در ماه های اخیر بحث استفاده از سیلیکا در صنعت تایر به یکی از موضوعات جذاب و مورد توجه فعالان صنعت تبدیل شده است و در این ارتباط نیز یک جلسه هم اندیشی در شرکت مهندسی و تحقیقات صنعت تایر با حضور کارشناسان برگزار شد. مهندس علی عباسی، یکی از پیشکسوتان صنعت تایر و دارای مدرک تحصیلی مهندسی شیمی از دانشگاه تهران که دارای سوابق متعددی در این حوزه می باشد، یکی از مخالفان جدی موضوع جایگزینی سیلیکا و کربن به شمار می رود. او معتقد به دو بحث در این حوزه است؛ نخست آن که عملا امکان جایگزینی کامل سیلیکا به جای دوده وجود ندارد و دوم این که سیلیکا اگر قرار است به عنوان یک مکمل در کنار کربن استفاده شود، باید پیش نیازهای بکارگیری آن فراهم شود.

با این حال به عقیده وی تا زمانی که یک تجربه واقعی و عملی از این ماده اولیه وجود نداشته باشد که هم از نظر تکنیکی و هم اقتصادی بتواند در ایران کارآ باشد، عملا دنباله روی از نسخه های خارجی مفید نیست، چراکه قدرت های بزرگ تایرساز دنیا، هم از نظر تکنولوژی و هم از نظر قدرت رقابتی و بازار توانسته اند معضلات تکنیکی و اقتصادی استفاده از سیلیکا را برطرف کنند و این موضوعات در ایران همچنان به قوت خود باقی است.

لازم به ذکر است پیش از این مقاله ای با عنوان  «انچه می بایست در مورد سیلیکا فیلر و کاربرد آن در صنایع لاستیک بدانیم» در کانال «لاستیک پرس» منتشر شده که مجددا بازنشر می گردد،  اما در این بخش مشروح گفتگویی را که چند روز پیش در دفتر انجمن صنفی کارفرمایی تولید، تامین کنندگان مواد اولیه و زنجیره ارزش صنایع لاستیک کشور با مهندس عباسی برگزار کردیم، منتشر می گردد:

آقای مهندس با تشکر از حضور شما در این گفتگو، در ابتدا تقاضا می کنم توضیحی درباره کلیت بحث ارایه بفرمایید که اساسا بحث جایگزینی سیلیکا به جای کربن و یا در کنار آن، از کجا ناشی شده و چه مشابهت ها و وجوه افتراقی در این دو ماده اولیه برای کاربرد در صنعت تایر وجود دارد؟

واقعیت آن است که اخیرا تمرکز فعالان صنعت تایر تقریبا در همه جای جهان روی موضوع سیلیکا و استفاده از آن به جای یا در کنار کربن قرار گرفته که به گمان من بخش زیادی از این امر ناشی از برخی تحرکات شرکت های بزرگ تایرسازی دنیا همچون میشلن بوده است. معتقدم برخی کارشناسان این شرکت ها که عملا در ارتباط با بازارند – نه لزوما افرادی که با تکنولوژی سر و کار دارند – به دنبال طرح موضوعاتی هستند تا بازاریابی خوبی از مسیر سیلیکا و تکنولوژی های آن ایجاد کنند و دوستان ما در داخل نیز به تأسی از این که این مجموعه ها مطرح کرده اند، پیرو این نظرات هستند.

این نظریه که دوده برای تایر مناسب نیست و سیلیکا جای دوده را از منظر خواص گرفته و باید به دنبال جایگزین کردن این دو ماده در تولید تایر باشیم، اساسا از پایه نادرست است. واقعیت امر آن است که دوده پدیده فوق العاده ای در عناصر بنیادی است که حیات بر پایه آن استوار است و خواص بسیار مهمی دارد. حتی ساده ترین نوع آن که در صنعت تایر با عنوان کربن بلک استفاده می شود، دارای خواص جالب توجهی است و ساختاری می سازد که بسیار به آسانی با رابر ارتباط الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی برقرار می کند و بدون این که کمترین تاثیر منفی روی خواص اولیه آن بر جای بگذارد، انعطاف پذیری محصول را افزایش می دهد و 150 سال است در صنعت و تکنولوژی و علم این موضوع اثبات شده است.

