تأثير الفلك المطاط على خصائص المنتجات المطاطية

خلاصة

تعتبر Vulcanization عملية ضرورية في عملية تصنيع المنتجات المطاطية ، وهي أيضًا عملية فريدة من نوعها في معالجة المطاط. يكتسب المطاط الخواص الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية اللازمة من خلال الفلكنة. عامل الفلكان هو مادة يمكن أن تجعل السلسلة الجزيئية المطاطية تؤدي تفاعلًا متقاطعًا ، ويجعل الجزيئات الخطية تشكل بنية شبكة ثلاثية الأبعاد ، وتقلل من اللدونة ، وزيادة قوة العامل المرن. أكاسيد المعادن (MGO/ZNO) ، البيروكسيدات (2،5-ديميثيل -2،5-di-tert-butylperoxyhexane ، يشار إليها باسم مزدوجة -25) ، الكبريت ، الثيوسيانات (آثار Tcy) أربعة أنظمة فلكانية على خصائص الفلكنة ، والخصائص الفيزيائية والميكانيكية. أظهرت النتائج أن أنظمة الفلكانية الأربعة المختارة يمكن أن تضعف النيوبرين بشكل جيد.

جدول المحتويات

1. مقدمة

2. التغييرات في بنية وخصائص المطاط أثناء الفلكنة

2.1 التغييرات في الخواص المادية والميكانيكية

2.2 التغييرات في الخصائص الفيزيائية

2.3 التغييرات في الاستقرار الكيميائي

3. عامل الفلكنة

4. أمثلة

5. الخلاصة

الكلمات الرئيسية: الفلكنة ، خصائص الفلكنة ، نظام الفلكنة ، النيوبرين

1. مقدمة ：

الفلكنة هي العملية الأكثر أهمية في عملية إنتاج المنتجات المطاطية. خلال هذه العملية ، خضع المطاط لسلسلة من التغييرات الفيزيائية والكيميائية ، وتم تحسين خصائصه الفيزيائية والميكانيكية والخصائص الكيميائية ، مما يجعل المواد المطاطية قيمة مفيدة. لذلك ، فإن الفلكنة ذات أهمية كبيرة لتطبيق المطاط ومنتجاته.

الفلكنة هي عملية تفاعل الارتباط المتقاطع الكيميائي لسلاسل الجزيئات المطاطية تحت درجة حرارة معينة وضغط وظروف زمنية. عملية الفلكنة لها تأثير حاسم على خصائص المرات المطاطية. على وجه الخصوص ، تختلف قوة الشد والصلابة والمرونة والخصائص المضادة للسرقة بشكل كبير خلال عملية الفلكنة. يرتبط حجم هذا التغيير باختيار المساعدين الفلكية المضافة إلى المطاط لإنتاج الفلكنة وظروف الفلكنة. تتغير الخصائص الأخرى مثل قوة الشد ، وضيق الهواء ، والثني في درجة الحرارة المنخفضة ، وخصائص العزل الكهربائي قليلاً نسبيًا عندما تتغير درجة الفلكنة.

2. التغييرات في بنية وخصائص المطاط أثناء الفلكنة ：

قبل الفلكنة ، يكون جزيء المطاط عبارة عن بنية خطي في شكل ممتلئ ، وسلسلةها الجزيئية لها استقلال الحركة. تتفاعل الجزيئات الكبيرة مع بعضها البعض بواسطة قوة فان دير فال. عندما تتعرض للقوة الخارجية ، يكون الجزء الجزيئي الجزيئي عرضة للإزاحة. من حيث الأداء ، يظهر تشوهًا كبيرًا ، ولدونة كبيرة ، وقوة منخفضة وقابلية للذوبان. بعد الفلكنة ، يتم ربط الجزيئات الكبيرة المطاطية في بنية الشبكة ، وهناك رابطة تكافؤ رئيسية بين السلاسل الجزيئية ، بحيث تقتصر الحركة النسبية للسلاسل الجزيئية إلى حد ما. في ظل عمل القوة الخارجية ، ليس من السهل إنتاج إزاحة كبيرة ، وتناقص التشوه ، ويزيد القوة ، وفقد قابلية الذوبان ، ويمكن أن يكون التورم محدودًا فقط.

