Versuch: Herstellen von Gummi für Autoreifen (Modellversuch)
Schülerversuch; 3 h.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Geräte
Becherglas (50 ml, enge Form), Mörser mit Pistill, Petrischale, Magnetrührer.
Chemikalien
Latex, Schwefel, nichtionisches Tensid (Fairy Ultra ®,
Procter & Gamble GmbH, 65823 Schwalbach), MBT (2-Mercaptobenzothiazol,
Merck CAS-Nr. [149-30-4]) (Xn), Zinkoxid, destilliertes Wasser, Ruß.
Durchführung
In einem Mörser werden 3 g Schwefel gründlich
zerrieben. Anschließend werden dazu 0,5 g MBT, 0,3 g Zinkoxid,
5 Tropfen Tensid, 2 g Ruß und so wenig dest. Wasser wie nötig
miteinander verrieben, bis eine homogene, zähflüssige Masse
entsteht. Unter vorsichtigem Rühren (Magnetrührer) werden 20 ml Latex zugegeben. Diese Mischung wird
in ein Becherglas umgefüllt, kurz gerührt und dann 5 min ruhig stehen gelassen.
Von dieser Mischung wird gerade so viel in eine Petrischale
gegeben, dass der Boden bedeckt wird (ca. 1-2 mm hoch). Im
Trockenschrank wird über 2-3 Stunden bei 80 °C der Wasseranteil
verdunstet (optimal ist eine Trockenzeit von 3-4 Stunden im
Trockenschrank und Vulkanisation am Folgetag), dann wird 30 Minuten
bei 130 °C im Trockenschrank vulkanisiert.
Beobachtung
Es entsteht eine dünne, schwarze Gummischicht sehr hoher Festigkeit.
Auswertung
Gummi ist ein Vulkanisationsprodukt von Kautschuk mit
Vernetzungsmitteln, wie z. B. Schwefel. Dieser bildet Brücken
zwischen den Makromolekülen des Kautschuks, so dass sich
dichte "Knäule" bilden. Beim Dehnen des Gummis werden die
"Knäule" auseinandergezogen. Lässt man das Gummi
wieder los, "verknäulen" sich die Moleküle erneut.
Wird einer Gummimischung, wie in der Autoreifenproduktion, Ruß zugegeben, entsteht ein Produkt mit hoher Abriebfestigkeit.
Literatur
K. Bangemann, Schulexperimente mit dem Naturstoff Latex, Examensarbeit für das Lehramt der Sekundarstufe II,
Universität Bielefeld, 1997, 39.