لاستیک نیتریل بوتادین

اکریلو نیتریل – بوتادین (NBR)

رابر NBR ، يك كوپليمر از بوتادين و آكريلونيتريل است .کوپلیمریزاسیون اکریلونیتریل-بوتادین برای اولین بار در سال 1930 توسط E.Tschunkur و E.Konard انجام شد.NBR در سال 1934 در لورکوزن آلمان به تولید انبوه رسید.در ایالات متحده نیز در سال 1936 تحقیقات گسترده ای برای ساخت این پلیمر انجام پذیرفت و در ژانویه سال 1939 شرکت بی.اف.گودریچ کائوچوی نیتریل را با ظرفیت 250پوند در سال و در سال 1940 شرکت گودیر کائوچوی نیتریل را تحت عنوان کمیگام (Chemigum) تولید نمود. کائوچوهای ولکانیز شده NBR خواص خوبی در برابر روغنها ، سوختها و مواد شیمیایی ایجاد می کندکه این امر موجب آن شد که میزان مصرف این کائوچو به طور چشم گیری رشد کند. در سال 1983 تولید جهانی آن به 115 هزارتن بالغ گشت،در سال1985 ظرفیت تولید جهانی NBR در حدود0.508 میلیون تن بوده که 4.1 درصد از کل ظرفیت تولید الاستومرهای مصنوعی را داشته است و در سال 2005 نیز مصرف جهانی NBR به 368000متریک تن رسید. رابر نيتريل تحت نام تجاري Buna N شناخته شده و نظر به مقاومت در برابر متورم شدن در حالت غوطه‌وري در روغن‌هاي معدني، داراي مقاومت بالا در مقابل روغن‌های نفتی و حلا‌ل‌های آلی است. این پلیمر مانند SBR یکی از دو لاستیک مصنوعی است که با فرآیند امولسیون پلیمریزه می شود و در جریان جنگ جهانی دوم مصرف آن توسعه پیدا کرد. اين ماده در نسبتهاي متفاوت از 25:75 تا 75:25 ساخته مي‌شود كه سازنده بايد درصد آكريلونيتريل را در محصول خود مشخص كند. علاوه بر اين، مقاومت شيميايي آن در مقابل روغن‌ها متناسب با ميزان آكريلونيتريل آن است هر چه میزان اکریلونیتریل در NBR بیشتر شود مقاومت فوق بهتر می شود ولی خاصیت ارتجاعی لاستیک کاهش می یابد و انعطاف پذیری آن در دمای پایین ضعیف تر می شود. NBR مقاومت فرسودگی زیادی ندارد ولی اگر به آمیزه آن PVC وارد شود مقاومت آن در مقابل فرسودگی بهبود می یابد. گرچه اين ماده در مقابل اكسيد‌كننده‌هاي قوي نظير اسيد نيتريك مقاوم نيست، مقاومت خوبي در مقابل ازن و تابش اشعه UV نشان مي‌دهد. NBR معمولاً به عنوان یک الاستومر ویژه در محصولاتی مانند شیلنگ های گازوییل، ديافراگم پمپ‌هاي سوخت، قطعات هیدرولیک، واشرهای روغن، در زمینه پوشش کاری ، آب‌بندها و درزگيرها (نظير او- رينگ‌ها) ونهايتاً زيره‌هاي مقاوم در برابر روغن براي كفش‌هاي كار ايمني مصرف می گردد.

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب

EPR لاستیک اتیلن - پروپیلن

لاستیک اتیلن-پروپیلن (EPR)

