لاستیک از چه چیزی ساخته شده است: لاتکس طبیعی، پلیمرهای مصنوعی و ترکیب

در ترکیب آج لاستیک معمولی، پلیمر لاستیکی تنها حدود 47 درصد وزن کل را تشکیل می دهد. بقیه به صورت کربن سیاه، روغن فرآیند، اکسید روی، گوگرد، شتاب دهنده ها و مواد ضد تجزیه به مخلوط کن می رسد. این نسبت واحد سریعترین راه برای پاسخ به این سوال است که از چه لاستیک ساخته شده است، زیرا موادی که مردم در واقع برش می دهند، قالب می زنند و می فروشند یک ماده نیست. این یک پلیمر به علاوه یک بسته شیمیایی با دقت وزن شده است.

پاسخ کوتاه: یک ستون فقرات پلیمری به علاوه یک بسته ترکیبی

لاستیک از یک پلیمر با زنجیره بلند ترکیب شده با پرکننده ها، روغن ها، مواد درمانی و مواد شیمیایی محافظ ساخته شده است. خود این پلیمر یا سیس-1،4-پلی ایزوپرن است که از درخت Hevea brasiliensis استخراج شده است، یا یک زنجیره مصنوعی ساخته شده در یک راکتور از مونومرهای بازیابی شده از نفت و گاز طبیعی است. هر چیز دیگری در دستور غذا وجود دارد تا آن زنجیره را قابل پردازش، بادوام و قابل پیش بینی در خدمت کند.

ایزوپرن، مونومر پنج کربنه پشت لاستیک طبیعی، یک مولکول کوچک است. پلیمریزاسیون هزاران واحد از این واحدها را سر تا دم به زنجیره ای متصل می کند که وزن مولکولی آن می تواند به چند صد هزار گرم در هر مول برسد. این طول چیزی است که به مواد اجازه می دهد تا چندین برابر طول اصلی خود کشیده و بازیابی شوند، به شرطی که زنجیره ها به یکدیگر متصل شوند.

یک پلیمر خام به تنهایی در خط تولید بی فایده است. لاستیک طبیعی ولکانیز نشده در هوای گرم چسبنده و در هوای سرد شکننده است و در دمای بالای 60 درجه سانتیگراد به سرعت قدرت خود را از دست می دهد. بسته ترکیبی این نقاط ضعف را برطرف می کند، به همین دلیل است که تقریباً هر مشخصاتی که می خوانید یک ترکیب را توصیف می کند نه یک پلیمر.

لاستیک طبیعی: آنچه از درخت بیرون می آید

لاستیک طبیعی از لاتکس مزرعه ای، سوسپانسیون شیری رنگ که تقریباً 30 تا 40 درصد پلی ایزوپرن، 55 تا 65 درصد آب، و بخش کوچک اما مهمی از پروتئین ها، لیپیدها، قندها و نمک های معدنی است، ساخته شده است. بخش غیر لاستیکی از نظر وزن بسیار کوچک است، اما رفتار درمانی، بو، پیری و خطر آلرژی را به همراه دارد.

برداشت زمانی شروع می شود که یک درخت حدود پنج تا هفت سال سن داشته باشد. یک تاپر مارپیچ نازکی از پوست را می تراشد، لاتکس در یک فنجان ریخته می شود و مایع با آمونیاک برای حمل و نقل نگهداری می شود. در کارخانه لاتکس با اسید فرمیک منعقد می‌شود و سپس به یکی از سه شکل تجاری فرآوری می‌شود: ورق‌های دودی نشده، ورق‌های دودی آج‌دار، یا خرده‌های لاستیکی که با درجه‌های فنی مشخص فروخته می‌شوند.

برای مقایسه عمیق تر دو مسیر پلیمری، تجزیه لاتکس طبیعی و پلیمرهای مصنوعی ارزش خواندن را در کنار مشخصات مواد اولیه ای که از تامین کننده دریافت می کنید دارد.

لاستیک مصنوعی: آنچه از پالایشگاه بیرون می آید

لاستیک مصنوعی از مونومرهای بازیابی شده از نفت و گاز طبیعی ساخته می شود و سپس در یک راکتور تحت شرایط دما، فشار و کاتالیزور کنترل شده پلیمریزه می شود. از آنجایی که نسبت‌های مونومر را می‌توان در پنجره‌های تنگ تنظیم کرد، پلیمر به‌دست‌آمده نسبت به لاستیک مزرعه سازگارتر است.

