آتاخونوا سیورا کورابویونا
دانشیار موسسه ماشین سازی هندیجان (ازبکستان)
فرآیند ولکانیزاسیون یک روش تکنولوژیکی حیاتی برای تقویت مواد لاستیکی و بهبود خواص فیزیکی آنها است. از طریق این فرآیند، خاصیت ارتجاعی، دوام و ویژگی‌های عملکرد طولانی مدت مواد لاستیکی افزایش می‌یابد. مواد شیمیایی مختلفی از جمله عوامل ولکانیزه کننده، شتاب‌دهنده‌ها، فعال‌کننده‌ها، نرم‌کننده‌ها، کندکننده‌های پس از ولکانیزاسیون و مواد مقاوم در برابر سایش، برای بهبود اثربخشی و کیفیت فرآیند ولکانیزاسیون استفاده می‌شوند. گوگرد به عنوان عامل اصلی ولکانیزه کننده استفاده می‌شود که اتصال عرضی زنجیره‌های لاستیکی را تضمین می‌کند و در نتیجه استحکام ماده را افزایش می‌دهد.
کلمات کلیدی: فرآیند ولکانیزاسیون، مواد لاستیکی، خاصیت ارتجاعی، دوام، ویژگی‌های عملکردی، مواد شیمیایی، عوامل ولکانیزه کننده، شتاب‌دهنده‌ها، فعال‌کننده‌ها، نرم‌کننده‌ها، کندکننده‌های پس از ولکانیزاسیون، مواد مقاوم در برابر سایش
مقدمه
طیف وسیعی از ترکیبات لاستیکی برای تولید تایر استفاده می‌شود که به ویژگی‌های مورد نیاز تایر خودرو بستگی دارد. هنگام انتخاب اجزای ترکیبات لاستیکی، بسیار مهم است که آنها در طول ذخیره‌سازی پایدار بمانند و از خواص تکنولوژیکی خوبی برخوردار باشند. علاوه بر این، باید به ویژگی‌های سم‌شناسی و اقتصادی آنها توجه شود.
ایزوپرن رابر SKI-3 : این لاستیک از نظر خواص مشابه لاستیک طبیعی است، اما از نظر هزینه به طور قابل توجهی ارزان‌تر است. دمای تبلور آن -25 درجه سانتیگراد و سرعت تبلور تقریباً 20 ساعت است. چگالی آن 910-930 کیلوگرم بر متر مکعب است. تشکیل ساختارهای کریستالی در دمای 20 درجه سانتیگراد بین 300 تا 400 درصد متغیر است. مخلوط‌های مبتنی بر این لاستیک به خوبی مخلوط می‌شوند، گرمای کمی تولید می‌کنند و به خوبی شکل می‌گیرند. به دلیل حساسیت بالای آن به تخریب در حین پردازش، رعایت دقیق رژیم‌های دمایی ضروری است.
پلاستیسیته SKI-3 و مقاومت حرارتی ولکانیزه‌های آن در مقایسه با TK بیشتر است. با این حال، SKI-3 دارای معایب متعددی است، مانند استحکام کمتر، مقاومت در برابر پارگی، چسبندگی و استحکام کمتر در حالت خام مخلوط در مقایسه با سایر لاستیک‌ها.
بخش اصلی SKMS-30-ARK – لاستیک بوتادین-متیل-استایرن: این لاستیک به طور گسترده در تولید محصولات لاستیکی استفاده می‌شود، زیرا قابلیت پردازش مجدد خوبی با تجهیزات معمولی دارد. هنگامی که پرکننده‌های فعال به مخلوط‌های مبتنی بر این لاستیک اضافه می‌شوند، استحکام مکانیکی بالا و مقاومت سایشی خوبی از خود نشان می‌دهند. با این حال، SKMS-30 از نظر ولکانیزاسیون و الاستیسیته از SKI-3 عقب‌تر است
SKD لاستیک بوتادین استریورگولار مصنوعی: دمای تبلور 50-60 درجه سانتیگراد و چگالی 900-920 کیلوگرم بر متر مکعب است. در دماهای معمولی، لاستیک آمورف است، اما در طول فرآیند تبلور سخت می‌شود. این لاستیک دارای توزیع جرم مولکولی پایین (MMT)، استحکام چسبندگی کم و چسبندگی ضعیف به فلزات است.
هر ماده در یک ترکیب خواص مشخصی بر عهده دارد و در مقادیر دقیقی استفاده می‌شود. گوگرد، یک ماده بلوری زرد با چگالی 2070 کیلوگرم بر متر مکعب و نقطه ذوب -112.8 درجه سانتیگراد، به عنوان عامل ولکانیزه کننده استفاده می‌شود. این ماده اتصال عرضی زنجیره‌های لاستیکی را تضمین می‌کند.
شتاب‌دهنده‌های ولکانیزاسیون: برای افزایش واکنش‌پذیری گوگرد، از شتاب‌دهنده‌هایی مانند تیازول‌ها (2MBS)، سولفنامیدها S و سولفنامید M استفاده می‌شود. این شتاب‌دهنده‌ها خواص تکنولوژیکی ولکانیزات‌ها را بهبود می‌بخشند و مقاومت در برابر سایش را افزایش می‌دهند.
تیازول 2MBS (آلتاک): پودری زرد روشن با بوی ملایم، نقطه جوش 186 درجه سانتیگراد و چگالی 1500 کیلوگرم بر متر مکعب. به خوبی در مخلوط‌ها پراکنده می‌شود، اما در دمای 100-130 درجه سانتیگراد غیرفعال است و به همین دلیل به ندرت برای پس از ولکانیزاسیون استفاده می‌شود. این ماده مدول پایین و مقاومت سایشی مثبتی را برای ولکانیزات‌ها فراهم می‌کند.
