مواد اولیه صنایع لاستیک

***mishi*** · 24 آبان، ۱۳۸۹

تاریخچه

از نظر قدمت تاریخی برای صنایع لاستیک منشا دقیقی نیست. اما اعتقاد این است که بومیان آمریکای مرکزی از برخی از درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که این شیرابه‌ها که بعدها نام " لاتکس" را بخود گرفت اولین مواد لاستیکی را تشکیل می‌دادند.

پدیده ولکانیزاسیون

در سال 1829، "گودیر" از آمریکا و "مکین تاش" از انگلستان، این دو متوجه شده‌اند که در اصل مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن، ماده‌ای قابل ذوب و قابل شکل دادن ایجاد می‌شود که می‌توان از آن، محصولات مختلفی از قبیل چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد.

این پدیده همان پدیده ولکانیزاسیون است که در طی آن لاستیک اکسیده می‌شود و سولفور کاهیده و به سولفید تبدیل می‌شود. البته این عمل در دمای 110 درجه سانتیگراد تهیه می‌‌شود. نتیجه این کشف تولید مواد لاستیکی مثل لاستیکهای توپر، پوتین و ... است.

کائوچوی طبیعی و مصنوعی

کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا، Hevea وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام 2- متیل- 1 و 3- بوتادین معروف به ایزوپرن بوجود می‌آید. با توجه باینکه در فرمول ساختمانی کائوچو یا لاتکس طبیعی هنوز یک پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با گوگرد یا سولفور حرارت دهیم، این منومرها، پیوند پی را باز می‌کنند و با ظرفیت‌های آزاد شده، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد.

حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ولکانیزاسیون می‌نامند. به همین دلیل، لاستیک حاصل را نیز، "کائوچوی ولکانیزه" گویند. چند نوعی کائوچوی مصنوعی نیز ساخته شده‌اند که از مواردی مانند 1 و 3- بوتادی ان و جسمی به نام 2- کلرو- 1 و 3- بوتادین معروف به "کلروپرن" و جسم دیگری به فرمول 2 و 3- دی متیل- 1 و 3- بوتادین بتنهایی یا مخلوط درست شده‌اند. کلروپرن به راحتی بسپاریده (پلیمریزه) شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام "نئوپرن" تبدیل می‌شود.

تکامل در صنعت لاستیک

بعدها در سال 1888 خواص مکانیکی لاستیکهای تهیه شده توسط

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

و مکین تاش با استفاده از کربن سیاه به عنوان یک ماده پرکننده و افزودنی بسیار بهبود بخشیده شده و در نتیجه لاستیکهای بادی دانلوب، "تیوپ" تهیه شد. بعد از آن لاستیکهای سنتزی تهیه و به بازار عرضه شد مانند ایزوپرن، بوتادی ان و لاستیکهای تیوکل.

بعدها لاستیکهای سنتزی مثل کوپلیمرهای استیرن و بوتادی ان تهیه شد که در سال 1941 مصرف آن صفر بود. اما در سال 1945 مصرف آن 700000000 می‌رسید. به موازاتی که مصرف لاستیکهای سنتزی بالا می‌رود، مصرف لاستیکهای طبیعی پایین می‌آید. چون لاستیکهای سنتزی اقتصادی‌تر هستند.

***mishi*** · 27 آبان، ۱۳۸۹

چگونگي ساختن لاستيك

لاستیک طبیعی یا سنتزی معمولا به تنهایی قابل استفاده نیست خواص مطلوب نرمینگی ، کشسانی ، چقرمگی ، سختی یا نرمی ، مقاومت سایشی ، نفوذ ناپذیری و هزاران ترکیب مختلف از خواص بدست آمده ، آمیزه کار لاستیک ، تامین می‌شود. لاستیک ماده‌ای بینهایت چقرمه است و به ماشین آلات سنگین نیاز دارد. مقادیر قابل توجه گرمای تولید شده در طول عملیات اختلاط ، خرد کردن ، آسیاب کردن و روزن رانی در هنگام ساخت لاستیک باید دفع و تحت کنترل داشت.

آمیزه کاری لاستیکها

در آمیزه کاری لاستیکها افزودنیهای شیمیایی بسته به مصرفشان به گروههای دسته بندی می‌شوند.

مواد ولکانشی :

معمولا ترکیبات گوگردی هستند که از واکنش آنها با بسپار مواد شبکه‌ای بدست می‌آید و اتصالات شبکه از نوع است. اتصالات عرضی ممکن است مونو – ، دی - ، یا پلی سولفیدی باشند. نوع اتصال از طریق غلظت گوگرد ، تسریع کننده ، باز دارنده و دما تعیین می‌شود.

تسریع کننده‌ها :

ترکیباتی هستند که زمان لازم برای ولکانشی لاستیک را از چند ساعت به چند دقیقه کاهش می‌دهند. ضمنا به گوگرد کمتری نیاز است و محصول یکنواخت‌تری هم بدست می‌آید. اغلب تسریع کننده‌ها نیتروژن و گوگرد دارند.

مواد ضد پیری یا ضد اکسنده‌ها :

این مواد قطعات لاستیکی را از تهاجم اکسیژن و اوزون محافظت می‌کنند. این ترکیبات به عنوان ضد اکسنده ، ضد اوزون یا عوامل ضد ترک خمشی دسته بندی می‌شوند. عمل آنها به این صورت است که واکنشهای زنجیری رادیکالی را متوقف می‌کنند و بدین ترتیب مانع از تخریب پیشتر زنجیر می شوند. مواد صنعتی معمولا آمینی یا فنلی هستند. آمینها محافظهای قوی هستند و به شکل وسیع در تایر و سایر قطعات تیره مصرف می‌شوند.

نرمسازهای کاتالیزی یا مواد لخته‌زدا :

این مواد با کاهش گرانروی لاستیک فراورش آنرا آسان می‌کند. موقع اختلاط با لاستیک سبب شکست زنجیر و طبعا کاهش وزن مولکولی زیاد قابل استفاده‌اند.

پراکنهای بی‌اثر یا خنثی :

این مواد به مقدار زیاد به لاستیک اضافه می‌شوند. بعضی از آنها تنها برای سخت کردن یا نرم کردن فیزیکی است. خاک رس ، کربنات کلسیم ، خرده ذغال ، باریت و تقریبا گرد هر جامدی را می‌توان به لاستیک افزود که در نتیجه آن کلیه خواص کشش کاهش می‌یابد. ولی در عین حال کاهش می‌یابد ولی در عین حال کاهش قیمت ، سخت مناسب ، فقط شکل ، رنگ و سایر خواص مطلوب از دیگر آثار آن است. اما گرد بعضی مواد بی شکل خصوصا دوده و سیلیس ، به طرز ناباورانه‌ای سبب افزایش استحکام ، جهندگی ، مقاومت سایشی و سایر خواص مطلوب می‌شود و به همین سبب به تقویت کننده موسوم‌اند.

فراوش پذیری با استفاده از لاستیک بازیافتی ، واکسها ، روغنها ، فاکتیس (روغنهای گیاهی و ولکانیده) و لاستیکهای معدنی (آسفالت ، قیر و هیدروکنهای سیر نشده و ولکانیده) یا از طریق واکنش شیمیایی روی مولکول ، کار مکانیکی ، گرما و خرد کردن بهبود می یابد. ساختار اسفنجی با افزودن بی‌کربنات سدیم ، کربنات سدیم ، کربنات آمونیوم و بی‌کربنات ، اوره یا ترکیبات آلی گاز زا به دست می‌آید. با افزایش قابل توجه و گوگرد و استفاده از پرکن در مقادیر زیاد به لاستیک سخت می‌توان دست یافت.

روشها و مراحل ساخت لاستیک

غلتک زنی یا پوشش دهی :

یکی از ابتدایی‌ترین مصارف لاستیکها ، پوشش دهی پارچه برای ضد آب کردن آن بوده است. محلول یا بتونه‌های لاستیکی در حلالها را می‌توان به سادگی روی پارچه پخش کرد. اما اگر از مواد لازم برای پخت و کنترل خواص استفاده نشود نتایج کاملا نامطلوبی به دست می‌آید. برای آغشته کردن پارچه به آمیزه‌های لاستیکی از روش غلتک زنی استفاده می‌شود، به این صورت که بر روی دستگاههای غلتک زن چند استوانه‌‌ای آمیزه لاستیکی را تحت فشار به داخل پارچه نورد می‌کنند. نخ تایر مورد خاصی است که برای ساخت آن نخهای پنبه ، ریون ، نایلون یا پلی استر در آرایش موازن توسط لاستیک روی یک دستگاه غلتک‌زن به هم می‌چسبند.

قالب گیری :

آمیزه‌های خمیری لاستیکی را می‌توان به هر شکلی قالب‌گیری و شکل آنها را با پخت در قالب تثبیت کرد. یک نمونه مناسب توپ تنیس است. یک نوع بسیار مرغوب و ارتجاع پذیر لاستیک در قالبی که به شکل دو نیمه توپ است قالب گیری می‌شود. سپس این دو نیمه را به هم می‌چسبانند (با قرضی از ماده‌ای شیمیایی گاز زا که در داخل قرار دارد) و پخت می‌کنند، بر روی این مغزی پارچه و الیاف پرزدار مناسب چسبانده می‌شود این ماده سازه‌ای پیچیده که برای مصارف خیلی خشن مناسب است.

روزن رانی :

نوار درزگیر ، شیلنگ ، تیوپ ، نخ تایر ، واشر ، پروفیل و بسیاری دیگر از قطعات لاستیکی به تقلید از روش روزن رانی پلاستیک‌ها ساخته و در طول همین عملیات یا بعدا ، پخت می‌شوند. تایر خودروها نمونه مناسبی است، مصرف عمده لاستیک در حمل و نقل است که به مصرف تایر می‌رسد. تایرهای امروزی ممکن است فاقد تیوپ باشند که در این صورت مجهز به لایه‌ای محافظ هستند یا این که تیوپ روزن رانی شده از جنس لاستیک بوتیل در آنها قرار داده می‌شود. لاستیک بوتیل با اینکه بسیار بی اثر یا مرده است ولی در برابر عبور هوا مقاومت بسیار عالی از خود نشان می دهد. در خودروهای جدید ، لاستیک را علاوه بر استفاده در تایر در پروفیل پنجره ، نوار درزگیر ، برف پاک کن ، شاسی موتور ، صندلی و به عنوان صدا خفه کن نیز به کار می‌برند. به طوری که در هر وسیله نقلیه چیزی حدود Kg 115 لاستیک به کار می‌رود.

آمیزه‌های شیرابه‌ای

شیرابه‌های غلیظ امکان استفاده از لاستیک را در شکل مایع فراهم می‌کنند، به صورتی که می‌توان عملیات پخش کردن ، رنگ کردن ، غوطه وری یا اسفنج سازی را روی آنها اجرا کرد. مواد پخت به شکل تعلیق اضافه می‌شوند ولی تقویت روی شیرابه‌ها چندان موثر نیست. با اینکه تجارت مبلمان ، بالش و تشک اسفنجی به استفاده از لاستیک‌های پلی اورتان و پلی‌اتر روی آورده ، ولی استفاده از شیرابه‌ها رو به گسترش است.

لاستیک‌های بازیافتی

لاستیک بازیافتی ماده‌ای مفید در آمیزه کاری است که از قطعات لاستیکی ضایعاتی به دست می‌آید. این قطعات را خرد و سپس با اعمال روشهای توام شیمیایی ، مکانیکی و حلال ، لاستیک ، پارچه ، فلز و سایر اجزای آن را جدا می کنند. لاستیک بازیافتی تا حدی وابسپارش می‌شود. و در حد بالایی دوده (یا رنگدانه دیگر) ، خاکستر و روغن دارد. با افزودن این ماده به آمیزه لاستیکی ، فراروش آمیزه بهتر می‌شود و معمولا به عنوان یک ماده ضایعاتی ارزان در محصولات بسیار ارزان هم به کار می‌رود. تنها حدود 10 درصد لاستیکهای نو بازیافت می‌شوند.

افزایش اخیر قیمت انرژی سبب توجه به ضایعات تایر به عنوان سوخت شده است. از سوختن 1Kg لاستیک MJ 17.7 انرژی بدست می‌آید. در حالی که سوختن همین مقدار زغال سنگ ، MJ 26.5 انرژی می‌دهد. استفاد از خرده تایرهای مستعمل در آسفالت نسبت به آسفالت معمولی مزایای بی‌شماری دارد. با اجرای این فرآیند سوئدی ، عمر جاده‌ها بیش از چهار برابر شده ، اصطکاک چرخ با سطح افزایش یافته ، صدا و براقی سطح هم کاهش یافته است.

مشتقات لاستیکی

از لاستیکها به ویژه لاستیک طبیعی به عنوان ماده اولیه در تولید انواع مشتقات لاستیکی استفاده شده است. صنایع پلاستیک در حال حاضر به این درست مواد شیمیایی لاستیکی روی آورده است، چون خود لاستیک یک مواد اولیه گران است. هالید‌ها با لاستیک در موضع پیوند دوگانه‌اش واکنش می‌دهند. محصول ، لاستیک کلردار (از برم و ید هم می‌توان استفاده کرد) است که به عنوان افزودنی رنگ قابل استفاده و در مقابل مواد شیمیایی مقاوم است.

از عمل کلرید هیدروژن بر محلول لاستیک در بنزن ، مشتق هیدروکلرید لاستیک بدست می‌آید، که بدون شک از بسیاری جوانب با خود لاستیک تفاوت دارد. این ماده پلاستیکی چقرمه و شفاف است که از فیلم آن در بسته بندی استفاده می‌شود. مشتق هیدرو کلرید لاستیک در برابر مواد شیمیایی مقاوم ، فیلم نازک عالی بدست می‌دهد و ضمنا رنگ ، بو ، مزه هم ندارد. PVC ، پلی اتیلن ، پلی پروپیلن و پلاستیک‌های جدیدتر کاربرد این مشتق گران را محدود کرده اند. از مخلوط لاستیک‌ها و رزین‌ها به وفور استفاده می‌رود. با افزودن لاستیک خواص ویژه‌ای چون مقاومت ضربه‌ای ، کش پذیری و جهندگی افزایش می‌یابد.

***mishi*** · 27 آبان، ۱۳۸۹

لاستیک طبیعی

1 – استاندارد مرجع : ASTM D 1481 , ISO 1629

2- نام تجاری : NR

3- کاربرد : تایر اتومبیل، مصنوعات مکانیکی، ضربه گیر ها و چسب و ...

4- مزایا بر حسب اولویت :

1- ارزان بودن

2- انعطاف پذیری در دمای پائین

3- مقاومت در برابر آب

4- قدرت مقاومت پارگی بالا

5- مقاومت در برابر ضربه

6- مقاومت در برابر رشد برشی بالا

7- جهندگی بالا

8- مقاومت در برابر فشردگی

(5) معایب بر حسب محدودیت ها

1- ضعیف در برابر حلالهای هیدروکربنی

2- ضعیف در برابر روغن و بنزین

3- ضعیف در برابر گازها

4- مقاومت کم در برابر نور خورشید و ازون

5- مقاومت کم در برابر شعله و اشتعال

(6) ملاحضات :

از این پلیمر در مواقعی که مقاومت در برابر رشد برشی و سایش باشد استفاده می کنیم. این کائوچو چقرمه است و عمر فرسایشی طولانی دارد و می توان در درجه حرارت پائین تا حد برودت 45- درجه سانتی گراد به کار برد. و محدوده دمای کاربردی آن 60- تا 80 درجه سانتی گراد است.

مشخصات ویژه لاستیک NR

استاندارد آزمون

مقدار

واحد

خواص

STD 1024, 1221(ISO 37)

3.5 – 7.0

Mpa

استحکام کششی

STD 1024, 2112(ISO 48)

60 – 90 ± 5

IRH

سختی

STD 1024, 2112(ISO 48)

100 – 300

%

تغییر طول تا شکست

STD 1027, 3113

3

-

مقاومت در برابر آب و هوا

-

0.95

-

چگالی

-

500

CP

گرانروی

-

سفید

رنگ

STD 1024,3715

60 – 90

N/2.5 mm

حداقل مقاومت پارگی

STD 1024, 1116

50

%

حداکثر فشردگی در 22 ساعت و دمای 70 درجه سانتی گراد

ایزوپرن ISOPRENE RUBBER (IR)

(1) استاندارد مرجع : ASTM D 1418, ISO 1629

(2) نام تجاری : Trans- PIP-Natsyn-Ameripol SN

(3) کاربرد : تایر اتومبیل، نوار نقاله، قطعات ضربه گیر، لوله مصرفی در بیمارستان ها، پاپوش و وا شر مدور

(4) مزایا بر حسب اولویت ها

مقاومت در برابر آب

مقاومت در برابر رشد برشی

مقاومت در برابر ضربه

جهندگی و استحکام کششی مناسب

مقاومت سایشی مطلوب

انعطاف پذیری در دمای پائین

مقاومت در برابر پارگی

مقاومت در برابر الکل و اسید

مقاومت دربرابر هوازدگی

مقاومت در برابر اکسیداسیون

مقاومت در برابر بازها

مقاومت دربرابر روغن های گیاهی و حیوانی

مانایی فشاری

مقاومت در برابر ترکزایی خمشی

بی بویی

(5) معایب و محدودیت ها

مقاومت کم در برابر نور خورشید

تاخیر دهندگی کم اشتعال

مقاومت کم در برابر ازون

مقاومت کم در برابر روغن ها

مقاومت گرمایی کم

مقاومت پائین در برابر حلالهای غیر قطبی

(6) ملاحظات :

این لاستیک ترکیب شیمیایی شبیه کائوچوی طبیعی دارد ، در برابر هوا مقاوم تر از NR است و از نظر استحکام کششی، مقاومت پارگی، مانایی فشاری پائین تر از NR است.

مشخصات ویژه IR

استاندارد آزمون

مقدار

واحد

خواص

-

0.94

-

چگالی

-

200

cp

ویسکوزیته

-

سفید

رنگ

لاستیک استایرن بوتادین SBR(Styrene Butadiene)

(1) استاندارد مرجع ک ASTM D 1418, ISO 1629

(2) نام تجاری : Copo-Carbomix-Baytown-Ameripol-Asrc Philprene-Krynol-Krymix-Krylene-(FRS-Centro)-Synpol-Pliofrex

(3) کاربرد : روکش کابل و سیم، نوار نقاله، تایر اتومبیل، لوله، محصولات ابر مانند و اسفنجی

(4) مزایا بر حسب اولویت :

مقاومت در برابر آب

مقاومت در برابر سایش

جهندگی

انعطاف پذیری در دمای پائین

مقاومت در برابر ترکزایی خمشی

مانایی فشاری

استحکام کششی

مقاومت در بربر رشد برشی

مقاومت در برابر اکسیداسیون

مقاومت در برابر الکل و اسید

مقاومت در برابر گرما

مقاومت در برابر هوازدگی

ناتراوایی

مقاومت در برابر نور خورشید

مقاومت در برابر ضربه

(5) معایب : محدودیت ها

- مقاومت کم در برابر ازون

- تاخیر دهندگی اشتعال ندارد

- مقاومت کم در برابر بنزین و روغن

- مقاومت کم در برابر حلالهای هیدروکربنی

(6) ملاحظات :

این پلیمر به عنوان پلیمر همه منظوره تعریف می شود. که در دنیا بالا ترین مصرف را نیز دارد و با توجه به اینکه بسیار ارزان است به عنوان ارزانترین لاستیک از حجم تولید بالایی برخوردار است.