حالا طی سال های اخیر موضوع جایگزینی سیلیس به عنوان عنصر بعدی کربن مطرح شده که البته در طبیعت فراوان است، ولی اصلا خواص کربن را به خصوص برای کاربرد در صنعت تایر ندارد. اولا سیلیکا توان ایجاد یک مجموعه مولکولی را مانند کربن ندارد و حتما باید از اکسیژن استفاده کند و توسط آن یک مجموعه مولکولی بسازد که بدلیل تمایل سیلیسیوم برای جذب الکترون بیشتر به شدت آب دوست می شود و در نتیجه به دلیل آن که یک عنصر شبه فلزی است، باعث می شود اسیدی شده و این موضوع برای صنعت تایر مضر است و از مخلوط با لاستیک ممانعت می کند. بعلاوه این ماده در ادامه و حتی با رفع مشکلات مربوط به اختلاط، روی سیستم پخت هم اثر منفی بر جای می گذارد. همچنین روی عوامل نرم کننده بشدت اثر منفی بر جای دارد و ارتباط شیمیایی و الکتریکی با رابر برقرار نمی کند.

برخی کارشناسان می گویند برای رفع این مشکلات باید یک پل ارتباطی ایجاد کنیم تا باعث شود سیلیس با یک اتصال دهنده به رابر وصل شود. خب قبول، اما مباحث آب دوستی که در دماهای پایین باعث یخ زدن تایر می شود را چگونه می توان رفع کرد؟ در سطوح مرطوب، سیلیس به راحتی با محیط ارتباط برقرار می کند، اما در شرایط برودت بالا این یک نقطه ضعف محسوب می شود.

به هر حال قوانین جهانی مثل قانون ریچ در حال ایجاد محدودیت هایی برای استفاده از کربن هستند و شرکت ها دیر یا زود به دنبال عبور از عوارض ناشی از استفاده از مواد آلاینده خواهند رفت.

ببینید، همین موضوعات برای من سوال برانگیز است. این که قدرت های بزرگ در صنعت تایر با استفاده از ظرفیت قوانین و با این شعار که می خواهند تایر سبز تولید کنند، در حال جا انداختن ایده خود در بحث سیلیکا هستند، پذیرفتنی نیست، به خصوص وقتی این امر، علاوه بر مشکلات زیست محیطی که در ادامه خواهم گفت، به افزایش هزینه تولید تایر هم منجر می شود و هم برخی خواص لاستیک را نسبت به دوده تغییر می دهد.

از منظر بهداشتی و زیست محیطی نیز سیلیس به صورت رسوبی تولید می شود و دارای ذرات ریزی است که گرایش بالایی به کریستالی شدن از خود نشان می دهند که در اشل های نانویی خیلی ریز، شکل سوزنی به خود می گیرند و بافت های ریه را با مشکلات بزرگی روبرو می کنند و بافت های ریه در اثر استنشاق این ذرات فیبری می شوند و این قبیل مشکلات در مورد سیلیس جایی گفته نمی شود.

برخی شرکت های نامدار مثل میشلن، بریجستون، هانکوک و … در حال استفاده از سیلیکا هستند. شما فرمودید بخشی از این موضوع به دلیل دنبال کردن منافع برخی کارشناسان داخل این قدرت های صنعتی است، اما اگر این بحث را کنار بگذاریم،  تجربه عملی این شرکت ها در کنار موضوعات نظری که شما فرمودید، چه نتایجی به دنبال داشته است؟ آیا نشانه های منفی بروز کرده است یا علایمی که از این فرایند دیده می شوند موید نظر این شرکت ها است؟  

زمان نشان می دهد و حتما در آینده نه چندان دور آثار منفی استفاده از سیلیس، خود را نشان می دهد. واقعیت آن است که در بازارهای رقابتی دنیا ایده های جدید و ایجاد انحصارها می تواند کارکرد خوبی داشته باشد. البته این شرکت ها بسیاری از گلوگاه ها را مطرح نمی کنند. به عنوان مثال اخیرا از طریق فرایند آلکیلیشن، سطح سیلیس را تقریبا مشابه کربن کرده اند و به این ترتیب تلاش شده مضرات ناشی از سیلیکای تنها را برطرف کنند. نکته دیگر این که بحث آب دوستی سیلیسی که شرکت های بزرگ تایرساز دنیا استفاده می کنند، به صورتی بسیار حساب شده، تکنیکی و علمی، حذف و چربی دوستش می کنند و به این طریق برای صنعت تایر آن را مناسب می سازند.