سیستم نامگذاری ISO 1629 این مواد را بر اساس ساختار ستون فقرات آنها گروه بندی می کند. نمرات با پسوند R، مانند NR، SBR، BR، NBR و CR، دارای زنجیره های کربن غیر اشباع هستند و به راحتی با گوگرد پخت می شوند. نمرات با پسوند M، از جمله EPDM و سیلیکون، دارای زنجیره های اشباع شده هستند و به طور معمول به پراکسید، رزین یا یک سیستم درمان مشابه نیاز دارند.

آنچه دیگر وارد می شود: دستور العمل ترکیبی

به ازای هر 100 قسمت لاستیک، یک ترکیب همه منظوره معمولاً 40 تا 60 phr کربن سیاه، 5 تا 30 phr روغن فرآیند، 3 تا 5 phr اکسید روی، 1 تا 2 phr اسید استئاریک، 1.5 تا 2.5 phr گوگرد، 0.8 تا 2 phr phr سولفور، 0.8 تا 2 phr phr و phr1. این ارقام محدوده کاری برای یک ترکیب معمولی پخت شده با گوگرد است و به محض اینکه مقاومت حرارتی، مقاومت روغن یا مجموعه فشرده سازی کم وارد مشخصات شود، به طور قابل توجهی تغییر می کنند.

ماشین لاستیک Banbury برای اختلاط لاستیک و پلاستیک میکسر با کارایی بالا با کنترل هیدرولیک و روتور بهینه برای پراکندگی کربن سیاه، روغن فرآیند و مواد افزودنی در ترکیبات لاستیکی. مشاهده محصول →

هر عدد در آن جمله با phr اندازه گیری می شود که مخفف قسمت در صد لاستیک است. وزن مرجع همیشه 100 قسمت پلیمر است و هرگز وزن ترکیب نهایی نیست، بنابراین یک دستور العمل را می توان بدون محاسبه مجدد نسبت ها کاهش یا کاهش داد.

خانواده مواد تشکیل دهنده به پنج گروه عملکردی تقسیم می شوند:

• پرکننده‌ها، عمدتاً کربن سیاه و سیلیس رسوب‌شده، استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش را اضافه می‌کنند.
• روان کننده ها و روغن های فرآیندی مخلوط را نرم می کنند، جریان را بهبود می بخشند و دمای اختلاط را کاهش می دهند.
• فعال کننده هایی مانند اکسید روی و اسید استئاریک شتاب دهنده را به شکل فعال آن تبدیل می کنند.
• مواد درمانی، گوگرد یا پراکسید، پیوندهای عرضی ایجاد می کنند که لاستیک را الاستیک می کند.
• مواد ضد تخریب، از جمله آمین ها، فنل ها و موم ها، اکسیژن، ازن و پیری گرما را کاهش می دهند.

از پلیمر تا محصول: چهار مرحله پردازش

تبدیل آن مواد به یک قسمت قابل استفاده چهار مرحله را دنبال می کند و ترکیب در هر یک تغییر می کند. خطاهای وزنی چند گرمی در یک دسته 50 کیلوگرمی برای تغییر سختی چندین نقطه در مقیاس IRHD کافی است.

دستگاه تقویم لاستیکی 3 رول برای پوشش و کلندری تقویم سه رول با کنترل PLC و فاصله رول قابل تنظیم برای پوشش بند ناف، بوم، ورق های داخلی تایر مهندسی کلندری. مشاهده محصول →

نحوه نمایش ترکیب در برگه داده

یک برگه داده لاستیکی هویت پلیمر، نسبت مونومر، محدودیت آلودگی و رفتار پردازش را گزارش می‌کند که شیمی نامرئی را به اعدادی تبدیل می‌کند که می‌توانید مقایسه کنید. خواندن آن اعداد در برابر برنامه سریعترین راه برای تشخیص عدم تطابق قبل از رسیدن مطالب به خط است.

• محتوای اکریلونیتریل در NBR از حدود 18 درصد برای مقاومت کم روغن تا 42 درصد برای تماس شدید سوخت است.
• استایرن باند در SBR معمولاً حدود 23.5 درصد در درجه امولسیونی استاندارد است و استایرن بالاتر چسبندگی مرطوب و ایجاد گرما را افزایش می دهد.
• نسبت اتیلن و پروپیلن به علاوه محتوای ENB نحوه درمان EPDM و میزان تحمل اوزون را مشخص می کند.
• ویسکوزیته Mooney ML(1 4) در 100 درجه سانتیگراد معمولاً بین 40 تا 80 برای یک ترکیب مخلوط فرود می آید.
• خاکستر، مواد فرار و محتوای خاک سقف انتخاب درجه لاستیک طبیعی را تعیین می کند.