از خواص فیزیکی ضعیف تری نسبت به لاستیک طبیعی برخوردار است. مقاومت بیشتری در برابر گرما و ترکزایی خمشی از خود در قیاس با NR نشان می دهد.

بوتادین رابر (Pplybutadiene rubber) پلی بوتادین

(1) استاندارد مرجع : ASTM D 1418, ISO 1629

(2) نام تجاری : (CISDENE)-(Buden Cisu)-(Ameripol CB)-(Trans-4)-(Taktene)-(Synpol-BR)-(Diene Duragen)

(3) کاربرد : ساخت تایر اتومبیل، تسمه و نوار نقاله و مصنوعات اسفنجی و ابری

(4) مزایا بر حسب اولویت ها

مقاومت در برابر آب

مقاومت در برابر ترکزایی خمشی

جهندگی

مقاومت در برابر هوازدگی

مقاومت سایشی

مقاومت در برابر نور خورشید

انعطاف پذیری در دمای پائین

مانایی فشاری

مقاومت در برابر پارگی

ناتراوایی در برابر گازها

مقاومت در برابر ضربه

مقاومت در برابر رشد برشی

مقاومت در برابر الکل ها

مقاومت در برابر روغن های گیاهی و حیوانی

مقاومت در برابر اسید ها

مقاومت در برابر بازها

مقاومت در برابراکسیداسیون

(5) معایب و محدودیت ها

مقاومت گرمایی کم

تاخیر دهندگی اشتعال ندارد

مقاومت کم در برابر روغن و بنزین

فرایند پذیری نامطلوب

مقاومت کم در برابر ازون

(6) ملاحظات :این لاستیک دارای خواص مشابه با کائوچوی طبیعی NR ، ایزوپرن و SBR دارد و دارای پائین ترین دمای تبدیل شیشه ای است ( بجز سیلیکون ها) و در دماهای پائین حتی تا 60- درجه عملکرد مناسبی از خود نشان می دهد و به همین منظور برای به دست آوردن خواص مطلوب عمدتا به صورت آلیاژ با دیگر لاستیک ها به کار می رود. به عنوان مثال مخلوط BR, SBR در لاستیک ترکیب مناسب است که امروز مورد استفاده قرار می کیرد BR به خاطر مقاومت پارگی و ترکزایی و SBR به منظور بهینه کردن اصطکاک در تایر.

(7) مشخصات ویژه لاستیک BR

استاندارد روش آزمون

مقدار

واحد

خواص

ISO 37

600-700

%

ازدیاد طول

ISO 48

60-65

Shore A

سختی

ISO 37

175-200

Kg/cm2

مقاومت کششی

-

0.94

-

چگالی نسبی

نئوپرن – پلی کلروپرن

(1) استاندارد مرجع : ASTM D 1418- ISO 1629

(2) نام تجاری : BUTUCOLOR-Bayprene

(3) کاربرد : مصنوعات لاستیک و فلز، نوار نقاله، روکش سیم و کابل، پاشنه کفش، واشر، روکش مبلمان، لاستیک دور شیشه، کمربند ایمنی، قطعات ضربه گیر، شیلنگ، تسمه های V شکل و قطعات اتومبیل

(4) مزایا بر حسب اولویت

چسبندگی عالی به الیاف و فلزات

تاخیر دهندگی اشتعال

مقاومت در برابر شرایط جوی

مقاومت در برابر ترکزایی خمشی

مقاومت در برابر بازها

مقاومت در برابر رشد برشی

مقاومت در برابر اکسیداسیون

مقاومت گرمایی

مقاومت دربرابر نور خورشید

ناتراوایی در برابر گازها

مقاومت سایشی

مانایی فشاری

جهندگی

مقاومت در برابر روغن و بنزین

مقاومت در برابر الکل ها

قدرت پارگی

مقاومت در برابر ضربه

(5) معایب و محدودیت ها

قیمت بالا

مقاومت کم در برابر حلالهای اکسیژن دار

مقاومت کم در برابر سرما

انعطاف پذیری کم در دماهای پائین

( 6 ) ملاحظات :

این پلیمر لاستیکی است همه منظوره و عالی و توازنی ایده آل در خواص و پاره ای از محدودیت های عملی :

در حالت کلی نئوپرن با مصرف عام به صورت :

الف ) اصلاح شده با گوگرد : در جهت افزایش استحکام در برابر پارگی و جهندگی بالاتر

ب ) اصلاح شده با مرکاپتان : در جهت مقاومت در برابر گرما و مانایی فشاری بالا

(7 ) مشخصات ویژه لاستیک نئوپرن :

استاندارد روش آزمون

مقدار

واحد

خواص

ISO 48

70 ± 5

Shore A

سختی

STD 1026,3322,(ASTM D1056)

5

%

جذب آّب

STD 1027,3231(ISO 1431)

20

%

حداقل مقاومت ازونی در 72 ساعت

STD 1026,8131(ASTM D 1148)

1

-

حداکثر آلودگی

-

1.23

-

چگالی

اتیلن – پروپیلن – دی ان منومر(Ethylene – Propylene – Diene ) EPDM – EPM – EPT

(1) استاندارد مرجع : ASTM D 1418, ISO 1620

(2) نام تجاری : Vistalon- Riyalen-Nordel-Epsyn-Epdyn-Epcar

(3) کاربرد : تایر اتومبیل، روکش سیم و کابل، موکت و فرش ماشینی، روکش پارچه، شیلنگ بخارو قطعات ماشینهای شوینده

(4) مزایا بر حسب اولویت ها

مقاومت در برابر ازون

مقاومت در برابر حلالهای گیاهی

مقاومت در برابر هوازدگی

مقاومت در برابر اسید ها

مقاومت در برابر آب و بخار

مقاومت در برابر ضربه

مقاومت در برابر نور خورشید

مقاومت در برابر رشد برشی

مقاومت در برابر سایش

مقاومت در برابر ترکزایی خمشی

مقاومت در برابر اکسیداسیون

مانایی فشاری

انعطاف پذیری در دمای پائین

جهندگی عالی

مقاومت گرمایی

قدرت پارگی مناسب

مقاومت در برابر بازها

مقاومت در برابر الکل

مقاومت در برابر حلالهای اکسیژن دار

ناتراوایی در مقابل گازها

(5) معایب و محدودیت ها :

تاخیر دهندگی اشتعال ندارد

چسبندگی ضعیف به الیاف و فلزات

مقاومت در برابر روغن و بنزین

خاصیت آپارات نمودن ( وصله پذیری ) ضعیف دارد.

مقاومت ضعیف در برابر حلالهای هیدروکربنی

(6) ملاحظات :

- غیر از مواردی که نیاز به مقامت در برابر روغن و حلالهای هیدروکربنی وجود دارد EPDM می تواند در محدوده ی وسیعی از محصولات لاستیکی به مصرف برسد.

- به علت مقاومت بالا این لاستیک در برابر ازون و نور خورشید و شرایط سخت جوی EPDM لاستیک ایده الی برای مصارف خارجی و در تماس با هوا می باشد.

- از لحاظ جسبندگی به الیاف بعد از کلروبوتیل رده دوم چسبندگی را به خود اختصاص داده است.

لاستیک نیتریل : (Acrylonitril Butadiene Rubber) NBR

(1) استاندارد مرجع : ASTM D 1418, ISO 1629

(2) نام تجاری : Nysyn, Hycar, (Fr-N), Elaprim, Chemivic,Chemigum, BUTACRIL, butaperene, Breon Nipol, Tylac, Perbunan, Paracriloze, PARACRIL, Nysynblak

(3) کاربرد :

واشر های آ ب بندی، لوله ها، چرم مصنوعی، پوشش نخ و پارچه، شیلنگ روغن و گازوئیل، شیلنگ هیدرولیک

(4) مزایا بر حسب اولویت ها

مقاومت در برابرآب

مقاومت در برابر اسید ها

مقاومت در برابرسیالات هیدرولیکی

مقاومت در برابر اکسیداسیون

گستره وسیع دمای کاربردی از 50- تا 150 درجه سانتیگراد.

مقاومت در برابر هوازدگی

مقاومت سایشی

انعطاف پذیری در دمای پائین

مقاومت در برابر روغن و بنزین

جهندگی

مقاومت در برابر روغن های حیوانی و گیاهی

قدرت پارگی

مقاومت در برابر بازها

قدرت ضربه ای مطلوب

مقاومت گرمایی

مقاومت در برابر الکل ها

مانایی فشاری خوب

مقاومت در برابر ترک زایی خمشی

ناتراوایی در برابر گازها

مقاومت در برابر حلالهای هیدروکربنی آروماتیک

مقاومت در برابر رشد برشی

(5) معایب و محدودیت ها :

مقاومت کم در برابر نور خورشید

مقاومت کم در برابر حلالهای اکسیژن دار

عدم تاخیر اندازی اشتعال

مقاوت در برابر فرسودگی کم

مقاومت کم در برابر ازون

(6) ملاحظات :

- این لاستیک بالاترین حجم تولید لاستیک های مقاوم در برابر روغن را دارد.

- عملکرد ضعیفی نسبت به نئوپرن در مقابل شرایط جوی و ازون و نور خورشید دارد.

- هنگامی که نیتریل با رزین های PVC اصلاح می شود مقاومت آن در برابر شرایط جوی و اوزون افزایش می یابد بدون آنکه خواص مقاومتی آن در برابر روغن افت پیدا کند.

- آلیاژ NBR+PVC در مجموع مشابه با نئوپرن است فقط چسبندگی به الیاف و فلزات در آن کمتر است.

- نیتریل های کربوکسیل شده عمدتا چقرمه و مقاوم تر از نیتریل های معمولی در برابر پارگی و سایش می باشند اما انعطاف پذیری و جهندگی کمتری در دمای پائین از خود نشان می دهند.

(7) مشخصات ویژه لاستیک NBR

استاندارد روش آزمون

مقدار

واحد

خواص

STDB 1024,3115(ISO 48)

40±5-90±5

IRH

سختی

STD 1024,2121(ISO 37)

10.5

Mpa

حداقل استحکام کششی

STD 1024, 3715(ISO 34)

60-90

N/mm

حداقل مقاومت پارگی

STD 1024, 1526

300-600

Kpa

مدول برشی

STD 1027,3231

10

%

مقاومت در برابر ازون در 96 ساعت

STD 1027,6131

0-15

%

مقاومت در برابر مایعات در دمای 100 درجه و زمان 72 ساعت

STD1024,3216(ISO 2921)

25- تا 20-

سانتیگراد

حداکثر سرمای سفت شدن

STD 1024.1122(ISO 12244)

20

%

حداکثر خزش

STD 1024,2121(ISO 37)

150-400

%

حداقل تغییر طولی تا شکست

-

450-900

Kpa

مدول تراکمی

-

1.00

-

چگالی

لاستیک بیوتیل (IIR)

(1) استاندارد مرجع ASTM D 1418, ISO 1629

(2) نام تجاری : بوکار (Bucar)

(3) کاربرد : ساخت تیوب داخل تایر – سیم های الکتریکی – قطعات ضربه گیر

(4) مزایا بر حسب اولویت ها :

مقاومت در برابر اکسیداسیون

مقاومت در برابر حلالهای اکسیژن دار

مقاومت در برابر هوازدگی

مقاومت در برابر اسید ها

مقاومت در برابر نورخورشید

مقاومت در برابر روغن های گیاهی و حیوانی

مقاومت در برابر اوزون و گرما

مقاوم در برابر ترکزایی خمشی

مقاومت در برابر آب و بخار

مقاومت در برابر پارگی

مقاومت در برابر رشد برشی

مقاومت مناسب سایشی

ناتراوایی در برابر گازها

مقاومت در برابر ضربه

جذب بالای انرژی

مقاومت در برابر الکل ها

مقاومت در برابر گازها

انعطاف پذیری در دمای پائین

(5) معایب و محدودیت ها

مانایی فشاری بالا

جهندگی کم

مقاومت کم در برابر روغن و بنزین

خزش در حالت سردی

مقاومت کم در برابر حلالهای هیدروکربنی آروماتیک

خاصیت ارتجاعی بسیار ضعیف

تاخیر دهندگی اشتعال

عدم سازگاری با سایر الاستومر ها

فرایند پذیری متوسط

(6) ملاحظات :

- از نظر شیمیایی مخالف لاستیک طبیعی است.

- مقاومت مناسب در برابر مواد شیمیایی خورنده دارد.

- خواص فراورش متوسط دارد.

- مستعد برای آلودگی است.

- آلودگی باعث پخت نا مناسب و کاهش خواص فیزیکی بوتیل می شود.

- مشتقات کلر و برم دار این لاستیک نسبت به آلودگی کمتر مستعد هستند.

-

(7) مشخصات ویژه لاستیک IIR

استاندارد روش آزمون

مقدار

واحد

خواص

STD 1024,3115(ISO 48)

40-70±5

IRH

سختی

STD 1024,3715(ISO 34)

60-90

N/2.5mm

حداقل مقاومت پارگی

STD 1024,1122

300-400

%

حداقل تغییر طول تا شکست

STD 1024,1122(ISO12244)

6-10

%

حداکثر کشش

STD 1027,3231(ISO1431)

80

%

حداقل مقاومت در برابر ازون در 96 ساعت

STD 1024,1536

150-600

Kpa

مدول برشی

STD 1024,1531(ISO 7743)

500-1700

Kpa

مدول تراکمی

STD 1024,1122(ISO 12244)

10

%

حداکثر خزش

STD 1024,1531(ISO 7743)

500-1700

Kpa

مدول تراکمی

-

0.92

-

چگالی

(8) ملاحظات :

- لاستیک پلی آکریلات Acrylate Rubber ACM

- استاندارد مرجع : ASTM D 1418,ISO 1629

- نام تجاری : Thiacril-Cyanacryl-Acrylon

- کاربرد : ساخت لوله ها، واشرها، نوارها و پوشش مخازن مجاور روغن و حلالهای نفتی در فشار و گرمای بالا ( باخواص تحملی بهتری نسبت به NBR

- مزایا :

- مقاومت در برابر اکسیداسیون

- مانایی فشاری

- مقاومت در برابر هوازدگی

- مقاومت در برابر روغن و بنزین

- مقاومت در برابر نور خورشید

- جهندگی مناسب

- مقاومت گرمایی

- ناتراوایی در برابر گازها

- مقاومت در برابر حلالهای هیدرکربنی

- مقاومت سایشی مناسب

- مقاومت در برابر ازون

- مقاومت در برابر رشد برشی

- مقاومت در برابر روغن های گیاهی و حیوانی

-

- معایب و محدودیت ها

- مقاومت کم در برابر آب و بخار

- تاخیر دهندگی اشتعال ندارد

- انعطاف پذیری محدود در دمای پائین

- مقاومت کم در برابر ضربه

- مقاومت کم در برابر پارگی

- مقاومت کم در برابر الکل ها و بازها

- مقاومت کم در برابر حلالهای هیدروکربنی

- مقاومت کم در برابر حلالهای اکسیژن دار

- ملاحظات :

- مقاومت گرمایی آکریلیک از هر لاستیک دیگری بجز سیلیکون ها و فلئورو کربن ها بهتر است.

- این لاستیک در هوا و هم در روغن برای زمان های طولانی بدون افت خواص فیزیکی کار می کند.

- پخت تکمیلی برای رسیدن به بهترین خواص برای این نوع لاستیک ضروری است.

- به کارگیری این نوع لاستیک در دمای پائین تنها در محدوده تا برودت 30- درجه سانتیگراد میسر است.

- مقاومت در برابر گرما ار 25- درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد دارد.

- استحکام و دوام زیاد دارد.

- گستره ستی : Shore A90 – 40

- چگالی نسبی : 1.09

- استحکام کششی :Psi 2000

-

- لاستیک هایپالون – پلی اتیلن کلرو سولفن دار (Chlorosulphonated-Polyethylene) CSM

- استاندارد مرجع : ASTM D 1418,ISO 1620

- نام تجاری : Hypalon

- کاربرد : روکش شمع، سیم کویل، روکش پارچه و سیم، روکش سقف، لوله و نقاله انتقال مواد شیمیایی گرم، لباس ضد آتش، شیلنگ های ضد اسید، پوشش داخلی مخازن شیمیایی، واشر ها

- مزایا بر حسب اولویت :

-

- مقاوم در برابر اکسیداسیون

- مقاومت در برابر ضربه

- مقاوم در برابرازون

- مقاومت در برابر رشد برشی

- مقاوم در برابر هوازدگی

- مقاومت در برابر روغن های گیاهی و حیوانی

- مقاومت سایشی مطلوب

- مقاومت در برابر پارگی

- مقاومت در برابر اسید والکل

- مقاومت در برابر روغن بنزین

- حفظ رنگ

- مقاومت در برابر حلالهای هیدروکربنی آلیفاتیک

- مقاومت در برابر آب

- مقاومت شیمیایی ممتاز

- تاخیر دهندگی اشتعال

- مقاومت در برابر بازها

- مقاومت گرمایی مطلوب

- مقاومت در برابر نور خورشید

- ناتراوایی در برابر گازها

- مقاومت در برابر ترکزایی و خمشی

-

- محدودیت ها :

- انعطاف پذیری محدود در دمای پائین

- مقاومت کم در برابر حلالهای اکسیژن دار

- مانایی فشاری پائین

- مقاومت کم در برابر هیدروکربن های آروماتیک

- جهندگی متوسط

-

- ملاحظات :

- هایپالون در بسیاری از خواص نزدیک به نئوپرن است.

- از نظر مقاومت در برابر اسیدها، حلالها، اوزون، اکسایش از نئوپرن برتر است.

- پایداری بهتری در حفظ رنگ نسبت به نئوپرن دارد.

- گستره سختی : 1.28- 1.12

- حد اکثر استحکام کششی : Psi 3000

***mishi*** · 30 فروردین، ۱۳۹۰

استفاده از مواد پليمري در دنياي فعلي روز به روز افزايش يافته است. اين در حالي است که عدم بازگشت مجدد اين مواد به چرخه توليد از مشکلات زيست محيطي محسوب مي شود. با توجه به اين موضوع محققان در تلاش هستند به فناوري حياتي در بازيافت لاستيک ها دست يابند. تهيه آلياژهاي آميزه سه تايي با استفاده از ضايعات اي.پي.دي.ام يکي از جديدترين پروژه هاي تحقيقاتي کاربردي محققان داخلي بوده است که به جهت برطرف شدن بخش عمده اي از مشکلات ناشي از عدم بازيافت لاستيک ها بشدت مورد توجه قرار گرفته است.