پلي‌اتيلن و پلي‌پروپيلن، پليمرهايي هستند با دماي انتقال شيشه‌اي بسيار پايين و داراي ماهيت بلورينگي كه به دليل همين ماهيت، فاقد خواص لاستيك بوده و به‌عنوان پلاستيك مورد مصرف قرار مي‌گيرند. با كوپليمر كردن اتيلن و پروپيلن و برهم‌زدن نظم ساختماني هر يك از اين هموپليمرها، مي‌توان ويژگي بلورينگي را از پليمر سلب و پليمري با ويژگي لاستيكي پديد آورد. كوپليمر تشكيل شده با اين روش، EPR ناميده مي‌شود كه داراي ماهيت كاملاً اشباع بوده و به دليل همين ماهيت، از مقاومت جوي و حرارتي بالايي برخوردار است، اما اين الاستومر به‌علت عدم وجود پيوند دوگانه در ساختار شيميايي فاقد قابليت پخت گوگردي و فقط با سيستم پخت پراكسيدي پخت مي‌شود. براي حل اين مشكل، از منومر سومي (منومر DN) در واكنش با اتيلن و پروپيلن استفاده مي‌شود. به اين ترتيب، ترپليمري حاصل مي‌شود كه حاوي پيوند دوگانه بوده و قابليت پخت گوگردي را پيدا خواهد كرد. اين ترپليمر EPDM ناميده مي‌شود. از جمله خواص ويژه اين الاستومر، مي‌توان به مقاومت بالاي حرارتي (تا دماي 150درجه)، مقاومت عالي در برابر عوامل جوي و ازن، انعطاف‌پذيري در دماي پايين، مقاومت در برابر رطوبت و بخار، خواص الكتريكي بسيار خوب، مقاومت در برابر روغن‌هاي قطبي، اسيدها و مواد شوينده و فرايندپذيري بسيار خوب.در جدول زیر، مشخصات الاستومر EPDM با ديگر الاستومرها مقايسه شده است:

الاستومر EPDM توسط شركت‌هاي مختلف اروپايي، امريكايي و آسيايي، با اسامي تجاري ويستالون، كلتان، رويالن، دوترال، kep و... توليد مي‌شود. اين الاستومر داراي تنوع بسياري در گريدهاي توليدي است. اين امر ناشي از تنوع در جرم مولكولي پليمر، نسبت درصد اتيلن به پروپيلن و درصد و نوع منومر سوم است. ميزان جرم مولكولي الاستومر، ارتباط مستقيم با موني ويسكوزيته آن دارد كه مقدار آن در دماي 125 درجه از 25 تا 90 متغير است. با افزايش موني ويسكوزيته، مقاومت كششي و پارگي، استحكام در حالت خام الاستومر افزايش مي‌يابد. همچنين مي‌توان از مقدار بيشتري فيلر و روغن در فرمولاسيون كامپاند (با حفظ خواص) استفاده كرد كه اين امر به كاهش قيمت تمام‌شده كامپاند منجر خواهد شد. از نظر فرايندپذيري، هرچه جرم مولكولي افزايش يابد، خواص فرايندپذيري همانند اختلاط و اكسترودپذيري، مشكل‌تر خواهد شد. افزايش درصد اتيلن بين 55 تا 75درصد، باعث ايجاد مقدار كمي بلورينگي در الاستومر مي‌شود كه مي‌تواند در خواص نهايي تاثيرگذار باشد. افزايش در ميزان درصد اتيلن باعث افزايش در مقاومت كششي، سختي، استحكام خام و مانايي كششي مي‌شود. همچنين، ميزان مواد افزودني در كامپاند افزايش مي‌يابد. با افزايش درصد اتيلن، خواص پخت پراكسيدي بهبود مي‌يابد. درصد منومر غيراشباع، تاثيري عمده بر سرعت پخت گوگرد دارد كه با توجه به درصد آن به چهار گروه ضعيف (1 تا 3%) متوسط (4 تا 3%) زياد (7 تا 4%) و بسيار زياد (11 تا 7%) تقسيم مي‌شود. افزايش درصد منومر DN باعث افزايش سرعت پخت، مدول و كاهش زمان ايمني و نگهداري كامپاند، درصد ازدياد طول و مانايي فشاري مي‌شود. همچنين با افزايش درصد منومر DN مقاومت در برابر حرارت (پيرشدگي) كاهش مي‌يابد. EPDM از جمله الاستومرهاي داراي قابليت جذب زياد روغن و پركننده است. با توجه به وزن مخصوص پايين اين الاستومر (0.86G/CM3) قطعات توليدشده از آن اقتصادي هستند. افزودن مواد پركننده، به‌منظور افزايش خواص فيزيكي، افزايش فرايندپذيري (مانند اكسترودپذيري) و كاهش قيمت، صورت مي‌پذيرد. مواد پركننده مي‌توانند شامل فيلرهاي تقويت‌كننده نظير انواع دوده و سيليكا، نيمه تقويت كننده همانند تركيبات سيليكات و غير تقويت‌كننده همانند كربنات كلسيم باشند. الاستومر EPDM با روغن‌هاي نفتنيك و پارافينيك نظير روغن بهران 840 و 845 سازگار است و هرچه لزجت روغن افزايش يابد، خواص فيزيكي و مقاومت حرارتي آن افزايش مي‌يابد. همچنين، ميزان جمع‌شدگي قطعات پس از پخت كاهش مي‌يابد. كاهش لزجت روغن باعث بهبود جهندگي و انعطاف‌پذيري در دماي پايين مي‌شود. براي پخت پراكسيدي، فقط بايد از روغن پارافينيك استفاده شود. هنگام فرمولاسيون كامپاند، بايد بهترين بالانس بين رفتار فرايندپذيري، سرعت پخت، خواص فيزيكي و قيمت در نظر گرفته شود. با توجه به خواص موردنياز، 25 تا 50درصد از وزن كامپاند مربوط به وزن الاستومر EPDM در نظر گرفته مي‌شود. از کاربردهای EPDM می توان به عايق و روكش كابل‌هاي با ولتاژ متوسط، نوارهاي آببندي براي شيشه‌هاي دوجداره و درب‌هاي ساختمان، ورقه‌هاي يك لايه ايزولاسيون سقف، انواع اورينگ‌ها، تسمه‌هاي نقاله، شيلنگ‌ها و گسكت‌ها، سايدوال تايرهاي رنگي، توليد نوارهاي آببندي، توليد انواع شيلنگ رادياتور، توليد عايق‌هاي صوتي و توليد قطعات پرسي اشاره کرد.