اما در کشور ما این تغییر فرمولاسیون صورت نمی گیرد و در بهترین شرایط، شاید سیلیس فرایندی شده را از خارج وارد کنند و در صنعت به کار ببرند. واقعیت آن است که خارجی ها قصد در اختیار گرفتن بازار مواد اولیه و ماشین آلات و فرمولاسیون را دارند و ما با مهندسی معکوس هم نمی توانیم به آن محصول برسیم که در صنعت تایر مورد استفاده قرار گیرد، بنابراین اصرار بر این که در داخل هم از سیلیس بدون فرایندهای اصلاح کننده استفاده شود، قطعا دارای آثار جبران ناپذیری در آینده خواهد بود. بنابراین ما اسیر بازاری می شویم که آنها درست کرده اند.

شما می فرمایید موضوع منافع برخی شرکت ها در بین است که سیلیس را جایگزین کربن کنند، با این حال آثار منفی و مثبت موادی که صدها سال است در صنعت بکار می روند، مشخص و اثبات شده است. در مورد کربن، این آثار منفی چه مواردی هستند؟  

بخش اعظم حیات از کربن نشات گرفته و از ابتدای خلقت با کربن در ارتباط بوده و هستیم، اما آن چه در صنعت از طریق نفت تولید می شود، دارای مضرات خاص خود است. کربن دارای خاصیت ارتباط گیری بسیار بالا با محیط اطراف خود است. به همین دلایل ممکن است مضر باشد، اما آن چه برای محیط زیست خطرناک است، روش تولید آن است، نه خود کربن. ما در محیطی زندگی می کنیم که ارتباط و پیوند بسیار گسترده ای با کربن دارد و به اشکال مختلف از آن استفاده می شود و در واقع روش تولید این محصول می تواند برای محیط و سلامت مضر باشد، اما به هر حال معتقدم در مقایسه با سیلیس دارای زیان کمتری است.

از طرفی ما اگر قرار باشد به موضوع، تنها از این جنبه و به صورت تک بعدی نگاه کنیم، تایر هم نباید تولید شود، چراکه تایر هم دارای آثار و نتایج زیست محیطی است و مضرات خاص خود را دارا است و پس از پایان عمر تایر، به طبیعت برمی گردد، اما آن چه اهمیت دارد، نحوه بازگشت این محصول به طبیعت است.

یک نکته ای که نباید فراموش کنیم آن است که در اثر مصرف تایر، ذراتی که از آن جدا می شوند، ذرات کربن و رابر با هم هستند، زیرا کربن را به راحتی نمی توان از رابر جدا کرد و کربن به صورت ذرات مستقل حتی با حلال های موثر مثل اسید سولفوریک از رابر جدا نمی شود؛ مگر این که تایر را بسوزانند که در این صورت همه مواد آلی تایر جدا می شوند و آن خود یک بحث دیگر است.

آیا این دو محصول (کربن و سیلیس) لزوما به عنوان جایگزین استفاده می شوند یا می توانند مکمل و در کنار هم در تولید تایر به کار بروند؟

استفاده از فرمول فیلر هایبریدی باعث می شود این دو محصول در کنار هم مخلوط و هماهنگ با هم در پخت و میکسینگ عمل کنند، بشرطیکه بحث آب دوستی سیلیس تا حد زیادی حل شده باشد. یکی از راه های استفاده از سیلیس که تکنیکی است، مخلوط هایبریدی است که البته از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

وقتی تا این اندازه مولفه های منفی اقتصادی وجود دارد، چه اصراری روی استفاده و جایگزینی این دو ماده وجود دارد؟

این بحث از دو منظر داخلی و خارجی قابل بررسی است. تئوریسین های جهانی دارای امکانات تکنولوژیکی هستند و مشتریان مشخص و باسابقه ای دارند و از این امکانات استفاده می کنند و محصولی با خواص مطلوب تولید می کنند و چون دارای موقعیت انحصاری در بازار هستند، مشتریان خود را قانع می کنند و طبیعتا ضرر هم نمی کنند و در نهایت مصرف کننده نهایی تاوان این زد و بندها را می پردازد و با توجه به سهم بازار این شرکت ها و برندهای معتبر و صاحب نامی که در اختیار دارند، بازار را از دست نمی دهند؛ به خصوص این برندها با ایجاد ترکیبات جدید خواص بهتری ایجاد می کنند.