در پروژه اي که توسط محققان کشور انجام شده است شاهد افت خواص اصلي اين نوع لاستيک نخواهيم بود، در حالي که در روشهاي سنتي که در دوکارخانه داخلي مورد استفاده قرار مي گيرد ، بازيافت لاستيک با افت خواص همراه است.هم اکنون اين فناوري در کشور ژاپن و چند کشور آسيايي ديگر ارائه شده و استفاده از آن انحصاري است.

بازيافت فرآيندي است که در نتيجه آن مواد زائد جدا شده و به عنوان ماده خام براي توليد محصولات جديد به کار گرفته مي شود، به عبارت ديگر مي توان گفت بازيافت عبارت است از بازگرداندن مواد قابل استفاده به چرخه توليد يا طبيعت. در نتيجه فرآيند بازيافت ، حجم زباله هاي ورودي به محيط زيست و آلودگي ناشي از آن کاهش خواهد يافت بنابراين نياز به توليد يا ورود مواد خام از خارج کشور کاهش و توليد ملي افزايش مي يابد. لاستيک ها حدود 5 درصد وزن خودرو را تشکيل مي دهند. در ايران سالانه حدود 7 ميليون حلقه انواع لاستيک سبک و سنگين مصرف مي شود. لاستيک هاي فرسوده از ضايعاتي هستند که به سبب پايداري زياد، اثرات زيانبار زيست محيطي بسياري دارند و چهره طبيعت را نازيبا مي کنند. اگر بدانيم به ازاي توليد يک لاستيک کاميوني معادل 22 گالن نفت مصرف مي شود و در صورت روکش گذاري لاستيک ، معادل 70درصد در مصرف نفت خام مورد نياز صرفه جويي مي شود، بيشتر به لزوم بازيافت لاستيک پي مي بريم.

لاستيک هاي فرسوده به صورت روکش مجدد ، پودر يا سوزاندن مورد استفاده مجدد قرار مي گيرند. لاستيک هايي که از شرايط لازم براي بازسازي برخوردار باشند، روکش مجدد شده و مورد استفاده قرار مي گيرند. برخي از لاستيک ها نيز خرد شده و پس از آسياب شدن به صورت گرانول براي استفاده در زمينهاي ورزشي ، رنگها و کف پوش ها آماده مي شوند. در روش پيروفير، لاستيک ها به دور از مجاورت هوا حرارت داده مي شوند و از آنها روغن و کربن به دست مي آيد. براي ايجاد انرژي در نيروگاه ها يا توليد سوخت در کارخانه توليد سيمان ، سوزاندن لاستيک ها در شرايط حفاظت شده اي صورت مي گيرد تا موجب آلودگي هوا نشود. اين روش براي لاستيک هاي قابل بازيافت به کار برده نمي شود.متخصصان بازيافت ، روکش گذاري را مناسب ترين شيوه بازيافت مي دانند. فناوري صنعت روکش با پيشرفت فناوري در صنعت ساخت لاستيک همگام بوده و به شيوه اي مکمل رشد داشته است.

کاهش پيامدهاي زيست محيطي

به گفته دکتر کرابي از محققان پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران و مجري اين طرح ، افزايش روزافزون مصرف مواد پليمري در دنيا، علي رغم مزاياي بسيار زياد اين مواد، مشکلات زيست محيطي فراواني را با خود همراه داشته است.

مواد پليمري پس از دور ريخته شدن مدت طولاني در طبيعت باقي مي مانند تا تجزيه شوند، به همين دليل تلاشهاي زيادي در دنيا براي ساخت پليمرهاي زيست تخريب پذير و توسعه فناوري هاي مربوط در حال انجام است.

درحال حاضر سالانه مواد پليمري زيادي دور ريخته مي شود که بخشي از آنها بازيافت شده و دوباره به چرخه مصرف بازمي گردند. بخش ديگري نيز در طبيعت باقي مانده و علاوه بر ايجاد مشکلات زيست محيطي منجر به از دست رفتن سرمايه مي شوند.

به همين دليل ، همراه با شروع توليد مواد پليمري همواره تلاش فراواني براي يافتن روشهاي بازيافت آنها و توسعه اين فناوري ها انجام مي شود. فرآيند بازيافت مواد پلاستيکي نسبت به مواد لاستيکي بسيار ساده تر است.

لاستيک ها به دليل گرماسختي قابليت ذوب مجدد ندارند و بازيافت آنها کاري دشوار است.

لاستيک اتيلن پروپيلن دي ان مونومر (EPDM) تقريبا 7درصد بازار مصرف لاستيک را در جهان به خود اختصاص داده است که رقم قابل توجهي است.

علت اين امر مقاومت عالي اين ماده در برابر ازن ، اکسيژن ، مواد شيميايي و شرايط مختلف آب و هوايي و همچنين پذيرش مقدار زيادي پرکننده و نرم کننده و دارا بودن خواص خوب الکتريکي و مکانيکي است.

اين ويژگي ها باعث شده است توليد اين مواد سريع ترين رشد را در ميان لاستيک هاي سنتزي داشته باشد. بيشترين کاربرد EPDM در صنايع خودروسازي است که در توليد پروفيل ، شلنگ ها و درزگيرها به کار مي رود. در خودرو تقريبا 15درصد قطعات لاستيکي از EPDM تشکيل شده است.

در صنايع ساختماني محصولات اين ماده به عنوان عايق بام ، درزگير، پروفيل و در صنايع کابل سازي به عنوان روکش عايق استفاده مي شود. همچنين اين نوع لاستيک براي تهيه آلياژ مواد پليمري با ساير مواد لاستيکي و پلاستيکي مخلوط شده و باعث بهبود مقاومت در برابر ازن ، شرايط محيطي مختلف و بهبود ضربه پذيري پلاستيک ها مي شود. براي مثال ، براي بهبود ضربه پذيري پلي پروپيلن ، اتيلن ، پروپيلن ، دي ان مونومر با آن مخلوط شده و آلياژي از ترکيب آنها به دست مي آيد. اين درحالي است که تاکنون توجه زيادي به توسعه فناوري هاي مربوط به بازيافت اين ماده نشده است.

در دهه 90 ميلادي شرکت تويوتا، تلاشهاي گسترده اي را براي بازيافت محصولات ساخته شده از EPDM در مقياس صنعتي آغاز کرد که منجر به ارائه فناوري بازيافت لاستيک به حالت پيوسته شد. با استفاده از اين فناوري امکان فراورش مجدد اين ماده فراهم خواهد شد.

کاربرد فناوري هاي نوين

به گفته کرابي ، در اين طرح تحقيقاتي که بررسي آن حدود يک سال در پژوهشگاه ، به طول انجاميد EPDM مورد بررسي قرار گرفت و با به کارگيري آنها آلياژهاي سه تايي تهيه شد که موارد مصرف بسياري در صنايع خودروسازي ، ساختماني ، کابل سازي و... دارد. براساس نتايج به دست آمده از اين تحقيقات زائدات اين نوع لاستيک با استفاده از يک مجموعه مارپيچ حلزوني ، تحت فشار و حرارت قرار مي گيرد. در اين فرآيند مقداري دي فنيل دي سولفيد به عنوان عامل ايجاد استحکام مورد استفاده قرار مي گيرد بنابراين از EPDM که در نتيجه قرارگرفتن در معرض فشار و حرارت بر استحکام آن افزوده شده است به عنوان جايگزين مناسبي براي EPDM خالص استفاده مي شود. ازجمله اين کاربردها مي توان به شلنگ ، پروفيل هاي لاستيکي و درزگيرها اشاره کرد.با استفاده از اين فناوري ها مي توان لاستيک ها را بدون افت خواص اصلي در داخل کشور بازيافت و به اين ترتيب انحصار آن را از برخي کشورهاي صاحب نام جهان خارج کرد.اگرچه مواد لاستيکي در مقايسه با مواد پلاستيکي براي بازيافت شدن مواد سخت تري محسوب مي شوند، اما اين لاستيک ها امروزه کاربرد وسيعي دارند و استفاده از آنها در صنعت خودروسازي بشدت مورد توجه قرار گرفته است.

اين روش جديد بدون نياز به دماي زياد صورت مي گيرد و از مواد حاصل از آن در آميزه هاي سه تايي استفاده مي شود که در ساخت قطعاتي مانند سپر پژو و هر محصول پليمري ديگر کاربرد دارد. با توجه به اين که اين روش در شرکت معتبري مانند تويوتا در دهه 90 ميلادي ارائه شده و مورد استفاده قرار گرفته است ، پيش بيني مي شود از اين روش نيز بتوان در آينده اي نزديک براي بازيافت لاستيک با استفاده از فناوري هاي نوين استفاده کرد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

***mishi*** · 30 فروردین، ۱۳۹۰

هسته و تعريف اوليه فناوري نانو، مونتاژ اتم‌ها بود كه اولين منبع ثبت شده مـربـوط بـه آن را در سـال 1959 فيـزيكدانـي بـه نام ريچـارد فيـنمن به چاپ رسانده است. فناوري نانو يك فناوري معكوس (پايين به بالا) است كه اجزاي مواد را در ساختار بسيار كوچك كنار هم گذاشته و ساختاري متفاوت از مواد متداول توليد شده به روش بالا به پايين ايجاد مي‌كند. بنابراين مواد توليد شده به اين روش نقايص كمتر و كيفيت بالاتري دارند.

نانوكامپوزيت‌هاي پليمري در بيست سال اخير در مجامع علمي و صنعتي مورد توجه قرار گرفته‌اند. به عنوان مثال تنها در آمريكا در سال 1997، 116 ميليون دلار براي تحقيق در اين زمينه هزينه شده است كه در سال 2004 اين رقم به 961 ميليون دلار رسيده است يعني در هفت سال تقريباً 9 برابر شده است. شركت Business communications Co. Inc. (BCC) در يك بررسي اقتصادي نشان داده است كه بازار نانوکامپوزيت‌هاي پليمري در سال 2003،24.5 ميليون پوند به ارزش 90.8 ميليون دلار بوده است و پيش بيني مي‌شود كه اين رقم با رشد متوسط 18.4 درصد در سال 2008 به 211.1 ميليون دلار برسد. حتي پيش‌بيني شده است كه اگر پيشرفت فناوري نانو با موارد فني همگام روبه‌رو شود در بعضي از كاربردها اين بازار با سرعت بيش‌ از 20 درصد در سال رشد كند.نانوکامپوزيت‌هاي پليمري جايگزيني قوي براي پليمرهاي پرشده (حاوي پركننده) يا آلياژهاي پليمري متداول هستند. بر خلاف كامپوزيت‌هاي متداول كه تقويت در آنها در ابعاد ميكرون روي مي‌دهد، در نانوکامپوزيت‌ها اين ابعاد به چند نانومتر مي‌رسد. ارزش افزوده نانوکامپوزيت‌هاي پليمري تنها بر اساس بهبود خواص مكانيكي پليمر‌ها يا جايگزيني پركننده‌هاي متداول‌ نيست بلكه پركننده‌هاي نانو در مقادير بسيار كم، خواص ويژه‌اي را بدون ايجاد تغيير زياد در خواص مكانيكي يا فرآيند‌پذيري، در پليمرها ايجاد مي‌كنند كه پليمر اوليه فاقد آن است، متداول‌ترين پركننده‌هاي نانو در پليمرها، سيليكات‌هاي لايه‌اي نانو و نانولوله‌هاي كربني هستند.

پركننده‌هاي لايه‌اي نانو سيليكا

سيليكات‌هايي كه در ساخت نانوکامپوزيت‌ها به كار مي‌روند، ساختاري لايه‌اي با ضخامت حدود يك نانو متر دارند كه طول آنها متغير است و به چند ميكرون هم مي‌رسد. بنابراين نسبت منظر (نسبت طول به ضخامت) آن بسيار بالا و بيشتر از هزار است. اين لايه‌ها توده‌اي تشكيل مي‌دهند كه در بين آن فاصله‌هايي وجود دارد كه از اين پس آنها را با نام بين‌لايه‌ها (interlayer) خواهيم شناخت.با جايگزيني ايزومورفيك بين لايه‌ها (جايگزيني Mg+2 با Al+3) يك بار منفي ايجاد مي‌شود كه ساختار آلكالي يا آلكالين كاتيون‌هاي معدني درون بين لايه‌ها را موازنـه مـي‌كند. سطح كاتيـون‌ها مانند يـون‌هاي توده‌اي (bulky) آلكيل آمونيوم، فاصله بين لايه‌ها را افزايش داده و انرژي سطحي پركننده را كاهش مي‌دهد. بنابراين اين پركننده‌هاي اصلاح شده كه به رس آلي(OrganoClay) معروفند، با پليمرها سازگارترند و نانوکامپوزيت‌هاي لايه‌اي با سـيـليــكـا شــكل مـي‌گـيـرد. مـونـت‌مـوريـلـونـيـت (montmorillonite)، هكتوريت (hectorite) و ساپونيت (saponite) متداول‌ترين پركننده‌هاي سيليكايي لايه‌اي هستند.

روش‌هاي ساخت نانوکامپوزيت‌ها

از آنجا كه در صنايع پليمري نانوسيليكات‌ها، متداول‌تر از بقيه مواد نانو هستند از اين پس بيشتر به اين مواد خواهيم پرداخت. روش‌هاي مختلفي براي ساخت نانوکامپوزيت‌هاي سيليكات‌هاي لايه‌اي به كار رفته است.اما سه روش، استفاده بيشتري دارند.

1- پليمريزاسيون درجا insitu-polymerization)):

اين روش براي اولين بار در تهيه مواد پليمري حاوي نانوکلي(clay) بر پايه پلي‌آميد-6 به كار رفته است. در اين روش سيليكاهاي لايه‌اي به وسيله مونومر مايع يا محلول مونومر، متورم مي‌شود، سپس مونومرها به درون لايه‌ها سيليكات نفوذ كرده و پليمريزاسيون در بين لايه‌ها اتفاق مي‌افتد.

2- روش محلولي:

اين روش مشـابه روش قبـلي است. ابـتـدا رس آلي در يك حلال قطبي مانند تولوئن يا NَN,- دي متيل فرماميد متورم شده، سپس پليمر حل شده در حلال به محلول قبلي افزوده شده و بين لايه‌ها جاي مي‌گيرد. مرحله نهايي كار، تبخير حلال است كه معمولاً در خلا اتفاق مي‌افتد. مزيت اين روش اين است كه براي همه مواد پليمري قابل اجراست اما اشكال عمده آن غير قابل اجرا بودن آن در مقياس صنعتي مي‌باشد.

3- روش اختلاط مذاب:

در اين روش پليمر مذاب كه داراي ويسـكوزيـتـه پاييـني است با پركننـده نـانوکليِ(clay) آميخته مي‌شود. در اين روش به دليل افزايش بي‌نظمي، پليمر به داخل لايه‌هاي كلي(clay) نفوذ مي‌كند(شكل1). اين روش، به دليل پتانسيل بالايي كه براي اجرا در مقياس صنعتي دارد به شدت مورد توجه قرار گرفته است و نانوکامپوزيت‌هاي كلي(clay) بسيار زيادي به روش اكستروژن توليد شده است. تعداد زيادي از ترموپلاستيك‌هاي قطبي مانند پلي‌آميد-6، اتيل وينيل استات و پلي استايرن به اين روش درون لايه‌هاي سيليكاتي نفوذ كرده‌‌اند اما در مورد پلي اولفين‌ها كه مصرف بسيار زيادي نيز دارند اين فرآيند موفق نبوده است. اجراي اين روش در لاستيك‌ها به دليل ويسكوزيته بسيار زياد و پديده‌هاي الاستيك با موانع زيادي روبرو است و همين امر دليل عدم پيشرفت قابل توجه نانوکامپوزيت‌هاي الاستومري در مقايسه با پلاستيك‌ها است.

ساختار نانوکامپوزيت‌هاي كلي(clay)

بسته به طبيعت اجزاي يك نانوکامپوزيت مانند نوع پليمر، ماتريس و سيليكات لايه‌اي يا كاتيون آلي بين لايه‌هاي سيليكاتي سه ساختار در نانوکامپوزيت‌ها ممكن است ايجاد شود (شكل 2):

1- ساختار فاز‌هاي جدا:

اگر پليمر نتواند بين لايه‌هاي سيليكاتي نفوذ كند يك ميكروكامپوزيت توليد مي‌شود كه مانند كامپوزيت‌هاي متداول بوده و امكان جدايي فازي در آن وجود دارد. به جز اين نوع متداول كامپوزيت‌ها، امكان ايجاد دو ساختار ديگر وجود دارد.

2- ساختار لايه لايه(Intercalated structures):

اين ساختار با نفوذ يك يا چند زنجير پليمري به درون لايه‌هاي سيليكا و ايجاد ساختار ساندويچي حاصل مي‌شود.

3- ساختار پراكنده يا پخش شده exfoliated ordelaminated structure)) :

اين ساختار وقتي حاصل مي‌شود كه لايه‌هاي پركننده سيليكاتي به طور همگن و يكنواخت در بستر پليمري توزيع شده باشند. اين ساختار لايه‌هاي كاملاً جدا شده از اهميت بسيار ويژه‌اي برخوردار است زيرا بر همكنش لايه‌هاي كلي(clay) و پليمر را به حداكثر رسانده و تغييرات بسيار مشهودي را در خواص فيزيكي مكانيكي پليمر ايجاد مي‌كند.

خواص نانوکامپوزيت‌ها

نانوکامپوزيت‌ها در مقادير 5-2 درصد وزني، خواص پليمرهاي خالص را به طرز قابل توجهي بهبود مي‌دهند. اين ارتقاي خواص عبارتند از:

• خواص عبور پذيري (barrier) مانند نفوذپذيري و مقاومت در برابر حلال‌ها؛

• خواص نوري ؛

• هدايت يوني خواص ديگر حاصل از ساختار لايه‌اي نانو سيليكات‌ها در نانوکامپوزيت‌هاي پليمري، افزايش پايداري حرارتي و مقاومت در برابر شعله (آتش) در مقادير بسيار كم پركننده مي‌باشد.

كاربرد فناوري نانو در صنعت لاستيك

تاكنون در دنيا در صنايع پليمري تحقيقات بسيار زيادي انجام شده است. از جمله آنها تحقيقات در زمينه فناوري نانو در صنعت لاستيك است. موارد استفاده از فناوري نانو اعم از نانوفيلرها و نانوكامپوزيت است كه به لاستيكها خواص ويژه اي مي دهد.بازار نانوكامپوزيت در 2005 به ميزان 200 بيليون يورو و در سال 2015 بر اساس آمارBSF به ميزان 1200 بيليون يورو پيش بيني شده است. در سال 2002 كشوري مثل ژاپن 1500 ميليون يورو در تحقيقات در زمينه فناوري نانو صرف كرده است. تحقيقات در زمينه فناوري نانو را بدون شك نمي توانيم رها كنيم. اكثر كشورهاي دنيا تحقيقات و فعاليت در زمينه نانو را شروع كرده است، به عنوان مثال كشور هند توليد نانوكامپوزيت SBR را شروع كرده است. همچنين صنايع خودرو در دنيا به سمت استفاده از نانو) PP نانوپلي پروپيلن( سوق پيدا كرده است و علت اصلي آن خواص مناسب از جمله سبكي، مقاومت حرارتي و مقاومت ضربه اينگونه مواد است. بنابراين رسيدن به خواص مطلوب ضرورت توجه به آن را بيش از هرچيز ديگر براي ما نمايان مي سازد.