أثناء عملية الفلكنة للمطاط ، يتغير بنيته الجزيئية بشكل مستمر ، على سبيل المثال ، تزداد كثافة التشابك تدريجياً خلال فترة زمنية معينة. في الواقع ، يكون التفاعل الكيميائي الذي يحدث أثناء الفلكنة أكثر تعقيدًا ، ويتم ردود الفعل المتقاطعة والتدهور. تفاعل الارتباط المتقاطع يجعل جزيئات المطاط في بنية الشبكة ، وتفاعل التحلل يكسر روابط جزيئات المطاط. في المرحلة المبكرة من الفلكنة ، فإن التشابك هو الدعامة الأساسية ، وزيادة كثافة التشابك. إلى حد ما ، يزداد تفاعل التحلل ، وتنخفض كثافة التشابك. يؤثر تغيير التركيب الجزيئي المطاطي أثناء الفلكنة بشكل كبير على خصائص المطاط.

2.1 التغيرات في الخواص المادية والميكانيكية ：

الخصائص المادية والميكانيكية للمنتجات المطاطية هي انعكاس للتفاعل بين التركيب الجزيئي وعوامل التعقيد المشتتة في الداخل. أثناء عملية الفلكنة ، يتغير التركيب الجزيئي ، وتتغير الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمطاط أيضًا. بطبيعة الحال ، فإن المطاط مع هياكل مختلفة لها اتجاهات مختلفة في الخواص المادية والميكانيكية أثناء عملية الفلكنة. خلال عملية الفلكنة للمطاط الطبيعي ، حيث تتغير الجزيئات الكبيرة الخطية تدريجياً إلى بنية الشبكة ، تتناقص اللدونة ، وتنخفض قوة الشد والقوة والصلابة والمرونة ، في حين أن الاستطالة ، والتشوه الدائم ، وتوليد حرارة التعب ، وما إلى ذلك. ومع ذلك ، إذا تم أطول وقت الفلكنة ، فإن قوة الشد والمرونة ستنخفض تدريجياً ، وستزداد الاستطالة والتشوه الدائم بدلاً من ذلك. بالنسبة للمطاطات الاصطناعية مثل مطاط الستايرين-البوتاديين ، ومطاط CIS-Butadiene ، ومطاط النتريل ، فإن الخواص الفيزيائية والميكانيكية لها تغييرات مماثلة أثناء عملية الفلكنة ، ولكن مع استمرار وقت الفلكنة ، تكون التغييرات في خصائص مختلفة مسطحة نسبيًا ، مثل القوة وغيرها من الخصائص. بعد الوصول إلى أقصى قيمة ، يمكن الحفاظ عليها لفترة طويلة.

2.2 التغييرات في الخصائص الفيزيائية:

خلال عملية الفلكنة من المطاط ، تتغير كثافة الوصلات المتقاطعة بشكل كبير. مع زيادة كثافة التشابك ، تزداد كثافة المطاط ، ومن الصعب على الجزيئات الصغيرة مثل الغازات والسوائل تتحرك في المطاط. التغير العياني هو تقليل نفاذية الهواء ونفاذية الماء ، وزيادة الكتلة الجزيئية النسبية بعد التشابك ، مما يجعل من الصعب على جزيئات المذيبات التحرك في المطاط. يوجد بين الجزيئات المطاطية ، والمذيبات التي تم إدراكها المجهري التي يمكن أن تحل المطاط الخام يمكن أن تضخم فقط الفلكاني ، وكلما زادت درجة الارتباط المتقاطع ، كلما كان التورم أصغر. يعمل الفلكنة أيضًا على تحسين الاستقرار الحراري ومدى درجة حرارة الخدمة للمطاط.