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب

لاستیک پلی بوتادین

لاستیک پلی بوتادین (PBR)

این الاستومر،هم به روش پلیمریزاسیون امولسیون و هم به روش محلول بدست می آید، امروزه بیشترBR تولیدی با پلیمریزاسیون محلول وبا استفاده از کاتالیزورهای فضاویژه ( نوع زیگلر) بدست می آید که پلیمری با بیش از 95% سیس 1و4-پلی بوتادین است، هرچند که این الاستومر در اثر کشیدگی نمی تواند متبلور شود و مانند لاستیک طبیعی، ((صمغی)) با استحکام کششی خوب ایجاد کند ولی مزیتهای ویژه ای دارد که در سایر پلیمرها یافت نمی شود. یک مزیت آن دمای انتقال شیشه ای (Tg ) بسیار پایین تا 100- درجه سانتیگراد است(که کمتر از اغلب الاستومرهای تجاری دیگر است).پایین بودن دمای Tg بدین معنی است که از لحاظ ترمودینامیکی در دماهای معمولی خاصیت ارتجاعی بیشتری نسبت به اغلب الاستومرهای دیگر دارد.یعنی محصولات لاستیکی حاوی BR در سیکلهای دینامیکی پیوسته حرارت کمتری ایجاد می کنند.علت اینکه امروزه بطور معمول BRرابا الاستومرهای دیگردر آمیزه کاری تایر مصرف می کنند کاهش حرارت حاصل از خمشهای ثابت است. بعلاوه لاستیک BR بخاطر داشتن Tg پایین، آمیزه لاستیکی را در دماهای سرد انعطاف پذیر می کند. همچنین مشخص شده که BR در مقایسه با سایر الاستومرها، مقاومت سایشی ممتازی نشان می دهد.لذا امروزه کاربرد مخلوط سیس BR و SBR در تایرها معمول شده است.SBR اصطکاک تایر را بهتر می کند و BR مقاومت پارگی و ترک برداری تایر را بهبود می بخشد.

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب

لاستیک استایرن - بوتادین

لاستیک استایرن – بوتادین (SBR)