گرانول‌های سولفنامید S: با رنگ سبز روشن، چگالی 1270-1300 کیلوگرم بر متر مکعب و نقطه جوش -130 درجه سانتیگراد. وجود آن در مخلوط منجر به یک دوره القایی در فرآیند ولکانیزاسیون می‌شود و به دنبال آن عملکرد بسیار بالایی در طول فاز اصلی حاصل می‌شود. این ماده ولکانیزاسیون را به بهترین شکل تسریع می‌کند.
سولفنامید M: یک ترکیب کریستالی زرد روشن با دمای جوش 80 درجه سانتیگراد و چگالی 1340 کیلوگرم بر متر مکعب. مخلوط‌های مبتنی بر این شتاب‌دهنده به ندرت دچار ولکانیزاسیون زودرس می‌شوند.
کندکننده‌های پس از ولکانیزاسیون: کندکننده‌های پس از ولکانیزاسیون برای جلوگیری از ولکانیزاسیون زودرس استفاده می‌شوند. این افزودنی‌ها تضمین می‌کنند که فرآیند ولکانیزاسیون در بازه زمانی مورد نیاز رخ می‌دهد.
افزودنی‌های مقاوم در برابر سایش: برای جلوگیری از سایش زودرس لاستیک، از عوامل مقاوم در برابر سایش مانند FP، استونانیل P و محافظ Omsk-10M استفاده می‌شود.
محورها به ترکیب اضافه می‌شوند.
نرم‌کننده‌ها: برای افزایش نرمی و حالت الاستیک بالای پلیمرها، از نرم‌کننده‌های زیر استفاده می‌شود: روغن‌های صنعتی، قیر نفتی و رزین.
یکی از روش‌های مؤثر اصلاح خواص مواد پلیمری، استفاده از پرکننده‌ها است که منجر به توزیع یکنواخت مواد در سراسر مخلوط می‌شود. استفاده از پرکننده‌ها خواص فیزیکی-مکانیکی و تکنولوژیکی لاستیک را بهبود می‌بخشد و در عین حال هزینه آن را کاهش می‌دهد.
پرکننده‌ها، کربن فنی P245، P514: اینها مواد پودری کم پراکنده و مبتنی بر کربن هستند که با فشرده‌سازی گاز طبیعی در کوره‌های مخصوص به دست می‌آیند. اینها مواد سیاه هستند و پرکننده‌های تقویت‌کننده برای مخلوط‌های لاستیکی در نظر گرفته می‌شوند. تحت تأثیر این مواد، استحکام، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ترک لاستیک افزایش می‌یابد. چگالی P514 برابر با 1860 کیلوگرم بر متر مکعب است، در حالی که P245 چگالی 1400 کیلوگرم بر متر مکعب دارد.
کائولن یک پودر سفید با چگالی 2600-2670 کیلوگرم بر متر مکعب است. ذرات آن شکلی کشیده دارند. این ماده مقاومت لاستیک در برابر روغن را افزایش می‌دهد.
اصلاح‌کننده RU 1 : اصلاح‌کننده RU 1 ترکیبی پیچیده است که از اسید بوریک، رزورسینول و اوروتروپین ساخته شده است. این اصلاح‌کننده به شکل دانه‌ای است و دمای تجزیه آن ۱۳۰ درجه سانتیگراد است. این اصلاح‌کننده به دلیل پراکندگی بالا و توانایی آن در توزیع یکنواخت در مخلوط‌های لاستیکی برجسته است. این ماده استحکام ولکانیزه‌ها را تحت تغییر شکل‌های مختلف بهبود می‌بخشد و پیوند سیستم‌های نخ لاستیکی را در شرایط استاتیک و دینامیک افزایش می‌دهد.
لاستیک طبیعی SKI-3 (لاستیک ایزوپرن)
SKD (لاستیک بوتادین مصنوعی استریورگولار)
گوگرد
تیازول 2MBS (شتاب‌دهنده)
اکسید روی (ZnO)
استئارین فنی
اسید بنزوئیل
اصلاح‌کننده RU-1 (کمپلکس رزورسینول و اوروتروپین)
Deafen FP (عامل ضد سایش)
DBS (پلاستی‌سایزر دی‌بوتیل سباسات)
روغن صنعتی
کربن فنی (سیاه) – P514، P245
پارافین
نتیجه‌گیری
فرآیند ولکانیزاسیون یک روش تکنولوژیکی ضروری برای بهبود کیفیت مواد لاستیکی و افزایش طول عمر آنها است. عمر مفید. انتخاب و ترکیب مناسب مواد شیمیایی مانند گوگرد، شتاب‌دهنده‌ها، فعال‌کننده‌ها، نرم‌کننده‌ها، کندکننده‌های پخت و عوامل ضد سایش، استحکام، خاصیت ارتجاعی و دوام لاستیک را افزایش می‌دهد. هر ماده‌ای که در فرآیند ولکانیزاسیون استفاده می‌شود، عملکرد خاصی را انجام می‌دهد و خواص تکنولوژیکی ماده را بهبود می‌بخشد. با کمک این مواد، فرآیند ولکانیزاسیون کارآمدتر می‌شود و کیفیت و عملکرد طولانی مدت محصولات لاستیکی را تضمین می‌کند. این به نوبه خود، به تأمین تقاضا برای مواد لاستیکی با کیفیت بالا در صنعت خودرو و سایر بخش‌ها کمک می‌کند.
منبع: incop.org