مقدمه (کاربردهاي فناوري نانو در صنعت لاستيک):

با توجه به تحقيقات به عمل آمده چهار ماده نانومتري هستند كه كاربرد فراواني در صنعت لاستيك سازي پيدا كرده اند. چهار ماده موردنظر عبارتنداز : اكسيدروي نانومتري(NanoZnO)، نانوكربنات كلسيم، الماس نانومتري، ذرات نانومتري خاك رس.با اضافه كردن اين مواد به تركيبات لاستيك، به دليل پيوندهايي كه در مقياس اتمي بين اين مواد و تركيبات لاستيك صورت مي گيرد، علاوه بر اين كه خواص فيزيكي آنها بهبود مي يابد، مي توان به افزايش مقاومت سايش، افزايش استحكام، بهبود خاصيت مكانيكي، افزايش حد پارگي و حد شكستگي اشاره كرد.در زيبايي ظاهري لاستيك نيز تاثير گذاشته و باعث لطافت، همواري، صافي و ظرافت شكل ظاهري لاستيك مي گردد. همه اينها به نوبه خود باعث مي شود كه محصولات نهايي، مرغوبتر، با كيفيت بالا، زيبايي و در نهايت بازارپسند باشند و توانايي رقابت در بازارهاي داخلي و جهاني را داشته باشند.

كاربرد اكسيدروي نانومتري (NanoZnO) درلاستيك:

اكسيدروي نانومتري مادهاي غيرآلي و فعال است كه كاربرد گسترده اي در صنعت لاستيك سازي دارد.كوچكي كريستالها و خاصيت غيرچسبندگي آنها باعث شده كه اكسيدروي نانومتري به صورت پودرهاي زردرنگ كروي و متخلخل باشد.از خصوصيات استفاده از اين تكنولوژي در صنعت لاستيك، مي توان به پايين آمدن هزينه ها، بازدهي بالا، ولكانيزاسيون(Volcanization) خيلي سريع و هوشمند و دامنه دمايي گسترده اشاره كرد.

اثرات سطحي و فعاليت بالاي اكسيدروي نانومتري ناشي از اندازة بسيار كوچك، سطح موثر خيلي زياد وكشساني خوب آن است.استفاده از اكسيد روي نانومتري در لاستيك باعث بهبود خواص آن ميشود از جمله ميتوان به زيبايي و ظرافت بخشيدن به آن، صافي و همواري شكل ظاهري، افزايش استحكام مكانيكي لاستيك، افزايش مقاومت سايشي (خاصيت ضد اصطكاكي و سايش)، پايداري دمايي بالا، طول عمر زياد و همچنين افزايش حد پارگي تركيبات لاستيك اشاره كرد كه همگي اينها بصورت تجربي ثابت شده است.براساس نتايج بدست آمده ميتوان نتيجه گرفت بهبود يافتن خواص فيزيكي لاستيك در اثر اضافه شدن ZnO ناشي از پيوند ساختار نانومتري اكسيد روي با مولكولهاي لاستيك است كه در مقياس اتمي صورت مي گيرد.اكسيد روي نانومتري در مقايسه با اكسيد روي معمولي داراي اندازة بسيار كوچك ولي در عوض داراي سطح موثر بسيار زيادي مي باشد. از لحاظ شيميايي بسيار فعال و همچنين به دليل اينكه پيوندهاي بين اكسيدروي نانومتري و لاستيك در مقياس مولكولي انجام مي گيرد، استفاده از اكسيدروي نانومتري خواص فيزيكي و خواص مكانيكي از قبيل حد پارگي، مقاومت سايشي و ... تركيبات لاستيك را بهبود مي بخشد.

كاربرد نانوكربنات كلسيم در لاستيك:

نانوكربنات كلسيم به طور گسترده اي در صنايع لاسيتك به كار مي رود، زيرا اثرات خيلي خوبي نسبت به كربنات معمولي بر روي خواص و كيفيت لاستيك دارد.استفاده از نانوكربنات كلسيم در صنايع لاستيك باعث بهبود كيفيت و خواص تركيبات لاستيك مي شود. از جمله مزاياي استفاده از نانوكربنات كلسيم مي توان به توانايي توليد در مقياس زياد، افزايش استحكام لاستيك، بهبود بخشيدن خواص مكانيكي )افزايش استحكام مكانيكي) و انعطاف پذير شدن تركيبات لاستيك اشاره كرد. همچنين علاوه بر بهبود خواص فيزيكي، تركيبات لاستيك در شكل ظاهري آنها نيز تاثير مي گذارد و به آنها زيبايي و ظرافت مي بخشد كه اين خود در مرغوبيت كالا و بازارپسند بودن آن تاثير بسزايي دارد.نانوكربنات كلسيم سبك بيشتر در پلاستيك و پوشش دهي لاستيك به كار ميرود.

براي به دست آوردن مزاياي ذكر شده، نانوكربنات كلسيم به لاستيكهاي طبيعي و مصنوعي از قبيلNP، EPDM ،SBS ،BR ،SBR اضافه مي گردد. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه استحكام لاستيك بسيار بالا مي رود.

استحكام بخشي نانوكربنات كلسيم برخواسته از پيچيدگي فيزيكي ناشي از پيوستگي در پليمرهاي آن و واكنشهاي شيميايي ناشي از سطح تعميم يافته آن است.نانوكربنات كلسيم سختي لاستيك و حد گسيختگي پليمرهاي لاستيك را افزايش داده و حداكثر تواني كه لاستيك مي تواند تحمل كند تا پاره شود را بهبود مي بخشد. همچنين مقاومت لاستيك را در برابر سايش افزايش مي دهد.به كار بردن نانوكربنات كلسيم هزينه ها را پايين مي آورد و سود زيادي را به همراه دارد و همچنين باعث به روز شدن تكنولوژي و توانائي رقابت در عرصه جهاني مي گردد.

به طور كلي نانوكربنات كلسيم در موارد زيادي به طور كلي يا جرئي به تركيبات لاستيك جهت افزايش استحكام آنها افزوده مي شود.

كاربرد ساختارهاي نانومتري الماس در لاستيك:

الماس نانومتري به طور گسترده اي در كامپوزيت ها و از جمله لاستيك در مواد ضد اصطكاك، مواد ليزكننده به كار مي رود. اين ساختارهاي نانومتري الماس از روش احتراق توليد مي شوند كه داراي خواص برجسته اي هستند از جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد:

1) ساختار كريستالي( بلوري)

2) سطح شيميايي كاملا ناپايدار

3) شكل كاملا كروي

4) ساختمان شيميايي بسيار محكم

5) فعاليت جذب سطحي بسيار بالا

در روسيه، الماس نانومتري با درصدهاي مختلف به لاستيك طبيعي ، Poly Soprene Rubber و FluorineRubber براي ساخت لاستيك هايي كه در صنعت كاربرد دارند از قبيل كاربرد در تاير اتومبيل، لوله هاي انتقال آب و ... مورد استفاده قرار مي گيرد. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه با اضافه كردن ساختارهاي نانومتري الماس به لاستيك ها خواص آنها به شكل قابل توجهي بهبود مي يابد از جمله مي توان به :

1) 4 الي 5 برابر شدن خاصيت انعطاف پذيري لاستيك

2) افزيش 2 الي 5/2 برابري درجه استحكام

3) افزايش حد شكستگي تا حدود 2 Kg/cm700-620

4) 3 برابر شدن قدرت بريده شدن آنها

و همچنين به اندازة خيلي زيادي خاصيت ضدپارگي آنها در دماي بالا و پايين بهبود مي يابد.

كاربرد ذرات نانومتري خاك رس در لاستيك:

يكي از مواد نانومتري كه كاربردهاي تجاري گسترده اي در صنعت لاستيك پيدا كرده است و اكنون شركت هاي بزرگ لاستيك سازي بطور گسترده اي از آن در محصولات خود استفاده مي كنند، ذرات نانومتري خاك رس است كه با افزودن آن به لاستيك خواص آن بطور قابل ملاحظه اي بهبود پيدا مي كند كه از جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد :

1) افزايش مقاومت لاستيك در برابر سايش

2) افزايش استحكام مكانيكي

3) افزايش مقاومت گرمايي

4) كاهش قابليت اشتعال

5) بهبود بخشيدن اعوجاج گرمايي

ايده هاي مطرح شده:

1-7) افزايش دماي اشتعال لاستيك : تهيه نانوكامپوزيت الاستومرها از جملهSBR مقاوم، به عنوان مواد پايه در لاستيك سبب بهبود برخي خواص از جمله افزايش دماي اشتعال و استحكام مكانيكي بالامي شود و دليل اصلي آن حذف مقدار زيادي از دوده است.

2-7) كاهش وزن لاستيك : تهيه و بهينه سازي نانوكامپوزيت الاستومرها با وزن كم از طريق جايگزين كردن اين مواد با دوده در لاستيك، امكان حذف درصد قابل توجهي دوده توسط درصد بسيار كم از نانوفيلر وجود دارد. بطوريكه افزودن حدود 3 تا 5 درصد نانوفيلر مي تواند استحكام مكانيكي معادل 40 تا 45 درصد دوده را ايجاد كند. بنابراين با افزودن 3 تا 5 درصد نانوفيلر به لاستيك، وزن آن به مقدار قابل توجهي كاهش مي يابد.

3-7) افزايش مقاومت در مقابل نفوذپذيري گاز : نانوكامپوزيت الاستومرها بويژه EPDM بدليل دارا بودن ضريب عبوردهي كم نسبت به گازها بويژه هوا مي توانند در پوشش داخلي تاير و تيوب ها مورد استفاده قرار مي گيرد. زيرا يكي از ويژگيهاي نانوكامپوزيت EPDM مقاومت بسيار بالاي آن در برابر نفوذ و عبور گازها مي باشد. بنابراين اين نانوكامپوزيت ها مي تواند جايگزين مواد امروزي گردد. همچنين اين نانوكامپوزيت ها از جمله الاستومرهايي است كه مي تواند در آلياژهاي مختلف با ترموپلاستيكها كاربردهاي وسيعي را در صنعت خوردو داشته باشد.

4-7) قطعات لاستيكي خودرو : نانوكامپوزيت ترموپلاست الاستومرها مي تواند به عنوان يك ماده پرمصرف در صنايع ساخت و توليد قطعات خوردو بكار رود. از ويژگي هاي اين مواد، بالا بودن مدول بالا ، مقاومت حرارتي، پايداري ابعاد، وزن كم، مقاومت شعله مي باشد. لذا نانوكامپوزيت ترموپلاستيك الاستومرهاي پايهEPDM و PP مي توانند تحول چشمگيري را در ساخت قطعات خوردو ايجاد نمايد.

5-7) افزايش مقاومت سايشي لاستيك : استفاده از نانوسيليكا و نانواكسيدروي در تركيبات تاير سبب تحول عظيمي در صنعت لاستيك مي شود. بطوريكه با افزودن اين مواد به لاستيك علاوه بر خواصي ويژه اي كه اين مواد به لاستيك مي دهند، امكان افزايش مقاومت سايشي اين لاستيكها وجود دارد.

6-7) نسبت وزن تاير به عمر آن : با افزودن ميزان مصرف يكي از نانوفيلرها مي توان مصرف دوده را پايين آورد. به عبارت ديگر اگر وزن تاير كم شود، عمر لاستيك افزايش مي يابد. بنابراين جهت بالا بردن عمرلاستيك كافي است با افزودن يك سري مواد نانومتري به لاستيك عمر آن را افزايش داد.

- شركتهايي كه در زمينه مواد نانومتري و صنعت لاستيك كار مي كنند:

شركت

Shanxi FourNano Technology Co.ltd

فعاليت

در زمينه توليد اكسيد روي نانومتري جهت كاربرد در صنعت لاستيك سازي بخصوص لاستيك كاميون فعاليت مي كند.

كشور

چين

آدرس اينترنتي

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

شركت

Goodyear

فعاليت

اين شركت يكي از بزرگترين شركت هاي توليدكنندة لاستيك در آلمان مي باشد كه از ذرات نانومتري دوده (Carbon black) در لاستيك استفاده مي كند.

كشور

آلمان

آدرس اينترنتي

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

شركت

FCCINC

فعاليت

اين شركت يك خط ذرات نانومتري خاك رس جهت تزريق به پليمرهاي لاستيك ايجاد كرده است.

كشور

چين

آدرس اينترنتي

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

استفاده از نانولوله‌هاي کربني حساس به رامان در ولکانيزاسيون لاستيک طبيعي

در حال حاضر کاربرد نانولوله‌ها در تقويت پليمرها باعث بهبود خواص گرمايي و الکتريکي مي‌شود. اگر چه ساخت کامپوزيت‌هاي لاستيکي همراه با نانولوله کربني تک‌ديواره هنوز با موانع فني متعددي روبه‌روست که بايد حل شود؛ در ميان اينها يکي از اصلي‌ترين مسائل مورد توجه پراکندگي نانولوله‌هاي کربني است. امواج صوتي يکي از روش‌هاي پراکندگي مؤثر است. اگر چه امواج صوتي براي مدت طولاني و با قدرت زياد داراي آثار تخريبي است، يكي از روش‌هاي پراكندگي مؤثر است. با وجود اين مي‌توان از يک سطح بهينه از امواج صوتي (SONICATION) استفاده کرد. از موانع ديگر مي‌توان به گران بودن نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره اشاره کرد که البته ممكن است بهسازي خصيصه مکانيکي ترکيب ارزش اين هزينه كردن را نداشته باشد. نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره ارزش استفاده در برخي کاربرد‌ها نظير حسگر کششي رامان، مواد انباره هيدروژن و ترکيبات خازني سطح بالا را دارند. طيف‌بيني رامان براي اثبات وجود نانولوله‌هاي کربني، تعيين قطر نانولوله‌ها، توزيع قطري بسته‌هاي نانولوله مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره طيف رامان متمايزي دارند. در اين آزمايش بي‌نظمي پيک *D رامان تهييج شده مربوط به نانولوله‌هاي کربني که در محدوده 2500 تا2700 Cm-1 قرار دارد، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. از نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره مي‌توان به عنوان حسگر فشار استفاده کرد. پيک *D براي تشخيص کشش و انتقال در پليمر‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد و به وسيله طيف‌بيني رامان تعيين کميت مي‌شود. اين نوع از کاربرد تنها به ميزان کمي از نانولوله‌هاي کربني کمتر از 5/0درصد وزني نياز دارد و حساسيت اندازه‌گيري مي‌تواند در مقياس بزرگ ماکرو و ميزان مولکولي باشد. نانولوله‌هاي کربني همچنين مي‌توانند در الاستومرها براي سنجش فشار‌هاي بينابيني مورد استفاده قرار گيرند. ويژگي‌هاي يک الاستومر ويژه با ماهيت اتصالات عرضي در شبکه مشخص مي‌شود. در حالي که هنوز گوگرد به مراتب مؤثرترين عامل ولکانش است افزودن ميزان کمي از تسريع‌کننده‌ها نه فقط فرايند‌ها را تسريع مي‌کند، بلکه کميت و نوع اتصالات عرضي شکل گرفته در ولکانش را نيز تعيين مي‌کند. مطالعات مختلف در مورد اثر ساختار‌هاي اتصالا ت عرضي در ولکانش لاستيک با استفاده از گوگرد براي چندين دهه مورد بررسي قرار گرفته است. دانسيته تراکم اتصالات عرضي عامل مهمي است که بر ويژگي‌هاي فيزيکي شبکه الاستومري ولکانيزه شده تأثير مي‌گذارد. دانسيته تراکم يک شبکه اساساً به تعداد زنجيره‌ها، وزن مولکولي و نسبت گوگرد به شتاب‌دهنده بستگي دارد. چندين روش براي ارزيابي تراکم اتصالات عرضي وجود دارد. متورم کردن به وسيله يک حلال ارگانيک يکي از متداول‌ترين روش‌ها براي توصيف شبکه‌هاي الاستومر است. اندازه گيري‌هاي تنش-کرنش يکي از روش‌هاي غير مستقيم براي اندازه‌گيري ميزان تراکم اتصالات عرضي است. هدف اصلي اين روش ساخت کامپوزيت (SWNT/NR) ومقايسه ويژگي‌هاي مکانيکي کامپوزيت و لاستيک طبيعي خالص است. بعد از آن امکان استفاده از نانوحسگرهاي رامان براي توصيف شرايط ايجادلاستيک طبيعي با استفاده از ميزان‌هاي مختلفي از گوگرد بررسي مي‌شود. داده‌هاي تنش-کرنش تک‌محوري براي تحليل تراکم اتصالات عرضي الاستومرهاي ولکانيزه شده استفاده مي‌شود و سپس از آن با نتيجه تحليل رامان مقايسه مي‌شود.

2. روش تجربي

ترکيبات لاستيک طبيعي و کامپوزيت در دماي اتاق و در حلال تولوئن تهيه مي‌شود. مخلوط لاستيک طبيعي و تولوئن ابتدا تحت تأثير امواج صوتي قرار مي‌گيرد تا لاستيک طبيعي كاملاً حل شود. نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره در تولوئن را امواج صوتي پخش مي‌كنند. محلول نانولوله‌هاي کربني /تولوئن به همراه اکسيد روي و استئاريک اسيد وسيکلو هگزيل بنزو تيازول سولفوناميد (CBS) به محلول لاستيک طبيعي /تولوئن اضافه شده و تحت تأثير امواج صوتي قرار مي‌گيرد تا به‌صورت محلو ل همگن درآيد، سپس محلول حاصل به 15 قسمت مساوي تقسيم مي‌شود و مقادير مختلف گوگرد از صفر تا 60 ميلي گرم به اين قسمت‌ها اضافه مي‌شود. تمام محلول‌ها به خوبي تکان داده مي‌شوند تا زماني که گوگرد به خوبي در محلول پراکنده شود، پس از آن براي مدت يک شبانه‌روز در زير هود باقي مي‌ماند. بعد از تبخير کامل تولوئن نمونه‌هاي کامپوزيت در زير پرس گرم در دماي160 درجه سانتيگراد براي مدت زمان 15 دقيقه تحت فشار 500 كيلو پاسكال قرار گرفته و فيلم نازکي از کامپوزيت با ضخامتي حدود 3/0 ميلي‌متر به دست مي‌آيد. نمونه‌هاي لاستيک طبيعي نيز طبق روش بالا به طور دقيق و بدون افزودن نانولوله‌هاي کربني آماده مي‌شود. تمام نمونه‌ها به‌صورت نوار‌هاي باريکي با عرض چهار ميلي متر و طول 15 ميلي متر و ضخامت 3/0ميلي‌متر براي تست کشش برش داده مي‌شوند. خصوصيات مکانيکي نمونه‌هاي لاستيک طبيعي و نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره در دماي اتاق را دستگاه مکانيکي ديناميک آناليزي در حالت استاتيک و با سرعت تخريب شش ميلي متر بر دقيقه اندازه‌گيري ميكند و در پايان سه نمونه براي هر مورد آماده و مورد آزمايش قرارمي گيرد. منحني تنش-کرنش و مدول کشساني مطابق با نسبت 50 درصد افزايش طول به حالت اوليه براي نمونه‌ها، مورد محاسبه قرار مي‌گيرد. در اين آزمايش نور ليزر 785 نانومتر به عنوان نقطه نوراني بر سطح نمونه به ضخامت دو ميكرو متر تابيده مي‌شود.