در جایی که مشخصات بیشتر از همه مهم است، داده های ترکیبی باید با قطعه نهایی بررسی شوند، نه پلیمر به تنهایی. همین استدلال در همه جا صدق می کند محصولات لاستیکی صنعتی ، از ورق و مات گرفته تا روکش شلنگ و ترکیبات کمربند.

لاستیک بازیابی شده: ترکیب پس از یک زندگی دوم

لاستیک بازیافت شده از ضایعات زمین، عمدتاً تایرهای پایان عمر، ساخته شده است که ولکانیزاسیون شده و به یک ورق قابل پردازش تبدیل می شود. این ماده همچنان حاوی هیدروکربن لاستیکی است، اما همچنین حاوی کربن سیاه، روغن، خاکستر و باقیمانده‌های پختی است که در ترکیب اصلی وجود داشت.

ماشین بازیافت لاستیک زباله برای تولید پودر لاستیک سیستم خرد کردن، غربالگری و جداسازی مغناطیسی که پودر لاستیک مش 10 و مش 40 را از لاستیک های پایان عمر تهیه می کند. مشاهده محصول →

این فرآیند با آسیاب، سپس جداسازی مغناطیسی فولاد و حذف الیاف نساجی شروع می شود. ولکانیزاسیون به دنبال آن، به کمک حرارت مکانیکی، شیمیایی یا مایکروویو انجام می شود و در نهایت تصفیه یک صفحه صاف ایجاد می کند. یک بازیابی معمولی حاوی تقریباً 40 تا 50 درصد هیدروکربن لاستیکی است که تعادل آن از کربن سیاه و پرکننده های معدنی تشکیل شده است.

افزودن بازیابی هزینه مواد خام را کاهش می دهد و ضایعات را از محل دفن زباله منحرف می کند، به همین دلیل است که به طور منظم در تشک ها، گیره چرخ ها و سایر کالاهای غیر حیاتی ظاهر می شود. برای آب بندی های دینامیکی یا کاربردهای با دمای بالا که در آن مجموعه فشرده سازی ثابت بیشتر از قیمت اهمیت دارد، مناسب نیست.

سوالات متداول

آیا لاستیک از روغن ساخته می شود؟

تا حدی لاستیک مصنوعی از مونومرهایی مانند بوتادین، استایرن و ایزوپرن که از نفت و گاز طبیعی به دست می‌آید ساخته می‌شود. لاستیک طبیعی نیست، زیرا از لاتکس درخت Hevea brasiliensis می آید. اکثر کالاهای لاستیکی صنعتی از یکی یا دیگری استفاده می کنند و بسیاری از آنها از هر دو در یک ترکیب استفاده می کنند.

تفاوت بین لاستیک طبیعی و مصنوعی در سطح مولکولی چیست؟

لاستیک طبیعی تقریباً سیس-1،4-پلی سوپرن خالص است، یک زنجیره منظم که تحت فشار متبلور می شود و استحکام بسیار بالایی می دهد. گریدهای مصنوعی از دو یا چند مونومر ساخته می شوند، بنابراین زنجیره گروه های جانبی مختلفی را در طول خود حمل می کند. این گروه های جانبی همان چیزی هستند که مقاومت روغن در NBR یا مقاومت در برابر آب و هوا در EPDM ایجاد می کنند.

phr در دستور العمل لاستیکی به چه معناست؟

Phr مخفف قطعات در صد لاستیک است. هر عنصر نسبت به 100 قسمت از پلیمر لاستیکی بر حسب وزن بیان می شود، بنابراین ترکیبی با 50 phr کربن سیاه حاوی نیمی از پلیمر سیاه است. این یک سیستم نسبت است، نه درصدی از مخلوط نهایی.

آیا لاستیک بدون گوگرد ساخته می شود؟

بله. EPDM، سیلیکون و بسیاری از گریدهای تخصصی به جای گوگرد با پراکسیدها، رزین های فنولیک یا اکسیدهای فلزی پخت می شوند. گوگرد رایج ترین داروی درمانی است زیرا ارزان است و با زنجیره های غیراشباع مانند NR، SBR و NBR به خوبی کار می کند.