2.3 التغييرات في الاستقرار الكيميائي:

أثناء عملية الفلكنة ، يحدث رد فعل الارتباط المتقاطع دائمًا على المجموعات أو الذرات ذات النشاط الكيميائي العالي نسبيًا. هذه الأماكن هي الروابط الضعيفة حيث يكون المطاط عرضة لتفاعل الشيخوخة. بعد الفلكنة ، يحدث الارتباط المتقاطع في هذه الأماكن ، يتغير التركيب الجزيئي ، ويحدث الشيخوخة. من الصعب تنفيذ رد الفعل. بعد أن يشكل المطاط بنية شبكة ، يصعب انتشار انتشار الجزيئات المنخفضة ، ويصعب نشر الجذور الحرة التي تسبب شيخوخة المطاط ، مما يحسن الاستقرار الكيميائي للمطاط.

3. عامل الفلكنة ：

وكيل الفلكان ، المعروف أيضًا باسم وكيل التشابك ، يُعرف أيضًا باسم وكيل الجسر في الصناعة. يمكن أن يجعل الوصلة المتقاطعة للسلسلة الجزيئية المطاطية ، وجعل الجزيئات الخطية تشكل بنية شبكة ثلاثية الأبعاد ، وتقلل من اللدونة ، وزيادة قوة العامل المرن. باستثناء بعض المطاط بالحرارة التي لا تتطلب الفلكنة والمطاط الطبيعي والمختلف المطاط الاصطناعية تحتاج إلى أن تكون متعددة مع عوامل الفلكانية. بعد التثقيب ، يتمتع المطاط قيمة استخدام قيمة ، ويتم تحسين خصائصه الميكانيكية بشكل كبير.

تنقسم عوامل الفلكنة إلى فئتين: غير عضوي وعضوي. تشمل العوامل الفلكية غير العضوية الكبريت ، أحادي كلوريد الكبريت ، السيلينيوم ، التلوريوم ، إلخ

تشمل عوامل الفلك المطاطية الكبريت الأولي والسيلينيوم والتيلوريوم والمركبات التي تحتوي على الكبريت والبيروكسيدات ومركبات الكينون ومركبات الأمين ومركبات الراتنج وأكاسيد المعادن والاسيوسيوسيانات. الأكثر استخدامًا هي المركبات الأولي والكبريت التي تحتوي على الكبريت.

عامل الفلكنة مناسب لجميع أنواع المطاط المطاطي والمطاط الطبيعية ، ويمكن استخدام أصناف عامل فلكانية مختلفة معًا وفقًا للاحتياجات.

على سبيل المثال ، يحتوي عامل PDM الفلكاني على الاسم الكيميائي N ، N'-M-Phenylene Bismaleimide. إنه مضافة مطاطية متعددة الوظائف ، والتي يمكن استخدامها كعامل فلكان في عملية معالجة المطاط ، كعامل تدوين في نظام بيروكسيد ، كعامل مضاد للدولة ومسار ، وهو مناسب للمطاط للأغراض العامة. ، هي أيضا مناسبة للأنظمة المطاطية والمطاط والبلاستيك الخاصة. في المطاط الطبيعي ، عند الجمع بين الكبريت ، يمكن أن يمنع انتعاش الفلكنة ، ويحسن مقاومة الحرارة ، ويقلل من توليد الحرارة ، ومضادة الشيخوخة ، وتحسين الالتصاق بين المطاط والحبل ومعامل الفلكاني. يستخدم في مطاط الكتف الإطارات الشاحنة ، والطبقة العازلة والمطاط الأخرى ، ويمكنه حل مشكلة إفراغ الكتف من إطارات الشاحنات المتحيزة ، ويمكن استخدامها أيضًا في منتجات مطاطية طبيعية كبيرة الحجم وسميكة ومختلف المنتجات المتنوعة المطاطية.