3. نتايج و بررسي

با وجود اين که 25/0 درصد وزني از شبکه لاستيک طبيعي ، در اين آزمايش را نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره تشکيل مي‌دهند، ضخامت کم نانولوله‌هاي کربني تک ديواره در سيستم باعث افزايش تعداد نانولوله‌ها در سيستم مي‌شود. تمام نمونه‌هاي کامپوزيت نسبت به نمونه‌هاي لاستيک طبيعي رنگ تيره‌تري دارند. در ابتداي مطالعه، حضور نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره باعث تغيير در خصوصيات مکانيکي لاستيک طبيعي مي‌شود. با وجود جهت‌يابي تصادفي نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره در فيلم به دست آمده، جهت‌يابي نمونه نوارها در اندازه‌گيري‌هاي مکانيکي هيچ گونه تفاوتي در نتايج به دست نمي‌دهد.

3-1. نتايج تست‌هاي مکانيکي

منحني‌هاي تنش –کرنش براي لاستيک طبيعي و کامپوزيت در شکل (1) نشان داده شده است. هردو نمونه لاستيک طبيعي و کامپوزيت بيش از 1200 درصد ازدياد طول را نشان مي‌دهند. به‌دليل پايداري نانولوله‌هاي کربني از لحاظ شيميايي، بر هم کنش بين نانولوله‌هاي کربني و مولکول‌هاي لاستيک به صورت در هم پيچيده و بدون ايجاد پيوند انجام مي‌شود. با توجه به محدوده تغيير شکل گوسين (Gaussian) براي مولکول‌هاي لاستيک طبيعي اين برهم‌کنش‌ها به صورت پايدار و وابسته به تغيير شکل هستند. شکل (1) منحني تنش-کرنش براي لاستيک خالص و کامپوزيت و شکل درگيري نانولوله‌هاي کربني با زنجيره لاستيک را نشان مي‌دهد.

نسبت ابعاد بزرگ نانولوله‌هاي کربني ايجاد زنجيره‌هاي مولکولي بزرگي در کامپوزيت ايجاد مي‌كند. که باعث ايجاد درهم پيچيدگي و اتصالات عرضي فيزيکي در شبکه مولکولي کامپوزيت در مقايسه با لاستيک طبيعي مي‌شود. در نتيجه ولکانيزاسيون نمونه کامپوزيت که داراي اتصالات عرضي فيزيکي بيشتري نسبت به نمونه لاستيک طبيعي است به طور اختصار در شکل (1) نشان داده شده است. اگر چه هنوز هيچ مدرکي دال بر واکنش شيميايي بين نانولوله هاي كربني تك ديواره و شبکه لاستيک طبيعي وجود ندارد. خصوصيات فيزيکي و شيميايي اتصالات عرضي حلقه، نقش مهمي در شروع واکنش تخريب دارد و نمونه‌هاي كامپوزيت مدول بالاتري نسبت به لاستيك طبيعي دارند. وقتي که سرعت تخريب افزايش مي‌يابد، بعضي از اتصالات عرضي با قرار گرفتن زنجيره پليمري بر روي نانولوله‌هاي کربني از بين مي‌روند. شکل (1) ناحيهB اين موضوع را نشان مي‌دهد. شکل (2) ميزان نسبت کشيدگي براي نمونه‌هاي لاستيک طبيعي و کامپوزيت س در برابر غلظت‌هاي مختلف گوگرد را نشان مي‌دهد.

3-2. تحليل ولکانش از طريق طيف‌بيني رامان

پس از کشف نانولوله‌هاي کربني تک ديواره طيف‌بيني رامان براي توصيف حد واسط‌هاي پليمر/نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره استفاده شده است. سيگنال رامان در سيستم پليمر نسبت به فقط يک اثر نقطه‌اي در اطراف خود نانولوله‌ها يک اثر ميانگين ايجاد مي‌کند. وضعيت در نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره در مواجهه با فشار و کشيدگي، يک انتقال طيفي بزرگ را نشان مي‌دهد. در برخي از شبکه‌هاي پليمري، پيک *D مربوط به نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره ، يک انتقال رو به پايين تقريباً خطي را با کشش‌هاي تک‌محوري کشسان در هنگام تشکيل پليمر نشان مي‌دهد. پس از تشکيل محصول، هيچ تغييري در طيف رامان که نشان‌دهنده انتقال مؤثر فشار از شبکه به نانولوله است، مشاهده نمي‌شود. به هر حال نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره به عنوان حسگرهايي براي پي بردن به انتقالات پليمري به‌وسيله طيف‌بيني رامان، بر مبناي اين واقعيت که برخي از انتقالات پليمري به انواع ويژه اي از جنس در پليمر‌ها بستگي دارد، استفاده شده است. شکل (3) طيف‌هاي رامان مربوط به نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره و کامپوزيت بزرگنمايي شده مربوط به پيک را نشان مي‌دهد. موقعيت پيک *D در نانو لوله هاي تك ديواره اندازه‌گيري شده و به عنوان تابعي از مقدار گوگرد اضافه شده به شبکه لاستيك طبيعي، در شکل (4) نشان داده شده است. با توجه به پراکندگي کمي در داده‌ها به‌ويژه در محدوده ميانگين ميزان گوگرد، اين پراکندگي ممکن است از منابع زير باشد:

1. تجانس نداشتن شبکه کشسان طبيعي؛

2. ناخالصي در ترکيب شبکه لاستيک که مي‌تواند اساساً مربوط به عوامل شتاب‌دهنده مثل اکسيد روي، اسيد استئاريک وباقي‌مانده در سيستم باشد؛

3. نبود تجانس بين نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره مثل تفاوت ضخامتSWNT، و فرم دسته‌ها. شکل(4a) تفاوت عدد موج پيک *D مربوط به نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره در شبکه لاستيک طبيعي در برابر مقدار گوگرد اضافه شده در طول واکنش ولکانيزاسيون را نشان مي‌دهد. بنا براين نانولوله‌هاي حسگر رامان قادرند که تغييرات مربوط به اتصالات عرضي را در جريان فرايند ولکانش در لاستيک طبيعي به دست آورند.

4. نتيجه‌گيري

نتايج آزمايش‌هاي مکانيکي براي کامپوزيت براي لاستيک خالص روند يکساني را نشان مي‌دهد. در اين آزمايش افزايش 25/0 درصد وزني نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره باعث افزايش مدول کشساني کامپوزيت به ميزان 20 درصد در شرايط ولکانيزاسيون يکسان و بدون از دست دادن خاصيت الاستيک نسبت به لاستيک طبيعي خالص خواهد شد. اگر چه استحکام و کشيدگي تغييري نمي‌يابد؛ رابطه بين جابه‌جايي عدد موج *D درنانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره و ميزان گوگرد اضافه شده به وسيله طيف‌بيني رامان براي کامپوزيت به دست آمده است. افزايش درجه ولکانش به وسيله افزايش مقدار گوگرد، باعث جابه‌جايي پيک *D مربوط به نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره خواهد شد. مشاهدات نشان مي‌دهد که حسگر‌هاي نانولوله به تراکم اتصالات عرضي لاستيک طبيعي حساس هستند و مي‌توانند در ارزيابي فرايند ولکانش لاستيک استفاده شوند. از اين روش مي‌توان با استفاده از طيف‌بيني رامان براي تعيين ميزان تشکيل اتصالات عرضي در مواد کشسان ديگر نيز استفاده کرد. برهم‌کنش‌هاي قوي‌ترين نانولوله‌ها و لاستيک طبيعي ، اثر مهمي بر کشش‌هاي بزرگ‌تر مي‌گذارد. زماني که پيکربندي زنجيري غير گوسيان وجود داشته باشد، کار‌هاي تکميلي با نانولوله‌هاي اصلاح سطحي شده، براي مقايسه با نتايج نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره معمولي به‌منظور تعيين کميت تأثير افت نانولوله‌ها و عوامل محدود کننده در افت نانولوله‌ها، مورد نياز است.

منابع :

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

unstoppable · 31 فروردین، ۱۳۹۲

سلام خدمت دوستان

این تاپیک همونطور که از اسمش پیداست معرفی مواد اولیه صنایع "لاستیک" است

روش کار هم مشابه تاپیک "مواد اولیه صنایع پلاستیک" خواهد بود.

امیدوارم سودمند باشه.

+منبع اکثر اطلاعات سایت

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

میباشد.

unstoppable · 31 فروردین، ۱۳۹۲

کائوچوی طبیعی (لاستیک طبیعییاالاستومرطبیعی)NR (Natural Rubber or Natural Caoutchouc)

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer))، تایر (Tire)

نام های دیگر: پلی ایزوپرن (Polyisoprene)، پلی سیس 1و4 ـ ایزوپرن (Cis-1,4-Polyisoprene)، پلی ترانس 1و4 ـ ایزوپرن (Trans-1,4-Polyisoprene)، آمری پل (Ameripol)، ناتسین (Natsyn)، کاریفلکس (Cariflex)، ابنیت (Ebonite)

مونومر: ایزوپرن Isoprene

حلال: سقّز (Turpentine) و نفتا (بنزین سنگین) (Naphtha)

دانسیته: 0.913 _ 0.928 g/cm3

دمای ذوب : برابر 35 تا 36 درجه سانتی گراد

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 72- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): برابر 5 تا 90

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: غیر قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.
شعله نارنجی متمایل به زرد دارد و کمی سر و صدا می کند.
دود سیاه توأم با ذرات کربن دارد.
در شعله چکه نمی کند.
بوی لاستیک سوخته می دهد.

نکته مهم: چون خواص و ویژگی های لاستیک ایزوپرن بسیار مشابه لاستیک طبیعی می باشد از این رو در بسیاری موارد می تواند جایگزین لاستیک طبیعی شود و همچنین به آن لاستیک طبیعی مصنوعی نیز گفته می شود. به دلیل این نزدیکی در خواص و ویژگی ها و فرمولاسیون ما نیز در بررسی لاستیک ها این دو را با هم و در یک گروه قرار داده و بررسی می کنیم.

منابع تولید: برای این لاستیک بهتر است ابتدا منابع طبیعی آنرا معرفی کنیم. لاستیک طبیعی در بیش از 200 گونه گیاهی مختلف به وجود می آید اما فقط چند مورد از آنها مانند درخت هوا براسیلینسس (Hevea Brasiliensis) که دربرزیل، هند، مالزی و مالایا، آسیای جنوبی و جنوب شرقی و آفریقای غربی و همچنین درخت گوتاپرچا (Gutta-Percha) که در تایلند و تایوان و شمال استرالیا رشد می کنند کاربرد تجاری دارند و بیش از 99% از لاستیک طبیعی جهان از این منابع تأمین می شود. از دیگر منابع گیاهی این لاستیک می توان به درخت لاستیک پاناما (Castilla Elastica)، لاستیک انجیر (Ficus Elastica) نیز اشاره کرد. وزن مولکولی لاستیک طبیعی 100,000 تا 1,000,000 می باشد و دارای 5% ماده خشک حاوی پروتئین ها، اسید های چرب، رزین ها و مواد معدنی مانند نمک است.

گیاه هوا Hevea

دانه های گیاه هوا

برگ های گیاه هوا

گرفتن شیرابه درخت هوا

جنگل هوا

روش تهیه لاستیک طبیعی

برای بدست آوردن لاتکس، پوست درخت را طوری بر میدارند که مایع در فنجان های کوچکی جمع شود، فنجان ها باید مرتبا جمع‌ آوری شوند تا از گندیدگی یا آلودگی شیرابه جلوگیری شود. پس از آن شیرابه به محل جمع آوری برده می‌شود و در آنجا پس از صاف شدن با افزودن آمونیاک محافظت می‌شود. لاستیک از طریق فرآیندی موسوم به انعقاد جدا می‌شود. این کار با افزودن اسیدها یا نمک های مختلف انجام می گیرد. در طی این عمل، لاستیک به شکل یک توده سفید خمیری از مایع جدا می شود و سپس از آن با استفاده از غلتک به شکل ورقه ‌ای در می آید و در نهایت خشک می گردد.

روش جدیدتر این است که با استفاده تیغه ‌های دوار یا اعمال برش بین دو غلتکی که با سرعت متفاوت می چرخند، شیرابه منعقد شده را به دانه تبدیل می کنند. دانه ‌ها سپس به مدت چند ساعت در خشک کن‌ های مکانیکی خشک می شوند، این عمل در روش قدیمی که از هوا یا دود چوب برای خشک کردن استفاده می شد چندین روز به طول می انجامید. به هر صورت ورقه یا دانه خشک شده متراکم و از آن مدل هایی به وزن 33 کیلوگرم می سازند.

روش تهیه لاستیک مصنوعی

اگر لاستیک طبیعی به طور مصنوعی تهیه شود به آن پلی ایزوپرن نیز می گویند و روش تولید آن، پلیمر شدن امولسیونی و پلیمریزاسیون به کمک کاتالیزور زیگلر ناتا است. در سال 2005 بیش از 21 میلیون تن لاتکس از منابع طبیعی به دست آمد که نزدیک به 42% کل مصرف لاستیک طبیعی جهان است، البته باید گفت امروزه اصلی ترین تأمین کننده این مواد به طور طبیعی قاره آسیا است زیرا در سال 2005، 94% از این مواد در تایلند و اندونزی و مالزی و بقیه کشورهای آسیایی استخراج شد و بقیه از راه سنتز تولید شده است.

از لحاظ نوع ساختار لاستیک طبیعی به دو دسته تقسیم می شوند:

سیس 1و4 ـ ایزوپرن (Cis-1,4-Polyisoprene):

این الاستومر با ساختار سیس از شیره درخت هوا بدست می آید و همچنین پلی ایزوپرن نیز دارای همین ساختار است که این دو بسیار پر کاربرد هستند.

ترانس 1و4 ـ ایزوپرن (Trans-1,4-Polyisoprene):

این الاستومر با ساختار ترانس از شیره درخت گوتاپرچا بدست می آید.

چون کشور مالزی بزرگ ترین تولید کننده لاستیک طبیعی در جهان است همه کشورها خود را با استاندارد مالزی تطبیق داده اند.

نکته: چون لاستیک طبیعی به راحتی حل نمی شود برای غوطه ورسازی در حلال ابتدا آنرا ریز می کنند. همچنین برای جلوگیری از انعقاد لاتکس در هنگام حمل و نقل از محلول آمونیاک استفاده می شود.

نمونه هایی از روش های بسته بندی و حمل و نقل NR

روش های پخت: هم به روش گوگردی و هم به روش پرکسیدی پخت می شود.

مزایا: ارزان بودن، مقاومت در برابر آب

معایب: مقاومت ازونی بسیار ضعیف (به دلیل وجود پیوند دوگانه در هر واحد تکراری)، در برابر نور خورشید، مقاومت کم در برابر حلال های هیدروکربنی، مقاومت کم در برابر روغن و بنزین، مقاومت کم در برابر شعله و اشتعال

خواص: خواص مکانیکی لاستیک طبیعی شامل استحکام پارگی بالا (حتی نسبت به اکثر لاستیک های مصنوعی)، مقاومت در برابر پارگی بسیار خوب، جهندگی بالا، چسبندگی خوب، میرایی کم، مقاومت بسیار خوب در برابر خستگی دینامیکی

کاربرد ها: بیشترین مصرف این ماده (بیش از 60%) در ساخت انواع تایر است (رویه تایر و بدنه و دیواره تایر)، درزگیر ها و آبند های لاستیکی، لوله، ضربه گیر ها، اسفنج های لاستیکی برای مبل سازی و تشک سازی، ورق های لاستیکی، نوار های لاستیکی، تسمه و نقاله، شیلنگ، واشر، کفی کفش، کالاهای ورزشی، مهر، چسب، نوک پستان بطری و پستانک و کاربردهای فراوان پزشکی (دستکش و ...)، کاربرد های مهندسی (اتصالات انعطاف پذیر بالشتک پل ها و ساختمان ها) و ..

نمونه هایی از محصولات تولیدی با NR

تیوپ سرنگ و کتانی هایی از جنس IR

محصولاتی دیگر، ساخته شده از NR و IR

unstoppable · 6 اردیبهشت، ۱۳۹۲

لاستیک طبیعی مصنوعی (لاستیک ایزوپرن) (IR (Isoprene Rubber

پلی ایزوپرن Polyisoprene

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer))، تایر (Tire)

نام های دیگر: پلی ایزوپرن (Polyisoprene)، پلی سیس 1و4 ـ ایزوپرن (Cis-1,4-Polyisoprene)، پلی ترانس 1و4 ـ ایزوپرن (Trans-1,4-Polyisoprene)، آمری پل (Ameripol)، ناتسین (Natsyn)، کاریفلکس (Cariflex)، ابنیت (Ebonite)

مونومر: ایزوپرن Isoprene

حلال: سقّز (Turpentine) و نفتا (بنزین سنگین) (Naphtha)

دانسیته: 0.913 _ 0.928 g/cm3

دمای ذوب : برابر 35 تا 36 درجه سانتی گراد

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 72- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): برابر 5 تا 90

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: غیر قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.
شعله نارنجی متمایل به زرد دارد و کمی سر و صدا می کند.
دود سیاه توأم با ذرات کربن دارد.
در شعله چکه نمی کند.
بوی لاستیک سوخته می دهد.

نکته مهم: چون خواص و ویژگی های لاستیک ایزوپرن بسیار مشابه لاستیک طبیعی می باشد از این رو در بسیاری موارد می تواند جایگزین لاستیک طبیعی شود و همچنین به آن لاستیک طبیعی مصنوعی نیز گفته می شود. به دلیل این نزدیکی در خواص و ویژگی ها و فرمولاسیون ما نیز در بررسی لاستیک ها این دو را با هم و در یک گروه قرار داده و بررسی می کنیم.

منابع تولید: برای این لاستیک بهتر است ابتدا منابع طبیعی آنرا معرفی کنیم. لاستیک طبیعی در بیش از 200 گونه گیاهی مختلف به وجود می آید اما فقط چند مورد از آنها مانند درخت هوا براسیلینسس (Hevea Brasiliensis) که در برزیل، هند، مالزی و مالایا، آسیای جنوبی و جنوب شرقی و آفریقای غربی و همچنین درخت گوتاپرچا (Gutta-Percha) که در تایلند و تایوان و شمال استرالیا رشد می کنند کاربرد تجاری دارند و بیش از 99% از لاستیک طبیعی جهان از این منابع تأمین می شود. از دیگر منابع گیاهی این لاستیک می توان به درخت لاستیک پاناما (Castilla Elastica)، لاستیک انجیر (Ficus Elastica) نیز اشاره کرد. وزن مولکولی لاستیک طبیعی 100,000 تا 1,000,000 می باشد و دارای 5% ماده خشک حاوی پروتئین ها، اسید های چرب، رزین ها و مواد معدنی مانند نمک است.

