لاستيك طبيعي چيست و چگونه ساخته مي شود؟
براي اينكه بدانيم ساخت لاستيك يه چه صورت پيش مي رود بهتر است در ابتدا بدانيم كه لاستيك طبيعي چيست ؟
همانطور كه ميدانيد لاستيك طبيعي (به انگليسي: Natural rubber) كه لاستيك هند (انگليسي: India rubber) يا كائوچو (انگليسي: caoutchouc) ناميده مي‌شود.
لاستيك طبيعي از پليمرهايي از تركيبات آلي ايزوپرن با ناخالصي‌هاي جزئي از ساير تركيبات آلي به همراه آب تشكل شده‌است.
امروزه كشورهايي از جمله تايلند، مالزي و اندونزي، كشورهاي پيشرو در توليد لاستيك در دنيا هستند.
اشكال مختلف پلي ايزوپرن به عنوان لاستيك طبيعي والاستومرها به لاستيك مصنوعي شناخته مي شوند.
ساخت لاستيك طبيعي چگونه است ؟
لاستيك طبيعي يا سنتزي در حالت عادي و به تنهايي قابل استفاده نيست.
لاستيك بينهايت چقرمه است و به ماشين آلات سنگين نياز دارد. مقادير گرماي توليد شده در طول عمليات مخلوط كردن ، خرد كردن ، آسياب كردن را در هنگام ساخت لاستيك بايد دفع و تحت كنترل داشت.
خواص كشساني ، سختي يا نرمي ، مقاومت سايشي ، نرمينگي ، نفوذ ناپذيري و هزاران تركيب مختلف از خواص بدست آمده در آميزه كاري لاستيك ، تامين مي‌شود.
آميزه كاري لاستيك طبيعي چگونه است؟
در آميزه كاري لاستيك ها افزودني هاي شيميايي با توجه به نوع مصرفشان به گروه هاي مختلفي دسته بندي مي‌شوند.
- مواد ولكانشي :
مواد ولكانشي ، تركيبات گوگردي هستند كه از واكنش آنها با بسپار مواد شبكه‌اي بدست مي‌آيد و اتصالات شبكه از نوع اتصالات عرضي است.
اتصالات عرضي ممكن است مونو دي ، يا پلي سولفيدي باشند.
نوع اتصال از طريق غلظت گوگرد ، تسريع كننده ، باز دارنده و دما تعيين مي‌شود.
- مواد تسريع كننده‌ها :
تركيباتي هستند كه زمان لازم براي ولكانشي لاستيك را كاهش مي‌دهند ، و به گوگرد كمتري نياز دارند و محصول يكنواخت‌تري هم بدست مي‌آورند. اغلب تسريع كننده‌ها نيتروژن و گوگرد دارند.
- مواد ضد پيري يا ضد اكسنده‌ها :
اين مواد قطعات لاستيكي را از تهاجم اكسيژن و اوزون محافظت ميكنند. اين تركيبات به عنوان ضد اكسنده ، ضد اوزون يا عوامل ضد ترك دسته بندي مي‌شوند. آنها به اين صورت عمل ميكنند كه واكنشهاي زنجيري راديكالي را متوقف كرده و بدين ترتيب مانع از تخريب بيشتر زنجير مي شوند. مواد صنعتي معمولا آميني يا فنلي هستند. آمينها محافظان قوي هستند و به شكل وسيع در تاير و ساير قطعات تيره مصرف مي‌شوند.
- نرمسازهاي كاتاليزي يا مواد لخته‌زدا :
اين مواد با كاهش گرانروي لاستيك، فراوش آنرا آسان ميكنند. موقع مخلوط با لاستيك سبب شكست زنجير و طبعا كاهش وزن مولكولي زياد را به همراه دارند.
- پراكنهاي بي‌اثر يا خنثي :
اين مواد به مقدار زياد به لاستيك اضافه مي‌شوند. بعضي از آنها تنها براي سخت كردن يا نرم كردن فيزيكي است. خاك رس ، كربنات كلسيم ، خرده ذغال ، باريت و تقريبا گرد هر جامدي را مي‌توان به لاستيك افزود كه در نتيجه آن كليه خواص كشش كاهش مي‌يابد. اما گرد بعضي مواد بي شكل خصوصا دوده و سيليس ، به طرز ناباورانه‌اي سبب افزايش استحكام ، جهندگي ، مقاومت سايشي و ساير خواص مطلوب مي‌شود و به همين سبب به تقويت كننده موسوم‌اند.
روشها و مراحل ساخت لاستيك طبيعي به چه صورت است؟
- غلتك زني يا پوشش دهي :
يكي از مصارف لاستيكها ، پوشش دهي پارچه براي ضد آب كردن آن است. محلول يا بتونه‌هاي لاستيكي در حلالها را مي‌توان به سادگي روي پارچه پخش كرد. اما اگر از مواد لازم براي پخت و كنترل خواص استفاده نشود نتايج كاملا نامطلوبي به دست مي‌آيد. براي آغشته كردن پارچه به آميزه‌هاي لاستيكي از روش غلتك زني استفاده مي‌شود، به اين صورت كه بر روي دستگاههاي غلتك زن چند استوانه‌‌اي آميزه لاستيكي را تحت فشار به داخل پارچه ميكنند.
نخ تاير مورد خاصي است كه براي ساخت آن نخهاي پنبه ، ريون ، نايلون يا پلي استر در آرايش موازن توسط لاستيك روي يك دستگاه غلتك‌زن به هم مي‌چسبند.