اما این که در ایران هنوز راه حلی برای عبور از چالش های تکنیکی و اقتصادی استفاده از سیلیس اندیشیده نشده، اما بسیاری به دنبال جایگزینی این ماده با کربن هستند و معتقدند این امر مسایل زیست محیطی را برطرف خواهد کرد، صحیح به نظر نمی رسد و می تواند مشکل آفرین باشد. به خصوص این که مشکلات اقتصادی تولید در ایران کم نیست و این موضوعات روی بهای تمام شده تولید تایر اثر مستقیم می گذارد.

اما این صحبت های من به این معنا نیست که با استفاده از سیلیس به طور کامل مخالفم، بلکه معتقدم استفاده از سیلیکا بدون ایجاد فرایندهایی نظیر آلکیلیشن که در بالا اشاره کردم و بدون رفع مشکلات آب دوستی این ماده و مسایل دیگر، توجیه پذیر نیست و مخاطرات بالایی دارد. به عبارتی معتقدم به عنوان یک بخشی از فرایند تولید تایر و به عنوان یک روش کمکی می توان با ایجاد شرایط خاص و تکنولوژی های خاص خود، در کنار کربن از سیلیس استفاده شود.

تکنولوژی مورد نیاز برای این فرایندها را در اختیار داریم؟

تامین تکنولوژی کار چندان سخت و غیرممکنی نیست. به هر حال تولیدکنندگان تایر تکنولوژی های مورد نیاز خود را سال ها است وارد می کنند. برخی تکنولوژی ها را نیز در داخل با مهندسی معکوس تولید کرده اند. همچنان این توانایی وجود دارد که تکنولوژی های مورد نیاز تامین شود و یا با شرکت های بزرگ همکاری کنند و از تکنولوژی و دانش فنی شرکت های بزرگ برای استفاده از سیلیس استفاده کنند، ولی وقتی هنوز این امکانات فراهم نیست، بحث روی جایگزینی سیلیس به جای کربن، خالی از اعتبار کافی است. سیلیس فراوان ترین عنصر در طبیعت است، اما نیاز به آماده سازی برای استفاده در صنعت تایر دارد، وگرنه در تولید شیشه و کاشی و سرامیک و …. به کار می رود.

این جایگزینی روی مولفه های تایر همچون مقاومت غلتشی و شرایط مرطوب و …. چه اثراتی به همراه دارد؟

سیلیس روی رفتار ویسکو الاستیک رابر بهتر از دوده اثر می کند و مقاومت غلتشی را تا حدودی کاهش می دهد و در نتیجه مصرف سوخت نیز کاهش می یابد و از این طریق روی محیط زیست هم اثر بهتری نسبت به دوده دارد. من هم این آثار را رد نمی کنم، هرچند معتقدم که حتی این آثار مثبت هم قطعی نیستند. به عنوان مثال وقتی صحبت از مقاومت غلتشی بیشتر می شود، به معنای نشست کمتر تایر و خودرو روی سطح جاده است و به عبارتی خودرو تحت تاثیر یک عامل خارجی مثل یک طوفان شدید، ممکن است با مشکلاتی روبرو شود. همینطور زمانی که از کاهش خط ترمز به عنوان یک مزیت حرف می زنیم، نباید فراموش کنیم که هر چه خط ترمز کمتر شود، فشاری که روی خودرو و نیروی محرکه آن وارد می شود بالاتر می رود و آسیب های ناشی از ترمزهای ناگهانی به شدت افزایش می یابد. بنابراین نمی توان با قطعیت گفت مقاومت غلتشی کمتر و یا ترمزگیری سریعتر قطعا محاسن قطعی هستند. بر همین اساس معتقدم نه باید از سیلیس با قطعیت دفاع و یا کربن را رد کرد، بلکه باید به صورت کاملا حساب شده به موضوع توجه کرد.

به هر حال جهان در حال این جایگزینی است؟

حتی در بین کارشناسان جهانی، همگی بر این نکته اذعان دارند هرگز سیلیس نمی تواند جای دوده را به طور کامل بگیرد و دوده حذف شدنی نیست و سیلیس می تواند مکمل آن باشد. کربن بسیاری از خواص مورد نیاز ما را تامین می کند. آثار زیست محیطی آن قابل انکار نیست، اما همچنان قابل کنترل و مهار است. اما در مورد سیلیس، خیلی موضوعات هنوز روشن نیست و تا زمانی که همه جوانب این ماده را ندانیم، نمی توان با قطعیت از آن دفاع کرد و باید بیش از این مطالعه و تجربه عملی داشت و سپس آن را قضاوت کرد.

بابت فرصتی که در اختیار ما قرار دادید بسیار متشکرم.