روش تهیه لاستیک طبیعی

برای بدست آوردن لاتکس، پوست درخت را طوری بر میدارند که مایع در فنجان های کوچکی جمع شود، فنجان ها باید مرتبا جمع‌ آوری شوند تا از گندیدگی یا آلودگی شیرابه جلوگیری شود. پس از آن شیرابه به محل جمع آوری برده می‌شود و در آنجا پس از صاف شدن با افزودن آمونیاک محافظت می‌شود. لاستیک از طریق فرآیندی موسوم به انعقاد جدا می‌شود. این کار با افزودن اسیدها یا نمک های مختلف انجام می گیرد. در طی این عمل، لاستیک به شکل یک توده سفید خمیری از مایع جدا می شود و سپس از آن با استفاده از غلتک به شکل ورقه ‌ای در می آید و در نهایت خشک می گردد.

روش جدیدتر این است که با استفاده تیغه ‌های دوار یا اعمال برش بین دو غلتکی که با سرعت متفاوت می چرخند، شیرابه منعقد شده را به دانه تبدیل می کنند. دانه ‌ها سپس به مدت چند ساعت در خشک کن‌ های مکانیکی خشک می شوند، این عمل در روش قدیمی که از هوا یا دود چوب برای خشک کردن استفاده می شد چندین روز به طول می انجامید. به هر صورت ورقه یا دانه خشک شده متراکم و از آن مدل هایی به وزن 33 کیلوگرم می سازند.

روش تهیه لاستیک مصنوعی

اگر لاستیک طبیعی به طور مصنوعی تهیه شود به آن پلی ایزوپرن نیز می گویند و روش تولید آن، پلیمر شدنامولسیونی و پلیمریزاسیون به کمک کاتالیزور زیگلر ناتا است. در سال 2005 بیش از 21 میلیون تن لاتکس از منابع طبیعی به دست آمد که نزدیک به 42% کل مصرف لاستیک طبیعی جهان است، البته باید گفت امروزه اصلی ترین تأمین کننده این مواد به طور طبیعی قاره آسیا است زیرا در سال 2005، 94% از این مواد در تایلند و اندونزی و مالزی و بقیه کشورهای آسیایی استخراج شد و بقیه از راه سنتز تولید شده است.

از لحاظ نوع ساختار لاستیک طبیعی به دو دسته تقسیم می شوند:

سیس 1و4 ـ ایزوپرن (Cis-1,4-Polyisoprene):

این الاستومر با ساختار سیس از شیره درخت هوا بدست می آید و همچنین پلی ایزوپرن نیز دارای همین ساختار است که این دو بسیار پر کاربرد هستند.

ترانس 1و4 ـ ایزوپرن (Trans-1,4-Polyisoprene):

این الاستومر با ساختار ترانس از شیره درخت گوتاپرچا بدست می آید.

چون کشور مالزی بزرگ ترین تولید کننده لاستیک طبیعی در جهان است همه کشورها خود را با استاندارد مالزی تطبیق داده اند.

نکته: چون لاستیک طبیعی به راحتی حل نمی شود برای غوطه ورسازی در حلال ابتدا آنرا ریز می کنند. همچنین برای جلوگیری از انعقاد لاتکس در هنگام حمل و نقل از محلول آمونیاک استفاده می شود.

روش های پخت: هم به روش گوگردی و هم به روش پرکسیدی پخت می شود.

مزایا: ارزان بودن، مقاومت در برابر آب

معایب: مقاومت ازونی بسیار ضعیف (به دلیل وجود پیوند دوگانه در هر واحد تکراری)، در برابر نور خورشید، مقاومت کم در برابر حلال های هیدروکربنی، مقاومت کم در برابر روغن و بنزین، مقاومت کم در برابر شعله و اشتعال

خواص: خواص مکانیکی لاستیک طبیعی شامل استحکام پارگی بالا (حتی نسبت به اکثر لاستیک های مصنوعی)، مقاومت در برابر پارگی بسیار خوب، جهندگی بالا، چسبندگی خوب، میرایی کم، مقاومت بسیار خوب در برابر خستگی دینامیکی

کاربرد ها: بیشترین مصرف این ماده (بیش از 60%) در ساخت انواع تایر است (رویه تایر و بدنه و دیواره تایر)، درزگیر ها و آبند های لاستیکی، لوله، ضربه گیر ها، اسفنج های لاستیکی برای مبل سازی و تشک سازی، ورق های لاستیکی، نوار های لاستیکی، تسمه و نقاله، شیلنگ، واشر، کفی کفش، کالاهای ورزشی، مهر، چسب، نوک پستان بطری و پستانک و کاربردهای فراوان پزشکی (دستکش و ...)، کاربرد های مهندسی (اتصالات انعطاف پذیر بالشتک پل ها و ساختمان ها) و ..

***بسته بندی ، حمل و نقل و محصولات تولیدی NR و IR مشابه هستند***

unstoppable · 19 اردیبهشت، ۱۳۹۲

لاستیک بوتادین (BR) (Butadiene Rubber) یا پلی بوتادین (PB (Polybutadiene

نکته: در این بخش به دلیل کاربرد فراوان نوع سیس (Cis)، فقط این ساختار بررسی می شود.

ساختار:

ساختار سیس Cis و ساختار ترانس Trans

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer))، تایر (Tire)

نام های دیگر: سیس 1و4 ـ پلی بوتادین (Cis-1,4-Polybutadiene Rubber)، دی ان (Diene)، اَمریپل (Ameripol)، تاکتین (Taktene)، یوروپرن سیس (Europrene Cis)، بونا سی بی (Buna CB)

مونومر: بوتادین (Butadiene)

حلال: تولوئن (Toluene)، تترا هیدرو فوران THF (Tetrahydrofuran)، ارتو دی کلرو بنزن ODCB (Ortho Dichlorobenzene)، تری کلرو بنزن TCB (Trichlorobenzene)

دانسیته: 0.908 تا 1.01 g/cm3

دمای ذوب : برابر 2 تا 12 درجه سانتی گراد

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 95- تا 106- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): برابر 50 تا 95

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: غیر قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.
شعله زرد متمایل به نارنجی دارد و کمی ترق توروق می کند.
دود سیاه توأم با ذرات کربن دارد.
در شعله چکه نمی کند.
بوی لاستیک سوخته و نامطبوع می دهد.

تاریخچه و چگونگی تولید:

پلی بوتادین جزو اولین الاستومرها یا لاستیک هایی بود که اختراع شد، 70% از پلی بوتادین تولیدی، برای ساخت لاستیک و تایر استفاده می شود و 25% تا 30% از آن به عنوان افزودنی به لاستیک های دیگر اضافه می شود تا استحکام مکانیکی آنها را بهبود بخشد.

پلی بوتادین با سه روش مختلف پلیمریزه می شود که در این صورت سه ایزومر سیس (Cis)، ترانس (Trans) و وینیل (Vinyl) بدست می آید. خواص پلی بوتادین بسته به درصد این سه ایزومر متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال: پلی بوتادینی که دارای درصد سیس بالا است High Cis Polybutadiene نامیده می شود و دارای خاصیت ارتجاعی بالا و بسیار متداول است در حالی که پلی بوتادینی که دارای درصد بالای ترانس است High Trans Polybutadiene نامیده می شود و پلاستیک کریستالی و بدون هیچ کاربرد مفیدی است.

تولید سالیانه این پلیمر در سال 1380 بیش از 2.1 میلیون تن بود که از لحاظ تناژ مصرف در بین لاستیک ها، بعد از لاستیک استایرن بوتادین SBR یا (Styrene Butadiene Rubber) در رتبه دوم قرار دارد.

میزان مصرف لاستیک بوتادین در قاره ها و کشورهای مختلف جهان در سال 2009

پلی بوتادین برای اولین بار در سال 1910 توسط یک دانشمند روسی به نام سرگئی واسیلیویچ لِبِدِو (Sergei Vasilyevich Lebedev) پلیمریزه (بسپارش) شد، او در سال 1926 فرآیندی را برای تولید بوتادین از اتانول اختراع کرد و در سال 1928 توانست برای توسعه تولید پلی بوتادین از سدیم به عنوان یک کاتالیزور استفاده کند. با توجه به این کشف، کشور اتحادیه جماهیر شوروی اولین کشوری بود که در اواخر سال 1930 موفق به تولید صنعتی این پلیمر گردید. از جمله کشورهایی که به تحقیق و توسعه تولید پلی بوتادین کمک بسیاری کردند آلمان و آمریکا بودند. پس از جنگ جهانی دوم در اواسط دهه 1950 پیشرفت های عمده ای که در زمینه کاتالیزور (به خصوص تولید کاتالیزور زیگلر ناتا) صورت گرفت منجر به تولید انواع جدید و بهبود یافته اغلب پلیمرها از جمله پلی بوتادین شد.

پلیمریزاسیون:

1. پلیمریزاسیون محلولی (توده ای):

1و3 ـ بوتادین (1,3-Butadiene) ترکیب آلی است که یک هیدروکربن دین (Diene Hydrocarbon) نسبتاً ساده و مزدوج است. بوتادین یک ترکیب آلی است. بخش عمده بوتادین به عنوان محصول جانبی از کراکینگ نفت (با بخار) در تولید اتیلن بدست می آید. هیدروژن زدایی از بوتان یا بوتن روش دیگری است که در صورت کمی تولید بصورت عملیات یک مرحله ‌ای یا دو مرحله ‌ای انجام می گیرد. تولید سالانه بوتادین حدود ۱٫۸ میلیون تن است. این مولکول دارای پیوند دوگانه کربن ـ کربن است. پلی بوتادین می تواند با استفاده از مونومر 1و3 ـ بوتادین تولید شود. از روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد برای ساخت پلی بوتادینی با زنجیره های بسیار طولانی استفاده می شود. در مرحله انتشار در این واکنش شیمیایی زنجیره در حال رشد شامل یک رادیکال آزاد در انتهای خود است که سبب یک پیوند کووالانسی با کربن موجود در 1و3 ـ بوتادین می شود که در نتیجه یک زنجیره پلیمری شکل می گیرد.

2. پلیمریزاسیون امولسیونی:

پلی بوتادین امولسیونی نسبت به محلولی، دارای توزیع جرم مولکولی پهن تر، درصد شاخه های جانبی بیشتر، فرآیند پذیری بهتر و دارای درصد ایزومر سیس (Cis) پایین تر است.

3. پلیمریزاسیون محلولی (توده ای) به کمک کاتالیزور زیگلر ناتا:

گونه های مختلف پلی بوتادین محلولی و مقدار ایزومر سیس آنها در جدول زیر آمده است.

[TABLE]

[TR]

[TD]

پایه کاتالیزور

[/TD]

[TD]

درصد سیس (Cis)

[/TD]

[TD]

درصد ترانس (Trans)

[/TD]

[TD]

درصد 1و2 وینیل (1,2 Vinyl)

[/TD]

[TD]

توزیع جرم مولکولی (MW)

[/TD]

[TD]

میزان شاخه ای بودن

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]

Ni

[/TD]

[TD]

98

[/TD]

[TD]

1

[/TD]

[TD]

1

[/TD]

[TD]

پهن

[/TD]

[TD]

متوسط

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]

Co

[/TD]

[TD]

97

[/TD]

[TD]

2

[/TD]

[TD]

1

[/TD]

[TD]

نسبتاً پهن

[/TD]

[TD]

متوسط

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]

Ti

[/TD]

[TD]

92

[/TD]

[TD]

4

[/TD]

[TD]

4

[/TD]

[TD]

باریک

[/TD]

[TD]

پایین

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]

Li

[/TD]

[TD]

10 تا 30

[/TD]

[TD]

20 تا 60

[/TD]

[TD]

10 تا 70

[/TD]

[TD]

بسیار باریک

[/TD]

[TD]

خیلی پایین

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

برای بدست آوردن خواص مطلوب، لاستیک پلی بوتادین به صورت آلیاژ با لاستیک طبیعی و استایرن (برای تولید SBR و HIPS) و اکریلو نیتریل (برای تولید ABS) مصرف می شود و در این صورت از مقاومت سایشی و جهندگی بالایی برخوردار می شود.

پرکار برد ترین افزونی که به پلی بوتادین افزوده می شود آنتی اکسیدان (Anti-Oxidant) است.

بسته بندی لاستیک بوتادین خام

روش های پخت: عمدتاً به روش ولکانیزاسیون گوگردی انجام می شود.

مزایا: مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر نور خورشید، قیمت نسبتاً مناسب

معایب: مقاومت کم در برابر روغنها، بنزین و حلال های هیدرو کربنی (آلیفاتیک و آروماتیک)، مقاومت ضعیف در برابر عوامل جوی و ازون، مقاومت کم در برابر نفوذ گازها، مقاومت گرمایی کم، مقاومت کم در برابر شعله و اشتعال، فرآیند پذیری بسیار مشکل

خواص: لاستیک پلی بوتادین در برابر سائیدگی و ترک خوردگی بسیار مقاوم و بسیار بادوام است. مقاومت در برابر سایش، حرارت زایی کم و داغ نکردن تحت تنش های دینامیکی و ثابت، ترک نخوردن، انعطاف پذیری در دمای پایین، مقاومت خوب در برابر اسید ها، باز ها، الکل ها و حلال های اکسیژنه و ...

کاربرد: بیشترین کاربرد آن در ساخت لاستیک های اتومبیل های سواری، کامیون و اتومبیل های مسابقه است همچنین آج تایر نیز از کوپلیمرهای پلی بوتادین می باشد، ساخت کفش، تسمه و نوار نقاله، اسفنج های لاستیکی، شیلنگ و واشر، توپ گلف

نمونه ای از محصولات تولید شده با لاستیک بوتادین BR

unstoppable · 31 اردیبهشت، ۱۳۹۲

لاستیک استایرن بوتادین SBR (Styrene Butadiene Rubber)

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer))، ترمو پلاستیک الاستومر TPE (Thermoplastic Elastomer)، تایر (Tire)

نام های دیگر: بونا اس (Buna S)، اَمریپل سینپول (Ameripol Synpol)، یوروپرن (Europrene)، کرالکس (Kralex)، پلی سار (Polysar)، پلیوفلکس (Plioflex)، کپو کاربومیگس (Copo Carbomix)، نیپل (Nipol)، سُل پرن (Solprene)

مونومر: استایرن و بوتادین (Styrene & Butadiene)

حلال: دی متیل فرمامید DMF یا (Dimethylformamide)

دانسیته: 0.92 _ 0.95 g/cm³(بسته به درصد استایرن متفاوت است)

دمای ذوب : در حالت پخت شده ذوب نمی شود.

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 52- _ 13 درجه سانتی گراد (بسته به درصد استایرن متفاوت است)

سختی (Shore A): برابر 50 تا 90

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: غیر قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.

شعله زرد متمایل به نارنجی دارد و کمی سر و صدا می کند.

دود سفید متمایل به خاکستری همراه با ذرات کربن دارد.

در شعله چکه نمی کند.

بوی گاز شهری می دهد.

تاریخچه و چگونگی تولید:

کوپلیمر (هم بسپار) استایرن و بوتادینی که بیش از ۵0% بوتادین داشته باشد SBR نامیده می شود. نسبت معمولی مونومر ها (تکپار ها) ۷۰% تا ۷۵% بوتادین به ۲۵% تا ۳۰% استایرن است، و در صورتی که استایرن بالای ۵۰% باشد، محصول به شدت پلاستیک می‌شود و در تهیه رنگ ‌های شیرابه ‌ای (لاتکس Latex) استفاده می شود.

این پلیمر به عنوان یک پلیمر متداول با کارایی های زیاد و بالا تعریف می شود و در دنیا پر مصرف ترین لاستیک به حساب می آید که به علت دارا بودن مواد اولیه تولید ارزان و فراوان دارای قیمت مناسبی است و به همین دلیل، بالاترین حجم تولید را نیز در صنعت لاستیک به خود اختصاص داده است. بالغ بر ۷۰% SBR تولیدی در صنعت تایر سازی به خصوص آج تایر، ۱۵% در قطعات مکانیکی و حدود ۱۰% به شکل شیرابه (لاتکس) مصرف می‌شود.

لاستیک استایرن بوتادین در واقع قبل از جنگ جهانی دوم در آلمان توسعه یافت اما در طول جنگ جهانی دوم به صورت گسترده برای جایگزینی لاستیک طبیعی که توسط آسیای شرقی (ژاپن) اسیر شده بود در آمریکا و آلمان مورد استفاده قرار گرفت.

خواص مکانیکی SBR از NR پایین تر است و مانند آن بر اثر کشش بلوری نمی شود و به همین سبب ضعیف است مگر آن که با دوده یا مواد دیگر تقویت شود که حتی در این صورت هم از لاستیک طبیعی ضعیف تر است.

پلیمریزاسیون

لاستیک استایرن بوتادین (SBR) از نظر روش تولید و پلیمریزاسیون به سه دسته عمده تقسیم می شود:

روش امولسیونی:

در این روش پلیمریزاسیون از طریق رادیکال های آزاد انجام می شود، که این کار در دو حالت گرم و سرد انجام می شود. محصول بدست آمده از روش سرد در حضور روغن یا در حضور روغن ـ دوده دارای خطیت زیاد، توزیع مولکولی باریک، جرم مولکولی زیاد و فرآیند پذیری دشوار است. (سری 1500 (Type 1500)).

محصول بدست آمده از روش گرم نیز شدیداً شاخه ای بوده و دارای توزیع جرم مولکولی پهن، فرآیند پذیری خوب و درصد 1و2 ـ وینیل بالاتر است. (سری 1000 (Type 1000))

روش محلولی:

در این روش پلیمریزاسیون یونی است، محصول این روش دارای خطیت زیاد، انعطاف بالا و مقاومت سایشی و پارگی بالا در مقابل تنش های دینامیکی است.

روش ژل:

محصول این روش دارای درصد اتصالات شیمیایی ضعیف حین واکنش پلیمریزاسیون بین زنجیره ها است که باعث کم شدن تحرک زنجیره ها و بهبود فرآیند پذیری می شود.

ژل از دو طریق بدست می آید: 1) افزایش دمای پلیمریزاسیون. 2) افزایش موادی مثل دی وینیل بنزن.

نحوه توزیع و چیدمان مونومر ها:

در SBR نحوه چیدمان مونومر ها بسیار مهم است زیرا:

اگر مونومر ها به صورت

اتفاقی (Random)

کنار هم قرار بگیرند لاستیک

استایرن بوتادین (SBR)

بدست می آید که خواص و فرآیند پذیری لاستیک ها را دارد.

اگر مونومر ها به صورت

دسته ای (Block)

کنار هم قرار بگیرند استایرن

بوتادین استایرن (SBS)

بدست می آید که یک

ترمو پلاستیک الاستومر TPE

یا

(Thermo Plastic Elastomer)

است که خواص لاستیک ها را دارا می باشد اما فرآیند پذیری آن مثل پلاستیک ها است همچنین می توان آنرا چندین بار ذوب کرد و مجدداً شکل داد.

