварањем стакластих или кристалних области који чине макро-чворове мреже, a слично делују и врло густи преплетаји молекулских ланаца. Флори и други аутори (1940−1980) проширивали су ову теорију у „систем физичких стања и прелаза ММЛ", па је она омогућила кохерентне прорачуне, почев од структурних параметара ММЛ све до кључних физичких карактеристика материјала.
У савременој производњи г. углавном се користе смеше два или више
каучука, нпр. природног (из сока биљке Hevea Brasiliensis, структуре:
-поли(*цис-*1,4 изопрен)), и синтетичких ММЛ еластомерног типа (дуги
гипки ланци, који садрже двоструке везе и активне групе). Овим смесама
се додају адитиви, при чему особине будуће г. зависе и од редоследа
додавања. Смеса на крају има од 10 до 20 компонената. Адитиви се по
намени деле у више група: за умрежавање (нпр. сумпор, пероксиди, смоле,
оксиди метала), активатори (ZnO), убрзивачи (тиазоли, сулфенамиди,
тиокарбамати, тиурами, ксантогенати, гванидини, алдехидамини итд.),
пунила (активна, нпр. чађ и неактивна, нпр. CaCO3), пластификатори
(земна уља), заштитна средства итд. По састављању смесе следи
вулканизација у калупима.
Вулканизација је термин који се користи са више значењa. Примарно, то је назив реакције умрежавања ММЛ, нпр., елементарним сумпором (која је бурна и подсећа на ерупцију вулкана). Такође, тако се назива индустријски процес производње г. у којем се смеша каучука и свих адитива пресује у калупима, уз загревање. При томе се изазива реакција умрежавања ММЛ, због чега облик предмета остаје трајан. Вулканизацијом називају и поправке гумених производа које изводе занатлије, тзв. вулканизери, утискивањем новe смесe у оштећени део производа. Циљ јесте да се смеса умрежи и веже за већ постојећу структуру.
Лопте од каучука (сирове, невулканизоване г.) донео је са индијанских ритуала још Колумбо, а прве употребљиве материјале развили су током прве половине XIX в. „Хенкоук", „Гудјир" и др. У Србији је прва фабрика гумених производа подигнута у Лесковцу 1925, а премештена је у Београд као „Рекорд". До сада је регистровано преко 150 произвођача од којих су 12 већи. Kорпорацијe „Тигар" А. Д. у Пироту и „Тrayal" у Крушевцу убрајанe су у прошлости међу 30 водећих гумарских фирми у свету. Стирен-бутадиенски каучук (SBR) производи се од 1983. у Фабрици синтетичког каучука у Елемиру.
М. Б. Плавшић; М. М. Плавшић
Миришљава смола из дрвета Gummia је механички чврст, у великом опсегу деформација еластичан материјал, полимерног типа добијен поступком вулканизације каучука. Г. је први пут произвео 1839. Чарлс Гудјир загревањем природног каучука и сумпора. Може се производити од природног или вештачког каучука. Природним каучуком данас се покрива нешто више од 40% укупних светских потреба за г., а остатак се добија из синтетичког каучука. Године 2000. укупно је потрошено 15 милиона тона каучука за производњу г. Каучук има неповезане ланчасте макромолекуле. Они су на нижим температурама ломљиви. Међутим, додавањем одговарајућих адитива, пре свега сумпора, макромолекулски ланци се повезују. Тај процес се назива вулканизација. Невулканизовани каучук има малу затезну чврстоћу и при дејству сила деформише се еласто-пластично са малим уделом еластичне деформације. Код вулканизованог каучука тј. код г. затезна чврстоћа се вишеструко повећава. Осим тога г. је еластична у веома великом опсегу деформација. То значи да се после престанка дејства сила оптерећено тело начињено од г. враћа у првобитно стање и при томе се не јављају меморијски ефекти (као код псеудоеластичних материјала). Механичка својства г. се не могу описати Хуковим законом у случају великих деформација. Г. има својство нестишљивости за велик опсег деформација. То значи да је запремина тела начињеног од г. пре деформације једнака запремини тог тела после деформација. Већина синтетских каучука не може се вулканизовати (умрежити) сумпором него се за умрежавање користе други хемијски агенси као што су пероксиди. Умрежавање се може постићи и γ-зрачењем, брзим електронима и спорим неутронима. Ова технолигија убрзава прераду и може се селективно применити на различитим деловима производа од г.
Према подацима Међународног института произвођача синтетичке г. потрошња каучука по појединим гранама индустрије је била: индустрија гумених пнеуматика 56%, технички гумени производи за возила 11%, машине и постројења 9%, остало 24%. Г. са учешћем сумпора до 5% зову се меке г. У случају када је удео сумпора 5--20% г. имају нижу еластичност, а г. са 25--40% сумпора губе еластичност и називају се тврде г. Производња г. у Србији обавља се данас у предузећу „Тигар -- техничка гума". То је засебна организациона целина у оквиру корпорације „Тигар" од 1966. „Тигар -- техничка гума", која запошљава око 200 радника, са приближно 10% ангажованих на развоју и контроли квалитета. Оваква организација обезбеђује произвођачу лидерски положај на тржишту Србије и ближег региона.
Т. Атанацковић
ЛИТЕРАТУРА: H. Mark, N. Gaylord, N. Bikales (ур.), Encyclopedia of Polymer Science and Technology, New York 1970; М. Плавшић, Р. С. Поповић, Р. Г. Поповић, Еластомерни материјали, Бг 1995; М. Плавшић, Полимерни материјали, Бг 1996; Б. Андричић, Природни полимерни материјали, Сплит 2009.
*Текст је објављен у 1. књизи III тома Српске енциклопедије (2018)