رابر استايرن بوتادين (SBR)، يك كوپليمر از استايرن و بوتادين است. اين رابر تحت نام تجاري Buna S شناخته شده است. اگر الاستومری « همه منظوره» نامیده می شود احتمالاً SBR در مقابل سایر لاستیکها به این تعریف نزدیک تر است. الاستومر امروزه در دنیا بالاترین میزان مصرف را دارد. در مقایسه با سایر الاستومرها این لاستیک نسبتاً ارزان بوده و به مقدار زیاد مصرف می شود. مقاومت شيميايي آن مشابه رابر طبيعي است و داراي مقاومت پايين در مقابل اكسيد‌كننده‌ها، هيدروكربن‌ها و روغن‌هاي معدني است. از اين رو از نظر شيميايي مزيت خاصي نسبت به ديگر رابرها ندارد اين رابر در تاير اتومبيل، تسمه‌ها، واشرها، لوله‌هاي خرطومي و ديگر محصولات متنوع استفاده مي‌شود. SBR به تنهایی استحکام کششی ضعیفی دارد، با این وجود وقتی با دوده و روغن به طور مؤثر آمیزه کاری شود خواص فیزیکی آن بسیار بهبود می یابد. SBR به طور معمول 23درصد پیوند کربنی استایرنی دارد، ولی میزان آن می تواند از 20 تا 50 درصد باشد هر چه میزان استایرن افزایش پیدا کند خاصیت ارتجاعی آن کاهش می یابد.
باید توجه داشت که اساساً دو نوع پلیمریزاسیون امولسیون برای SBR وجود دارد. یک نوع با عنوان داغ و نوع دیگر با عنوان سردمشخص می شوند. SBR داغ با پلیمریزاسیون امولسیون رادیکال آزاد در 50 درجه سانتيگراد بدست می آید، در صورتی که نوع سرد آن از پلیمریزاسیون امولسیون در 5 درجه سانتيگراد و با استفاده از یک سیستم شروع کننده رادیکال آزاد بسیار فعال حاصل می شود. SBR داغ در جریان جنگ جهانی دوم توسعه پیدا کرد ولی پس از جنگ در سال 1954 SBR سرد به عنوان محصولی اصلاح شده معرفی گردید. SBR سرد مقاومت سایشی و پارگی بهتر و نیز استحکام کششی و ماجولس بالاتری از SBR داغ نشان می دهد. در بعضی موارد به خاطر جرم مولکولی زیاد تر فرآیند آن مشکل می شود. لذا SBR سرد معمولاً در ابتدا به فرم batch منبسط شده با روغن ساخته می شود ( روغن قبل از انعقاد به لاتکس اضافه می شود ) تا به فرآورش بعدی در کارخانه کمک کند. بعضی مواقع دوده نیز به صورت دوغاب قبل از انعقاد به آن افزوده می شود.

انستیتو بین المللی تولید کنندگان لاستیک مصنوعی، SBR را با عناوین زیر مشخص می کند:

1000 :پلیمر داغ
1100 :پلیمر داغ حاوی دوده و پیمانه اصلی
1500 :پلیمر سرد
1600 :پلیمر سرد حاوی دوده در پیمانه اصلی
1700 :پلیمر سرد حاوی روغن در پیمانه اصلی
1800 :پلیمر سرد حاوی روغن-دوده در پیمانه اصلی

نوع سوم SBR که امروزه مصرف می شود معمولا از فرآیند پلیمریزاسیون محلول و با استفاده از کاتالیزور آلکیل لیتیوم بدست می آید. این نوع در دهه 1960 به بازار آمد ولی بخاطر گرانتر بودن، مصرف بسیار محدودی دارد.با این وجود SBR حاصل از فرآیند محلول نسبت به SBR حاصل از فرایند امولسیون مزایایی دارد.اولاً این نوع، میزان وینیل با آرایش سیس بسیار بیشتری دارد.( در SBR امولسیونی، میزان آرایش سیس معمولا بین 8 تا 15درصد می باشد).ثانیا توزیع جرم مولکولی این نوع بسیار باریکتر از SBR امولسیونی نوع داغ و سرد می باشد.از این رو خواص فیزیکی ممتازی دارد،ولی SBR امولسیونی در هنگام آسیاب کردن بهتر فرآیند می شود.SBR حاصل از فرآیند محلول، واحد های استایرن و بوتادین را به صورت هردمبیل در خود دارد و می تواند در تایر مصرف گردد، ولی SBR حاصا از فرآیند محلول به صورت بلوک چنین نیست.SBR حاصل از فرآیند محلول و به صورت بلوک معمولا در قالبگیری تزریقی و چسب مصرف می گردد.

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب

لاستیک طبیعی

لاستیک طبیعی (NR)