اگر

درصد کمی از بوتادین در شاخه های جانبی

قرار بگیرد (یعنی کوپلیمر استایرن با شاخه های بوتادین داشته باشیم)

پلی استایرن با ضربه پذیری بالا HIPS یا (High Impact Polystyrene)

بدست می آید که یک پلاستیک چقرمه است.

انواع افزودنی ها: اغلب دوده برای افزایش مقاومت به پارگی و کشش به SBR افزوده می شود. هر چه میزان دوده اضافه شده بیشتر باشد لاستیک در هنگام سوختن، با دود سیاه بیشتری سوخته و توأم با ذرات کربن بیشتری است. همچنین ممکن است سیلیکا یا اکسید تیتانیوم نیز برای افزایش استحکام و سفتی به آن اضافه شود. با استفاده از پرکننده هایی مانند گچ، آهک یا خاک رس می توان قیمت را کاهش داد.

نمونه گرانول های لاستیک SBR و رول های لاستیک SBR

نمونه بسته بندی لاستیک SBR

روش های پخت: عمدتاً به روش ولکانیزاسیون گوگردی انجام می شود. سرعت پخت در SBR از NR کمتر است بنابراین از شتاب دهنده برای افزایش سرعت پخت استفاده می شود.

مزایا: بسیار ارزان است، مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر اسید و الکل

معایب: مقاومت کم در برابر ازون، مقاومت کم در برابر شعله و اشتعال، فرآیند پذیری بسیار مشکل، مقاومت کم در برابر بنزین و روغن، مقاومت کم در برابر حلال های

هیدروکربنی

خواص: دارای مقاومت فرسایشی عالی است و با افزایش درصد سیس و وینیل بوتادین در آن مقاومت فرسایشی باز هم افزایش می یابد، مقاومت در برابر سایش، جهندگی خوب، انعطاف پذیری در دمای پایین، مقاومت در برابر ترک خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر ضربه.

کاربرد: تایر و لاستیک، لوله ها و پوشش های لاستیکی و شیلنگ ها، کابل های سیم کشی، تسمه و نقاله، موکت و کفپوش، زیره و پاشنه کفش و اسفنج و محصولات اسفنجی

یکی از مهم ترین کاربرد های SBR استفاده از آن در ساخت تایر است به خصوص آن قسمتی از تایر که با زمین در تماس است که به آن قسمت تِرِد (Thread) گویند و 5 خاصیت مهم SBR برای این استفاده عمده در صنعت لاستیک عبارتند از:

1. مقاومت پارگی 2. مقاومت خستگی 3. مقاومت فلکس 4. مقاومت سایشی 5. مقاومت در برابر سُرخوردن (خاصیت چنگ زنی به آسفالت را دارد.)

نمونه هایی از محصولات تولید شده با لاستیک SBR

نمونه کفپوش برای محوطه بازی کودکان با استفاده از لاستیک SBR بازیافتی

unstoppable · 3 آبان، ۱۳۹۲

لاستیک بیوتیل IIR (Butyl Rubber) یا پلی ایزو بوتیلن (Polyisobutylene) PIB

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer))

نام های دیگر: لاستیک ایزوبوتن ـ ایزوپرن، اکسون بوتیل (Exxon Butyl)، باکار بوتیل (Bucar Butyl)، پلی سار بوتیل (Polysar Butyl)، ویس تانکس (Vistanex)، لاستیک هایلُ بیوتیل (Halobutyl Rubber)

مونومر: ایزوبوتیلن (2 ـ متیل پروپن) Isobutylene (2-Methylpropene)

حلال: تولوئن (Toluene)، تتراهیدروفورانTHF (Tetrahydrofuran)

دانسیته نوع بی نظم (آمورف): 0.917 g/cm³

دانسیته نوع بلوری (کریستالی): 0.964 g/cm³

دمای ذوب : برابر 2 تا 42 درجه سانتی گراد (بسته به نوع و شرایط)

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 70- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): برابر 5 تا 100

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: غیر قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.

شعله زرد دارد و کمی سر و صدا می کند.

دود سفید متمایل به خاکستری دارد.

در شعله چکه می کند.

تقریباً بوی شمع در حال سوختن می دهد.

تاریخچه و چگونگی تولید:

این کوپلیمر از پلیمریزاسیون (بسپارش) افزایشی کاتیونی ایزوبوتیلن (حدود 97%) و مقدار کمی ایزوپرن (حدود 0.6% تا 3%) بدست می آید. این لاستیک بسیار با ثبات است. در این لاستیک حدود 97% واحد ایزوبوتیلن است. ایزوبوتیلن گروه بسیار حجیمی است به همین دلیل خاصیت مقاومت در مقابل نفوذ گازها و جذب انرژی مکانیکی (میرایی) را به این لاستیک می دهد.

پلیمریزاسیون (بسپارش) به صورت وینیلی کاتیونی و در دمای 100- درجه سانتی گراد انجام می شود، چون واکنش بسیار سریع است برای کنترل آن از این دما و یخ زدگی استفاده می شود.

این پلیمر برای اولین بار در سال 1931 توسط شرکت آلمانی BASF تولید شد و در سال 1937 آمریکایی ها روش های پخت و کاربرد های آنرا توسعه بخشیدند. د رسال های 1950 تا 1960 لاستیک بیوتیل هالوژنه (Halogenated Butyl Rubber) در انواع برمینه (Bromobutyl) و کلرینه (Chlorobutyl) نیز ساخته شد که سبب ارائه راه های بهتر پخت و همچنین امکان پخت با لاستیک های دیگر (Covulcanization) مانند لاستیک طبیعی و لاستیک استایرن بوتادین گردید.

هنگامی که ایزوپرن با ایزوبوتیلن پلیمریزه (بسپارش) می شود زنجیره زیر شکل می گیرد:

در بین هر 1000 تا 2000 واحد تکراری از ایزوبوتیلن یک واحد ایزوپرن وجود دارد که با رنگ آبی نشان داده شده است. همان طور که می بینید این واحد دارای یک پیوند دوگانه است که آنرا قادر پخت (ولکانیزاسیون) می سازد.

لاستیک بیوتیل می تواند به عنوان افزودنی برای سوخت استفاده گردد به عنوان اگر مثال سوخت های دیزلی استفاده گردد خواص مواد شوینده را پیدا می کند و از ایجاد رسوب در انژکتور و موتور جلوگیری خواهد کرد.

لاستیک بیوتیل از دیدگاه مصرفی شامل سه گروه اصلی است:

1. لاستیک بیوتیل معمولی

لاستیک یوتیل معمولی

2. لاستیک بیوتیل هالوژنه (اصلاح شده) که از واکنش ابتدایی برم یا کلر با لاستیک بیوتیل ساخته می شود و به لاستیک بیوتیل برمینه معروف است.

لاستیک بیوتیل برمینه و لاستیک بیوتیل کلرینه

3. لاستیک بیوتیل پیش شبکه ای شده که در حالت خام دارای جهندگی زیاد، استحکام بالا و مقاومت خوب در برابر روان شدن است و برای صنعت واشر سازی استفاده می شود.

روش های پخت:

سیستم های پخت قابل استفاده برای لاستیک بیوتیل (پلی ایزوبوتیلن) به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند:

سیستم پخت گوگردی:

در این سیستم به علت کم بودن تعداد پیوندهای دوگانه لاستیک، گوگرد کمتر ولی شتاب دهنده های بیشتر و سریعتری مورد نیاز است.

سیستم پخت کینونی:

در این سیستم خطر پخت زودرس وجود دارد در این سیستم از اسید استئاریک استفاده می شود.

سیستم پخت رزینی:

محصولات این سیستم دارای مقاومت حرارتی زیاد و مانایی فشاری کم می باشند.

سیستم پخت پراکسیدی:

این سیستم برای لاستیک های بیوتیل اصلاح نشده استفاده نمی شود زیرا سبب تجزیه و تخریب لاستیک می شود. ولی برای لاستیک بیوتیل برمینه و پیش شبکه ای شده بکار می رود.

نمونه هایی از بسته بندی لاستیک بیوتیل IIR

مزایا: مقاومت در برابر آب و بخار، جذب بالای انرژی، بوتیل رابر از نظر شیمیایی در مقابل اسیدهای معدنی رقیق، نمک ها و قلیاها مقاوم بوده و مقاومت شیمیایی خوبی در مقابل اسیدهای غلیظ به استثنای اسید نیتریک و اسید سولفوریک دارا است، مقاومت ازونی بالا و مقاومت اکسیداسیون

معایب: جهندگی کم، مقاومت کم در برابر حلال های هیدروکربنی آروماتیک، نداشتن مقاومت در برابر شعله و آتش، فرآیند پذیری معمولی (یعنی نه خیلی سخت نه راحت)، دارای مقاومت شیمیایی پایین در مقابل نفت و مشتقات آن و دیگر مواد شیمیایی آلی است، مقاومت کم در برابر بنزین، بوتیل رابر در مقابل اشعه UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشید) بسیار حساس است.

خواص: مقاومت در برابر نفوذ گازها، میرایی (Damping) بالا، اصطکاک بالا، مقاومت در برابر نوسانات دمایی

کاربرد: مخازن نگه داری گازها، چسب ها و درزگیر ها، ترکیبات ساخت فیبر نوری، نوار لاستیکی برای درزهای شیشه های اتومبیل، ضربه گیر ها، تایر خودرو ها، غشاهای نازک، عایق های الکتریکی، پایه تهیه انواع آدامس، تیوب های و لایه های داخلی تایر، تیوپ توپ های فوتبال و بسکتبال و ...، لوله های خرطومی، محصولات مقاوم در برابر حرارت، واشر های خام، کاربرد های پزشکی و مصارف داروئی و محصولات مراقبت شخصی

نمونه هایی از محصولات تولید شده با لاستیک بیوتیل IIR

توپ فوتبال آمریکایی و قسمت هایی از باند سیستم صوتی

در های شیشه های آزمایشگاهی و دارو و آمپول

Butyl-Rubber-Stopper-for-Injection-Sterilize-Powder.jpg

unstoppable · 30 آذر، ۱۳۹۲

لاستیک اتیلن پروپیلن دی ان مونومر (EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer)) و ورق های لاستیکی (Rubber Sheets)

نام های دیگر: نوردل (Nordel)، رویالن (Royalene)، کتون 8340آ (kelton 8340A)، ویستالون (Vistalon)

مونومر: اتیلن، پروپیلن، دی ان

حلال: 1و2و4 ـ تری کلرو بنزن (1,2,4-Trichlorobenzene)، آلیفاتیک ها (Aliphatic)، آروماتیک ها (Aromatic) و هیدروکربن های هالوژنه (Halogenated Hydrocarbons)

دانسیته: به دلیل تِرپلیمر (Ter-Polymer) بودن می تواند از 0.86 تا 0.99 g/cm³باشد.

دمای ذوب : بیشتر از 150 درجه سانتی گراد (بسته به درصد پلی اتیلن)

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 60- تا 33- درجه سانتی گراد (معمولاً 54- درجه سانتی گراد ذکر می شود)

سختی (Shore A): برابر 40 تا 90

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: غیر قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.

شعله زرد دارد و با سر و صدا می سوزد.

دود سفید متمایل به خاکستری دارد و توأم با ذرات کربن است.

در شعله چکه نمی کند.

بوی شمع در حال سوختن می دهد.

تاریخچه و چگونگی تولید:

روش تولید این لاستیک، پلیمریزاسیون (بسپارش) به کمک زیگلر ناتا است.

این لاستیک از مونومرهای اتیلن و پروپیلن به همراه یک مونومر دی ان غیر اشباع از نوع اتیلن نوربورنین (ENB)، هگزا دی ان (1,4 HD) و یا دی سیکلو پنتا دی ان (DCPD) ساخته شده است.

مقدار اتیلن در حدود 45% تا 75% است؛ همچنین مقدار دی ان در حدود 2.5% تا 12% است. درصد پروپیلن بیشتر، غلطک پذیری بهتر، مقاومت خام پایین تر و کشسانی بالاتر را ارائه می دهد. همچنین درصد اتیلن بیشتر، سبب فرآیند پذیری بهتر، اکستروژن بهتر، پخت سریع تر و پخت بهتر پراکسیدی و گوگردی با درصد شبکه ای شدن (Crosslink) بالا را ارائه می دهد.

روش های پخت: گوگردی و پراکسیدی

مزایا: مقاومت حرارتی و گرمایی خوب، به دلیل سیر شدگی اغلب واحدهای تکرار شونده دارای مقاومت عالی در مقابل عوامل جوی و مقاومت عالی در برابر ازون و نور خورشید ، قیمت نسبتاً ارزان، مقاومت در برابر اکثر اسیدها و بازها، انعطاف پذیری در دمای پایین، ، مقاومت در برابر مواد قطبی، مقاومت در برابر آب و بخار، عایق الکتریکی بسیار خوب

معایب: مقاومت در برابر شعله و آتش، چسبندگی ضعیف به الیاف و فلزات، مقاومت کم در برابر بنزین و نفت سفید، روغن و حلال های هیدروکربنی هالوژنه

خواص: مقاومت عالی در درجه حرارت های بالا، و مقاومت سایشی عالی، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر پیر شدن

کاربرد: به عنوان ترکیب (Compound) برای اصلاح ضربه در پلاستیک ها، درزگیر برای دیگ های بخار، عایق بندی سیم و کابل، لاستیک ها، لوله های لاستیکی مانند لوله تخلیه آب ماشین لباسشویی، لوله های مصرفی در اتومبیل مانند لوله بخاری و رادیاتور، شیلنگ، واشر، ساخت بلندگو های صدا، پروفیل های به کار رفته در پنجره ها و مهم ترین کاربرد های آن که درزگیر ها و نوار های عایق بندی در و پنجره و درزگیر خودرو و درزگیر لوازم خانگی مانند یخچال و فریزر و همچنین مواد بام سازی و سقف سازی و آب بندی سقف وسایل نقلیه است. باید خاطر نشان کرد این پلیمر در ترکیب با پلی یورتان (PU) برای پوشش زمین های بازی و پوشش کف عرشه کشتی ها و کارخانجات استفاده می شود.

غلطک با روکشEPDM

درزگیر از جنس EPDM

روکش بام از جنس EPDM

unstoppable · 24 دی، ۱۳۹۲

لاستیک اتیلن پروپیلن (EPR (Ethylene Propylene Rubber

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer)) و ورق های لاستیکی (Rubber Sheets)

نام های دیگر: بانا آ پ (Buna AP)

مونومر: اتیلن، پروپیلن

حلال: زایلنِ داغ (Xylene Hot)، بنزنِ داغ (Benzene Hot)، تترا هیدرو فوران THF (Tetrahydrofuran)

دانسیته: 0.85 تا 0.86 g/cm³

دمای ذوب : بیشتر از 150 درجه سانتی گراد

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 50- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): برابر 30 تا 95

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: غیر قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.

شعله زرد دارد و با سر و صدا می سوزد.

دود سفید متمایل به خاکستری دارد.

در شعله چکه می کند.

بوی شمع در حال سوختن می دهد.

تاریخچه و چگونگی تولید:

این لاستیک یک کوپلیمر اتفاقی (Random Copolymer) از اتیلن و پروپیلن است که در حضور کاتالیزور زیگلر ناتا ساخته می شود و برای اولین بار در سال 1960 تولید شد و دارای خاصیت لاستیکی غیر کریستالی است و برای مقاوم کردن پلیمر های دیگر استفاده می شود. تفاوت انواع آن در میزان درصد اتیلن است و به دلیل داشتن زنجیره 100% اشباع مقاومت آن در برابر ازون، حرارت و مواد شیمیایی خورنده بالا است.

روش های پخت: دارای قابلیت پخت در سیستم پراکسیدی و تابش اشعه (تشعشعی) است.

مزایا، معایب، خواص: در این لاستیک مشخصات تا حدودی مشابه EPDM است و همچنین باید گفت این لاستیک خواص الکتریکی بسیار خوبی دارد.

کاربرد: برای مقاوم کردن پلیمر های دیگر به صورت ترکیب (Compound) استفاده می شود و همچنین کاربردهایی در صنعت خودرو سازی دارد و اصلی ترین کاربرد آن استفاده به عنوان عایق برای کابل های برق فشار قوی است.

unstoppable · 24 دی، ۱۳۹۲

لاستیک اکریلو نیتریل بوتادین (NBR (Acrylonitrile Butadiene Rubber

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer))

نام های دیگر: بانا ان (Buna N)، نی پل (Nipol)، پاراکریل (Paracril)، بران (Breon)، کمی گام (Chemigum)، زت پول (Zetpol)، اکریلون (Acrylon)، یوروپرن نگرین (Europrene Ngreen)، سیان اکریل (Cyanacryl)، تی اکریل (Thiacryl)، پربونان (Perbunan)

مونومر: بوتادین، اکریلو نیتریل

حلال: تولوئن (Toluene)، دی متیل فرمامید DMF یا (Dimethylformamide)، تری کلرو بنزن TCB یا (Trichlorobenzene)

دانسیته: 0.92 g/cm³

دمای ذوب : بیشترین دمای قابل تحمل برای استفاده از آن 100 درجه سانتی گراد است.

دمای انتقال شیشه ای (Tg): بسته به میزان درصد اکریلو نیتریل (ACN) از 60- تا 10- درجه سانتی گراد (با افزایش درصد اکریلو نیتریل دمای Tg نیز افزایش می یابد.)

20% ACN برابر 10- درجه سانتی گراد

30% ACN برابر 42- درجه سانتی گراد

34% ACN برابر 35- درجه سانتی گراد

40% ACN برابر 18- درجه سانتی گراد

45% ACN برابر 60- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): بسته به میزان درصد اکریلو نیتریل (ACN) از 64 تا 68

20% ACN برابر 64

27% ACN برابر 66

33% ACN برابر 67

40% ACN برابر 68

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: کمی قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

[*=right]

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.

[*=right]

شعله زرد متمایل به نارنجی دارد.

[*=right]

دود سیاه دارد.

[*=right]

در شعله چکه نمی کند.

[*=right]

بوی موی سوخته می دهد.

تاریخچه و چگونگی تولید:

کوپلیمر (هم بسپار) بوتادین و اکریلو نیتریل از طریق پلیمریزاسیون (بسپارش) امولسیونی به دو روش ساخته می شوند.

[*=right]

پلیمریزاسیون امولسیونی گرم (Hot)

در دمای 30 تا 50 درجه سانتی گراد؛ که محصول آن دارای خطیت کمتر، فرآیند پذیری و خواص ضعیف تر می باشد.

[*=right]

پلیمریزاسیون امولسیونی سرد (Cold)

در دمای 5 درجه سانتی گراد؛ که محصول آن دارای حجم مولکولی بالاتر، توزیع باریک تر و خطیت بیشتر و در نتیجه فرآیند پذیری و خواص مکانیکی بهتر می باشد.