- قالب گيري :
آميزه‌هاي خميري لاستيكي را مي‌توان به هر شكلي قالب‌گيري و شكل آنها را با پخت در قالب تثبيت كرد.
يك نمونه مناسب توپ تنيس است. يك نوع بسيار مرغوب و ارتجاع پذير لاستيك در قالبي كه به شكل دو نيمه توپ است قالب گيري مي‌شود. سپس اين دو نيمه را به هم مي‌چسبانند و پخت ميكنند، (با قرضي از ماده‌اي شيميايي گاز زا كه در داخل قرار دارد) بر روي اين مغزي پارچه و الياف پرزدار مناسب چسبانده مي‌شود اين ماده سازه‌اي پيچيده اي دارد كه براي مصارف خيلي خشن مناسب است.
- روزن راني :
پروفيل ، نوار درزگير ، شيلنگ ، تيوپ ، نخ تاير ، واشر و بسياري ديگر از قطعات لاستيكي به تقليد از روش روزن راني پلاستيك‌ها ساخته و پخت مي‌شوند. براي اين مورد تاير خودروها نمونه مناسبي است. تايرهاي امروزي ممكن است فاقد تيوپ باشند كه در اين صورت مجهز به لايه‌اي محافظ هستند يا اين كه تيوپ روزن راني شده از جنس لاستيك بوتيل در آنها قرار داده مي‌شود. لاستيك بوتيل با اينكه بسيار بي اثر يا مرده است ولي در برابر عبور هوا مقاومت بسيار عالي از خود نشان مي دهد.
در خودروهاي جديد ، لاستيك را علاوه بر استفاده در تاير در پروفيل پنجره ، نوار درزگير ، برف پاك كن ، شاسي موتور ، صندلي و به عنوان صدا خفه كن نيز به كار مي‌برند. به طوري كه در هر وسيله نقليه چيزي حدود 115 كيلوگرم لاستيك به كار مي‌رود.
- آميزه‌هاي شيرابه‌اي
شيرابه‌هاي غليظ امكان استفاده از لاستيك را در شكل مايع فراهم ميكنند، به صورتي كه مي‌توان عمليات پخش كردن ، رنگ كردن ، غوطه وري يا اسفنج سازي را روي آنها اجرا كرد. مواد پخت به شكل تعليق اضافه مي‌شوند ولي تقويت روي شيرابه‌ها چندان موثر نيست.
با اينكه تجارت مبلمان ، بالش و تشك اسفنجي به استفاده از لاستيكهاي پلي اورتان و پلي‌اتر روي آورده ، ولي استفاده از شيرابه‌ها رو به گسترش است.
- لاستيكهاي بازيافتي
لاستيك بازيافتي ماده‌اي مفيد در آميزه كاري است كه از قطعات لاستيكي ضايعاتي به دست مي‌آيد. اين قطعات را خرد و سپس با اعمال روشهاي توام شيميايي ، مكانيكي و حلال ، لاستيك ، پارچه ، فلز و ساير اجزاي آن را جدا مي كنند. لاستيك بازيافتي تا حدي وابسپارش مي‌شود. و در حد بالايي دوده (يا رنگدانه ديگر) ، خاكستر و روغن دارد. با افزودن اين ماده به آميزه لاستيكي ، فراروش آميزه بهتر مي‌شود و معمولا به عنوان يك ماده ضايعاتي ارزان در محصولات بسيار ارزان هم به كار مي‌رود. تنها حدود 10 درصد لاستيكهاي نو بازيافت مي‌شوند.
افزايش اخير قيمت انرژي سبب توجه به ضايعات تاير به عنوان سوخت شده است. استفاد از خرده تايرهاي مستعمل در آسفالت نسبت به آسفالت معمولي مزاياي بي‌شماري دارد. با اجراي اين فرآيند سوئدي ، عمر جاده‌ها بيش از چهار برابر شده ، اصطكاك چرخ با سطح افزايش يافته ، صدا و براقي سطح هم كاهش يافته است.
- مشتقات لاستيكي
از لاستيكها به ويژه لاستيك طبيعي به عنوان ماده اوليه در توليد انواع مشتقات لاستيكي استفاده شده است. صنايع پلاستيك در حال حاضر به اين درست مواد شيميايي لاستيكي روي آورده است، چون خود لاستيك يك مواد اوليه گران است. هاليد‌ها با لاستيك در موضع پيوند دوگانه‌اش واكنش مي‌دهند.
از عمل كلريد هيدروژن بر محلول لاستيك در بنزين ، مشتق هيدروكلريد لاستيك بدست مي‌آيد، كه از بسياري جوانب با خود لاستيك تفاوت دارد. اين ماده پلاستيكي شفاف است كه از آن در بسته بندي استفاده مي‌شود. مشتق هيدرو كلريد لاستيك در برابر مواد شيميايي مقاوم ، فيلم نازك عالي بدست مي‌دهد و ضمنا رنگ ، بو ، مزه هم ندارد. PVC
پلي اتيلن ، پلي پروپيلن و پلاستيك‌هاي جديدتر كاربرد اين مشتق گران را محدود كرده اند. از مخلوط لاستيكها و رزين‌ها به وفور استفاده مي‌رود. با افزودن لاستيك خواص ويژه‌اي چون مقاومت ضربه‌اي ، كش پذيري و جهندگي افزايش مي‌يابد.