4. أمثلة ：

مناقشة: تأثير نظام الفلكنة على خصائص النيوبرين الفلكية

كمطاط للأغراض العامة ، فإن النيوبرين له خصائص جسدية وميكانيكية جيدة ، بالإضافة إلى مقاومة شيخوخة ممتازة ، ومقاومة اللهب ، والمقاومة الكيميائية ، ومقاومة الزيت. عادةً ما يتم فرض مطاط النيوبرين باستخدام أكاسيد المعادن (أكسيد الزنك/أكسيد المغنيسيوم أو أكسيد الرصاص) ، وأحيانًا يتم استخدام مسرعات عضوية (مثل مركبات الثيوريا) لتحسين سرعة الفلكنة ودرجة المتبادل.

لا يمكن للبيروكسيد أن يضعف المطاط في سلسلة الكربون المشبعة ومطاط غير متجانسة فحسب ، بل أيضًا فاشله مطاط سلسلة الكربون غير المشبع. تتشكل الرابطة الفردية للكربون والكربون أثناء عملية الفلكنة ، وطاقة الرابطة عالية ، ولا يتم إنتاج أي مواد قابلة للذوبان أثناء عملية التفاعل ، ويكون الفلكانية مقاومة جيدة للمياه ، مثل البيروكسيد (2،5-dimethyl-2،5- di-tert-butylperoxide) سائل أو ماهية بشكل عام.

الكبريت كعامل فلكان لمطاط الكلوروبرين لا يزال أقل درسا في الوقت الحاضر. والسبب هو أن النظرية التقليدية تعتقد أن ذرات الكلور القطبية متصلة بالروابط المزدوجة للسلسلة الرئيسية لجزيئات CR المطاطية ، والتي تجذب الإلكترونات النشطة على الروابط المزدوجة. ، تقليل نشاط الرابطة المزدوجة والتفاعلية ، وكذلك تقليل نشاط ذرات hydrogen ، لذلك عمومًا لا تستخدم مطاط الكبريت الفلكان. في هذه الدراسة ، تم استخدام نظام الكبريت والمعجل كنظام فلكنة لمطاط CR ، والنتيجة هي أن الفلكانية لها أداء أفضل.

يمكن لأحماض الثيوسيانيك (TCY) أن يتجول في روابط المطاط الذي يحتوي على ذرات الهالوجين ، ويستخدم بشكل أساسي كعامل ربط متقاطع لمطاط الأكريليت ، البولي إيثيلين المصور الكلور ، وما إلى ذلك ، وهناك عدد قليل جدًا من التقارير حول استخدامه كعامل ترتيب متقاطع CR [1].

ما يلي يناقش آثار العديد من العوامل الفلكية على خصائص الفلكنة ، والخصائص المادية والميكانيكية ، ومقاومة شيخوخة الحرارة ، وكثافة التشابك ومجموعة ضغط درجة الحرارة العالية لمطاط النيوبرين لتوفير المرجع للإنتاج الفعلي.

5. الخلاصة

(1) MGO/ZNO ، بيروكسيد ، الكبريت و TCY يمكن أن يدرك جميع الفلكن من المطاط CR. من بينها ، بيروكسيد وكبريت الفلكنة بشكل أسرع ، والآخران أبطأ ؛

(2) تتمتع الكبريت الفلكنة CR Vulcanizate بأفضل الخصائص الميكانيكية ، لكن خصائصها في الشيخوخة ليست جيدة ؛ يمكن للخصائص الميكانيكية لـ Tcy و Peroxide Vulcanizates الوصول إلى مستوى أكاسيد المعادن التقليدية ، ومقاومة شيخوخة الحرارة جيدة جدًا. ؛ الخصائص الميكانيكية الشاملة لفرع أكسيد المعادن هي الأفضل ؛

(3) الكثافة المتشابكة الظاهرة للبركانيات لأنظمة الفلك الأربعة لا تختلف كثيرًا ؛

(4) مجموعة ضغط الفلكانية التي تحتوي على TCY هي الأفضل ، والكبريت فقير.