البته بسته به خواص مورد نیاز مقدار اکریلو نیتریل در این لاستیک از ۲۰% تا ۵۰% متغیر است که سازنده باید درصد اکریلو نیتریل را در محصول خود مشخص کند. با افزایش مقدار نیتریل، مقاومت در برابر هیدرو کربن ها، حلال ‌ها، سایش و نفوذ گازها و همچنین مقاومت حرارتی و استحکام کششی، سختی افزایش می یابد. کاهش مقدار نیتریل، خواص در دمای پایین و جهندگی و سرعت پخت را افزایش می دهد. این لاستیک به طور پیوسته در دمای ۱۲۰درجه سانتی گراد در مجاورت هوا و در دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد در محیط روغن کارایی دارند.

انواع لاستیک NBR:

امروزه گونه های جدید لاستیک NBR به صورت لاستیک های: خرد شده، پودر شده، مستربچ دوده، بهبود یافته توسط نرم سازها، کربوسیله شده (X-NBR)، هیدروژنه شده (H-NBR)، اصلاح شده با اپوکسی، مایع، اکریلو نیتریل/ایزوپرن و NBR نوع ترمو پلاستیک الاستومر یافت می شود.

لاستیک X-NBR به دلیل وجود گروه های کربوکسیلیک در آن قابلیت پخت با اکسید فلزی را دارد.

لاستیک HNBR نوعی لاستیک NBR است که آنرا با هیدروژن اشباع می کنند و پیوند دوگانه آنرا از بین می برند تا در برابر ازون مقاوم شود، این لاستیک لاستیکی کاملاً مهندسی و گران قیمت است و برای کاربرد های فضایی استفاده می شود. همچنین باید گفت به دلیل از بین رفتن پیوند دوگانه امکان پخت گوگردی از بین می رود و پخت پراکسیدی انجام می شود.

نمونه هایی از بسته بندی لاستیک NBR

روش های پخت: معمولاً توسط گوگرد پخته (ولکانیزه) می شود اما به دلیل پایین بودن مقدار اشباعیت در زنجیره آن، معمولاً گوگرد کمتر و شتاب دهنده بیشتری مورد نیاز است.

مزایا: لاستیک های NBR در برابر روغن ها، حلال ها، آب، نمک ‌ها، ترکیبات آلیفاتیک، صابون ها و اغلب مواد غذایی مقاوم هستند، همچنین مقاومت خوبی در برابر متورم شدن در حالت غوطه ور در روغن های معدنی دارند، مقاومت خوب در مقابل ازون و تابش اشعه UV

معایب: مقاومت کم در برابر اکسید کننده های قوی نظیر اسید نیتریک، مقاومت کم در برابر بخار، مقاومت کم در برابر شعله و آتش، مقاومت کم در برابر پارگی

خواص: مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر نفوذ گازها، جهندگی خوب، کارایی در دماهای پایین، مقاومت حرارتی و گرمایی خیلی خوب

کاربرد: برای لوله های پلاستیکی گازوئیل، محفظه های روغن، دیافراگم پمپ های سوخت، واشر ها، انواع آب بند ها و درزگیر ها، کاربرد در صنایع خودرو سازی و هوا فضا به عنوان مثال در درزگیر ها و شیلنگ سوخت و حتی لنت ترمز، ظروف ماشین های شیر دوش، دستکش های پزشکی و صنعتی، ادوات چاپ و غلطک و چرخ های متحرک، زیره های مقاوم در برابر روغن برای کفش های کار ایمنی، برای تولید فوم و اسفنج و تشک نیز استفاده می شود.

نمونه هایی از محصولات ساخته شده با لاستیک NBR

قطعه تولید شده با روکش لاستیک NBR

ورقه هایی از جنس لاستیک NBR

دستکش های تولید شده با لاستیک NBR

فوم تولید شده با لاستیک NBR

unstoppable · 24 دی، ۱۳۹۲

لاستیک کلروپرن (CR (Chloroprene Rubber یا لاستیک نئوپرن (Neoprene Rubber) یا پلی کلروپرن (Polychloroprene)

ساختار:

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer)) و ورق های لاستیکی (Rubber Sheets)

نام های دیگر: بای پرن (Bayprene)، دپرن (Duprene)، بریزاتکس (Breazatex)، آکوستیک 2161 (Aquastick 2161)، اسکای پرن (Skyprene)

مونومر: کلروپرن

حلال: تولوئن (Toluene)

دانسیته: 1.25 g/cm³

دمای ذوب : بیش از 120 درجه سانتی گراد

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 45- تا 39- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): برابر 20 تا 95

وضعیت قطبی یا غیر قطبی بودن: کمی قطبی

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

[*=right]در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله همچنان به سوختن ادامه می دهد.

[*=right]شعله زرد متمایل به نارنجی دارد.

[*=right]دود سیاه به همراه ذرات کربن دارد.

[*=right]در شعله چکه نمی کند.

[*=right]بوی زننده و سوزاننده ای دارد.

تاریخچه و چگونگی تولید:

لاستیک کلروپرن را برای اولین بار شرکت آمریکایی دوپانت (Dupont) در سال 1931 عرضه کرد و جزو اولین لاستیک های مصنوعی موفق تجاری به حساب می آید. این شرکت ابتدا این لاستیک را با نام دوپرن (Duprene) وارد بازار کرد اما بعدها در سال 1939 نام آنرا تغییر داد و نام تجاری نئوپرن (Neoprene) را برای آن برگزید. این لاستیک به روش پلیمریزاسیون امولسیونی (بسپارش امولسیونی) یا رادیکالی آزاد کلروپرن خالص در دمای ۳۸ درجه سانتیگراد در مجاورت گوگرد تهیه می شود و به دو صورت لاتکس و جامد یافت می شود. نوع جامد، خود به انواع دیگری تقسیم می شود که در زیر به آنها اشاره شده است:

[*=right]مصارف عام

[*=right]مصارف ویژه

[*=right]مصارف تهیه چسب

زنجیره کلروپرن CR

دسته مصارف عام:

کلروپرن های با مصارف عام به دو دسته G شامل: GN,GNA,GRT,GT,GW و W شامل: W,WHV,WRT,WD,WX,WB,WK,TW,TRT تقسیم می شود. نوع G در شرایط مساوی با W از سرعت ولکانیزاسیون بالاتری برخوردار است. نوع G میل به بلوری شدن کمتری نسبت به W دارد. نوع W بدون گوگرد است در حالی که نوع G کوپلیمری است از کلروپرن و مقدار کمی گوگرد؛ نوع GRT و WRT به ترتیب مقاوم ترین گرید این نوع ها در مقابل بلوری شدن می باشند.

دسته مصارف ویژه:

کلروپرن های با مصارف ویژه شامل FB,FC,HC,KNR,S است.

دسته مصارف تهیه چسب:

کلروپرن های با مصارف تهیه چسب شامل AC,AD,AF,AG,AJ است.

تفاوت اکثر این نوع ها در زمان بلوری شدن است و در جدول زیر مقایسه ای بین انواع مختلف انجام شده است:

[TABLE=width: 500, align: center]

[TR]

[TD=align: center]انواع کلرو پرن[/TD]

[TD=align: center]زمان های تقریبی لازم برای بلوری شدن[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=align: center]HC[/TD]

[TD=align: center]چند دقیقه[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=align: center]AD,AC,FC[/TD]

[TD=align: center]چند ساعت[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=align: center]W,TW[/TD]

[TD=align: center]حداکثر سه روز[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=align: center]FB,GN,GNA,WX,AF[/TD]

[TD=align: center]حداکثر هفت روز[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=align: center]GRT,WRT,WD,AG,WB,WK,TRT,S[/TD]

[TD=align: center]یک تا دو هفته[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

پارامترهای ویژه ای که منجر به تولید انواع این لاستیک می شود به قرار زیر است:

[*=right]اصلاح با سولفور (انواع تیورام، ایجاد قابلیت نرم شدن (Mastication) لاستیک)

[*=right]اصلاح با مرکاپتان (انواع مرکاپتان دار، تمایل به بلوری شدن)

[*=right]اصلاح کننده ها (انواع مونی ویسکوزیته، فرآیند پذیری)

[*=right]پایدار کننده ها (کنترل رنگ و طول عمر)

[*=right]کوپلیمریزاسیون (هم بسپارش) با سایر مونومرها

[*=right]پیش شبکه شدن (فرآیند پذیری بهتر)

[*=right]گروه های فعال (قابلیت ایجاد اتصالات بدون سولفور و شتاب دهنده که پارامتری مهم برای لاتکس این لاستیک به حساب می آید)

بخش عمده (بیش از 85%) از لاستیک کلروپرن (CR) را ترانس 1و4 ـ کلروپرن (Trans 1,4 Chloroprene) تشکیل می دهد که این زنجیره به لاستیک توانایی متبلور شدن در اثر کشش را می دهد و بر همین اساس محصولات پخته شده (ولکانش) آن استحکام کششی زیادی دارند.

روش های پخت: این لاستیک فقط با سیستم اکسید فلزی پخت (ولکانیزه) می شود.

مزایا: مقاوم در برابر اکسیداسیون شیمیایی، گرما و نور خورشید

معایب: به دلیل قطبی بودن خواص الکتریکی و عایق الکتریکی ضعیفی دارد، قیمت نسبتاً بالا، مقاومت و انعطاف پذیری کم در برابر دماهای کم و سرما

خواص: مقاومت حرارتی زیاد، مقاومت در برابر عوامل جوی و ازون، مقاومت در برابر رطوبت، مقاومت بسیار عالی در برابر روغن ها و مواد شیمیایی (به جز روغن های هیدروکربنی)، مقاومت در برابر شعله، مقاومت در برابر پارگی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر ترک زایی دینامیکی، چسبندگی عالی به الیاف و فلز

کاربرد: در ساخت چسب ها، آب بندی کردن و درزگیر ها مانند درزگیر لپ تاپ ها، محافظ های موبایل و آی پد و ریموت کنترل، لباس های ضد آب و غواصی، لوله های لاستیکی و شیلنگ ها، قطعات در تماس با روغن، تسمه، واشر پایه های قابل انعطاف، قطعات خواص اتومبیل، کمربند ایمنی، صندلی برای وسایل حمل و نقل عمومی و روکش مبلمان، بسیاری از لوازم ورزشی و از لاتکس آن در ساخت کالاهایی مانند دستکش و بالون و ... استفاده می شود.

ورق هایی از جنس لاستیک CR

لباس های غواصی از جسن لاستیک CR

دستکش و بوت از جنس لاستیک CR

قطعاتی از جنس لاستیک CR

unstoppable · 24 دی، ۱۳۹۲

لاستیک سیلیکون (SR (Silicone Rubber یا QR یا پلی سیلوکسان(Polysiloxane)

ساختار: (به صورت کلی)

استفاده می شود به عنوان: لاستیک (Rubber) (الاستومر (Elastomer))، گرما سخت (ترموست (Thermoset))، ورق های لاستیکی (Rubber Sheets)، کاشی های مقاوم به حرارت

نام های دیگر: بای سیلون (Baysilon)، سیلاستیک (Silastic)، ریم پلاست (Rimplast)، رودسیل (Rhodsil)

مونومر: اُکتا متیل سیکلو تترا سیلوکسان (Octamethylcyclotetrasiloxane)

حلال: زایلن (Xylene)، ایزو پروپیل الکل (Isopropylalcohol)، تولوئن (Toluene)، ارتو دی کلرو بنزن ODCB یا (Ortho Dichlorobenzene)، تری کلرو بنزن TCB یا (Trichlorobenzene)

دانسیته: 1.1 تا 1.2 g/cm³ همچنین در برخی از ترکیبات ویژه (به عنوان مثال تجهیزات با ولتاژ بالا) دانسیته از 1.35 تا 1.55 g/cm³ نیز می رسد.

دمای ذوب : بیشتر از 300 درجه سانتی گراد

دمای انتقال شیشه ای (Tg): برابر 120- درجه سانتی گراد

سختی (Shore A): برابر 10 تا 90

ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان):

[*=right]

در شعله می سوزد و بعد از حذف شعله به آهستگی خاموش می شود.

[*=right]

شعله روشن دارد.

[*=right]

قسمت سوخته برافروخته شده و سفید رنگ می شود.

[*=right]

دوده سفید دارد.

[*=right]

در شعله چکه نمی کند.

[*=right]

بدون بو است.

تاریخچه و چگونگی تولید:

لاستیک های سیلیکون مخلوط بسپارهای کانی ـ آلی هستند که از پلیمریزاسیون (بسپارش) حلقه باز (Ring-Opening Polymerization) انواع سیلان ها و سیلوکسان ها بدست می آیند. با اینکه گران اند ولی مقاومت قابل توجه آنها در برابر گرما به استفاده منحصر از این لاستیک ها در مصارف دمای بالا منجر می‌شود. زنجیره اصلی لاستیک سیلیکون به صورت خطی با وزن مولکولی بالا می باشد که به طور یک در میان از سیلسیم (Si) و اکسیژن (O) درست شده وفاقد کربن است.

حال بیاییم زنجیره سیلیکون را به صورت زیر فرض کنیم:

اکنون می توان با قرار دادن گروه های مختلف به جای R بر روی زنجیره انواع مختلف لاستیک سیلیکونی را بدست آورد. مثلاً اگر هر دو R گروه متیل (CH₃) باشند، لاستیک بدست آمده را پلی دی متیل سیلوکسان (MQ) می نامند. اگر Rها گروه های متیل و فنیل (C₆H₅) باشند آنرا پلی متیل فنیل سیلیکون (PMQ) و اگر Rها گروه های متیل و وینیل (-CH=CH₂) باشند آنرا پلی وینیل متیل سیلیکون (MVQ) می نامند و اگر Rها گروهی قطبی تر مثلاً تری فلوئورو پروپیل (-CH₂-CH₂-CF₃) باشند به لاستیک های فلوئورو سیلیکون (FVMQ or FMQ) مشهورند.

گروه وینیلی باعث مقاومت در دماهای پایینتر، پخت بهتر با پراکسید، پخت با گوگرد و مانایی فشاری کمتر می شوند؛ گروه فنیلی سبب افزایش مقاومت به تشعشعات می شود؛ گروه فلوئور باعث مقاومت بهتر در برابر حلال ها و مقاومت در برابر شعله می شود.

گونه های مختلف لاستیک سیلیکون SR

اصلی ترین خصوصیت این لاستیک انعطاف پذیری خوب آن در یک محدوده دمایی بسیار وسیع است.

ترموست های سیلیکونی: در مقایسه با لاستیک های سیلیکونی، ترموست های سیلیکونی دارای درجه اتصالات عرضی (شبکه ای شدن) بیشتری می باشند.

نمونه ای از بسته بندی لاستیک سیلیکون SR

روش های پخت: در این لاستیک ها اتصالات عرضی به کمک پراکسید ها یا با استفاده از وینیل فعال گروه های پایانی زنجیره تشکیل می شوند.

از نظر پخت (ولکانش) لاستیک های سیلیکونی دو گروه هستند:

[*=right]

لاستیک هایی که در دمای بالا پخت می شوند.

این نوع لاستیک ها به صورت جامد خمیری شکل بوده و برای ایجاد اتصالات عرضی، علاوه بر عامل پخت (اتصال دهنده)، حرارت و فشار ضروری است. عامل پخت نیز پراکسید می باشد و از این لاستیک ها برای ساخت قطعات قالبگیری استفاده می شود.

[*=right]

لاستیک هایی که در دمای محیط ولکانیزه می شوند و دارای وزن مولکولی پایین تر نسبت به گروه اول می باشند.

این نوع لاستیک ها مایع بوده و برای ایجاد اتصالات عرضی فقط عامل پخت (اتصال دهنده) مانند مواد آلی ـ معدنی به لاستیک افزوده می گردد.

[*=right]

دسته های دیگری نیز وجود دارند مانند لاستیک های سیلیکونی مایع، قابل پخت در حرارت و دسته های دیگر

روش های پخت لاستیک های دسته دوم به صورت های زیر است:

[*=right]

پخت تراکمی دو جزئی ـ بدون رطوبت (دو جزئی یعنی عامل پخت و کاتالیزور درست قبل از مصرف لاستیک به آن اضافه شود.)

[*=right]

پخت تراکمی یک جزئی ـ تابع رطوبت (عامل پخت لاستیک در هنگام تولید لاستیک به آن اضافه می شود و در معرض هوا پخت می شود.)

[*=right]

پخت اضافی (ایجاد اتصالات عرضی مستقل از هوا و رطوبت است.)

مزایا: حل ناپذیری در آب و الکل ها، بی اثری شیمیایی، عدم سمیت، مقاومت در برابر ازون

معایب: قیمت گران، حل پذیری در حلال های آلی

خواص: پایداری گرمایی عالی، خواص بالای دی الکتریک، اشتعال پذیری نسبتاً پایین، گرانروی کم در درصد بالای رزین، تغییر اندک گرانروی با تغییر دما، ویژگی های رهایش بسیار عالی (کاربرد در رول هایی که مواد داغ و چسبنده مانند پلی اتیلن مذاب را جابجا می کنند)، مقاومت عالی در برابر سایش

کاربرد:

لاستیک: عایق کاری الکتریکی، درزگیر های مقاوم حرارتی، واشر ها، اُرینگ ها، کاربرد در صنایع خودروسازي، اتومبیل های مسابقه و هوا فضا (مانند دستگاه های یخ نزن، سپرهای و کاشی های مقاوم حرارتی و مصارف مشابه که مسئله دما مطرح است به عنوان مثال کل بدنه شاتل فضایی از کاشی های سیلیکون بود)، سیال هیدرولیک و سیال برای انتقال گرما، روان کننده و گریس، صنایع پزشکی شامل (در پستانک، سر شیشه و لوله آزمایش، ظروف و وسایل انتقال خون، دریچه های قلب، لوله های انحراف دهنده آبسه مغز، لوله های دفع ادرار و ساخت اعضای مصنوعی و پروتز های جراحی و زیبایی

ترموست: روغن جلا و واکس و مواد صیقل کاری، لاک، رنگ، پوشش اجزا و قطعات الکتریکی، حرارت دهی مواد غذایی، رزین های لایه کاری و پوشش و لعاب مقاوم در دمای بالا

نمونه هایی از محصولات ساخته شده با لاستیک سیلیکون SR

اندام مصنوعی

دستبند

ضربه گیر تلفن همراه

صفحه کلید کنترل لوازم خانگی

روکش صفحه کلید رایانه

درزگیر

محصولاتی دیگر از لاستیک سیلیکون SR

ورود

مواد اولیه صنایع لاستیک

ارسال های توصیه شده

mishi 11920

لینک به دیدگاه

mishi 11920

لینک به دیدگاه

mishi 11920

لینک به دیدگاه

mishi 11920

لینک به دیدگاه

mishi 11920

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

سایت نواندیشان

انجمن نواندیشان

جریان فعالیت های من

کسب درآمد کنید

ورود

مواد اولیه صنایع لاستیک

ارسال های توصیه شده

*mishi* 11920

لینک به دیدگاه

*mishi* 11920

لینک به دیدگاه

*mishi* 11920

لینک به دیدگاه

*mishi* 11920

لینک به دیدگاه

*mishi* 11920

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

unstoppable 5989

لینک به دیدگاه

سایت نواندیشان

انجمن نواندیشان

جریان فعالیت های من

کسب درآمد کنید

mishi 11920

mishi 11920

mishi 11920

mishi 11920

mishi 11920