رابر طبيعي (گاهي كائوچو ناميده مي‌شود) يا سيس 1، 4- پلي‌ايزوپرن داراي منومر اوليه سيس 1، 4- ايزوپرن است. این الاستومر از انعقاد شیرۀ درختان لاستیک (Heva Brasiliensis)، که اغلب در جنوب شرقی آسیا به عمل می آیند (%85 لاستیک دنیا از این ناحیه تأمین می شود). قبل از سال 1930 لاستیک طبیعی تنها لاستیک مورد مصرف تجاری بود. رنگهاي دلخواه مي‌تواند با تركيب رنگدانه‌هاي مناسب (به عنوان مثال، قرمز: اكسيد آهن، سياه: كربن، سياه و سفيد: اكسيد روي) حاصل شود. امروزه یک سوم کل الاستومر مصرفی را این لاستیک تشکیل می دهد که دو سوم آن در تولید تایر به کار می رود. درصد مصرفی فوق احتمالاً در آینده ای قابل پیش بینی کاهش عمده ای نخواهد داشت چون لاستیک طبیعی نسبت به سایر لاستیکهای مصنوعی از یک سری مزایای بی نظیر برخوردار است. یکی از این مزایا چسبندگی ساختاری فوق العاده آن نسبت به سایر لاستیکهای مصنوعی می باشد. این کیفیت چسبندگی لاستیک طبیعی در ساخت محصولات لاستیکی مختلف از اجزاء لاستیکی پخت نشده ضروری می باشد. دومین مزیت آن است که لاستیک طبیعی یکی از چند الاستومری است که موقع کشیده شدن متبلور می گردد ( در هنگام رهایش مانند بسیاری از الاستومرها حالت آمورف زیادی دارد). این خاصیت باعث می شود آمیزه های صمغی لاستیک،استحکام کششی خوبی را داشته باشد (آمیزه های بدون دوده و یا پر کننده). اکثر الاستومرها مثل– SBR- باید در آمیزه خود دوده داشته باشد تا استحکام کششی و ماجولس قابل قبولی پیدا کنند. سومین ویژگی مهم لاستیک طبیعی نسبت به الاستومرهای دیگر داشتن خواص دینامیکی فوق العاده است، چون در حالت پخت شده خاصیت ارتجاعی بسیار زیادی دارد. به خاطر داشتن خاصیت ارتجاعی بسیار زیاد، در سیکل تنشهای تغییر شکلی، انرژی جنبشی به صورت حرارتی کمتر هدر می رود. در نتیجه، محصولاتی که تحت سیکلهای تغییر شکل ثابت قرار می گیرند ( مانند تایرها ) حرارت کمتری ایجاد می کنند. و محصولاتی که تحت شرایط دینامیکی فوق از لاستیک طبیعی ساخته می شوند در مقایسه با محصولات ساخته شده از لاستیکهای مصنوعی احتمال کمتری برای شکسته شدن دارند.
البته لاستیک طبیعی معایب مهمی نیز دارد. یکی از این معایب آن است که لاستیک طبیعی زاتاً خواص فرسودگی ضعیفی دارد. بر اثر حرارت، عوامل محیطی و حمله ازن فرسوده می شود. آمیزۀ لاستیک طبیعی در اثر فرسوده شدن نرم گشته و ترک بر می دارد. باید یک ضد تخریب قوی برای آن به کار برد. در برابر حمله روقن نیز مقاومت ضعیفی دارد.
بطور كلي، رابرهاي طبيعي از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قليا و نمكها مقاوم هستند. رابر طبيعي، براحتي توسط مواد شيميايي اكسيد‌كننده، اكسيژن اتمسفري، ازن، روغن‌ها، بنزن و ستن‌ها مورد حمله قرار گرفته وغالباً داراي مقاومت شيميايي كم در مقابل نفت و مشتقات آن و بسياري مواد شيميايي آلي هستند، بطوري كه در معرض آنها نرم مي‌شوند. علاوه بر اين، در مقابل تابش اشعه UV (به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) بسيار حساس هستند. در مجموع اين ماده براي كاربردهايي كه به مقاومت سايشي، مقاومت الكتريكي و خواص جذب ضربه يا ارتعاش نياز دارند، بسيار مناسب است. با وجود اين، به واسطه محدوديت مكانيكي رابر طبيعي، و همچنين بسياري رابرهاي مصنوعي، توسط ولكانيزاسيون و تركيب با افزودنيهاي ديگر اين مواد به محصولات پايدارتر و سخت‌تر تبديل مي‌شوند. فرآيند ولكانيزاسيون شامل اختلاط رابر طبيعي يا مصنوعي خام با 25 درصد وزني سولفور و حرارت مخلوط در 150 درجه سانتيگراد است. مواد رابر حاصله به واسطه واكنش‌هاي زنجيري بين رشته‌هاي كربن مجاور به مراتب سخت‌تر و قوي‌تر از مواد اوليه هستند. بنابراين، كاربردهاي صنعتي رابر طبيعي ولكانيزه شده شامل مواردي نظير: پوشش داخلي پمپ‌ها، شيرها، لوله‌ها، خرطومي‌ها و اجزاي ماشين كاري است.

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب