عوامل ولکانش (پخت) در صنایع لاستیک و آمیزه کاری
این مواد برای ولکانش ضروری هستند چون بدون آنها هیچگونه بهبودی در خواص فیزیکی آمیزه های لاستیکی، که این مواد مسئول واکنش های شیمیایی تشکیل دهنده پیوند های عرضی آنها می باشند، حاصل نمی گردد. برحسب جنس لاستیک و کاربرد آن از انواع مختلف عوامل ولکانش استفاده می شود که در زیر به آنها اشاره شده است:
1) گوگرد و عناصر مربوط
پرمصرف ترین و معمول ترین عامل پخت گوگرد می باشد که با اکثر لاستیک های غیر اشباه وارد واکنش شده و تولید محصول ولکانیزه (شبکه ای شده) می کند. گوگرد به دو شکل رومبیک و بی شکل (نامحلول) وجود دارد همچنین دو عنصر دیگر به نام های سلنیم و تلوریم نیز قادر هستند محصولات ولکانیزه تولید کنند.
به طور معمول شکل رومبیک گوگرد در ولکانیزاسیون مورد استفاده قرار می گیرد، این ماده دارای شکل حلقه 8 اتمی S[SUB]8[/SUB] می باشد. گوگرد بی شکل (آمورف) در واقع طبیعت پلیمری دارد (پلیمری نیمه پایدار با جرم مولکولی 100,000 تا 300,00) و به دلیل اینکه در اغلب حلال ها نامحلول است به آن گوگرد نا محلول نیز گفته می شود. گوگرد بی شکل (نامحلول) برای اجتناب از شکفتگی (Blooming) سطح لاستیک خام در جائیکه لازم است چسبندگی ساختمانی (Building Tack) ثابت بماند استفاده می شود، همچنین این ماده نباید در بالاتر از 100 ـ 105 درجه سانتی گراد فرآیند شود. هر دو شکل گوگرد به صورت تجاری همراه با مقدار کمی از مواد دیگر (دوده، کربنات منیزیم و غیره) در دسترس می باشند.
سلنیم و تلوریم در جائیکه مقاومت حرارتی عالی مورد نیاز است جایگزین گوگرد می شوند. این مواد زمان پخت را کاهش داده و خواص محصول را بهبود می بخشند، همچنین باید گفت سلنیم از تلوریم فعال تر است.
2) مواد شیمیایی گوگرد زا
شتاب دهنده ها و مواد مشابه به عنوان منبع گوگردی برای ولکانیزاسیون لاستیک ها، همراه با مقداری گوگرد عنصری مورد استفاده قرار می گیرند (مقدار گوگرد بسیار کم است همچنین در مواردی ولکانیزاسیون بدون گوگرد عنصری انجام می شود.) مواد مورد استفاده برای ولکانش در دمای ولکانیزاسیون (پخت) تخریب و رادیکال آزاد می کنند که با زنجیره ها پیوند عرضی تشکیل می دهند. با استفاده از این مواد پیوند های عرضی موثر حاصل می شود که در آنها بیشتر گوگرد ترکیب شده در پیوند عرضی حاوی یک یا دو اتم گوگرد و فاقد گوگرد حلقوی می باشند. نام برخی از این مواد در زیر آمده است: تترا متیل تیورام دی سولفید (TMTD)، دی پنتا متیلن تیورام هگزا سولفید، دی مورفونیل دی سولفید، دی بوتیل زانتوژن دی سولفید، آلکیل فنل دی سولفید اما باید گفت در حال حاضر این مواد از مواد معمولی برای پخت گرانتر هستند و در موارد خاص از آنها استفاده می شود.
3) پخت بدون گوگرد
خود به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
این مواد برای ولکانش ضروری هستند چون بدون آنها هیچگونه بهبودی در خواص فیزیکی آمیزه های لاستیکی، که این مواد مسئول واکنش های شیمیایی تشکیل دهنده پیوند های عرضی آنها می باشند، حاصل نمی گردد. برحسب جنس لاستیک و کاربرد آن از انواع مختلف عوامل ولکانش استفاده می شود که در زیر به آنها اشاره شده است:
1) گوگرد و عناصر مربوط
پرمصرف ترین و معمول ترین عامل پخت گوگرد می باشد که با اکثر لاستیک های غیر اشباه وارد واکنش شده و تولید محصول ولکانیزه (شبکه ای شده) می کند. گوگرد به دو شکل رومبیک و بی شکل (نامحلول) وجود دارد همچنین دو عنصر دیگر به نام های سلنیم و تلوریم نیز قادر هستند محصولات ولکانیزه تولید کنند.
به طور معمول شکل رومبیک گوگرد در ولکانیزاسیون مورد استفاده قرار می گیرد، این ماده دارای شکل حلقه 8 اتمی S[SUB]8[/SUB] می باشد. گوگرد بی شکل (آمورف) در واقع طبیعت پلیمری دارد (پلیمری نیمه پایدار با جرم مولکولی 100,000 تا 300,00) و به دلیل اینکه در اغلب حلال ها نامحلول است به آن گوگرد نا محلول نیز گفته می شود. گوگرد بی شکل (نامحلول) برای اجتناب از شکفتگی (Blooming) سطح لاستیک خام در جائیکه لازم است چسبندگی ساختمانی (Building Tack) ثابت بماند استفاده می شود، همچنین این ماده نباید در بالاتر از 100 ـ 105 درجه سانتی گراد فرآیند شود. هر دو شکل گوگرد به صورت تجاری همراه با مقدار کمی از مواد دیگر (دوده، کربنات منیزیم و غیره) در دسترس می باشند.
سلنیم و تلوریم در جائیکه مقاومت حرارتی عالی مورد نیاز است جایگزین گوگرد می شوند. این مواد زمان پخت را کاهش داده و خواص محصول را بهبود می بخشند، همچنین باید گفت سلنیم از تلوریم فعال تر است.
2) مواد شیمیایی گوگرد زا
شتاب دهنده ها و مواد مشابه به عنوان منبع گوگردی برای ولکانیزاسیون لاستیک ها، همراه با مقداری گوگرد عنصری مورد استفاده قرار می گیرند (مقدار گوگرد بسیار کم است همچنین در مواردی ولکانیزاسیون بدون گوگرد عنصری انجام می شود.) مواد مورد استفاده برای ولکانش در دمای ولکانیزاسیون (پخت) تخریب و رادیکال آزاد می کنند که با زنجیره ها پیوند عرضی تشکیل می دهند. با استفاده از این مواد پیوند های عرضی موثر حاصل می شود که در آنها بیشتر گوگرد ترکیب شده در پیوند عرضی حاوی یک یا دو اتم گوگرد و فاقد گوگرد حلقوی می باشند. نام برخی از این مواد در زیر آمده است: تترا متیل تیورام دی سولفید (TMTD)، دی پنتا متیلن تیورام هگزا سولفید، دی مورفونیل دی سولفید، دی بوتیل زانتوژن دی سولفید، آلکیل فنل دی سولفید اما باید گفت در حال حاضر این مواد از مواد معمولی برای پخت گرانتر هستند و در موارد خاص از آنها استفاده می شود.
3) پخت بدون گوگرد
خود به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
[*=right]اکسید فلزی
لاستیک های کربوکسیل دار، بوتادین، و نیتریل می توانند توسط واکنش اکسید روی با گروه های کربوکسیل پیوند عرضی تشکیل دهند که این عمل با خنثی شدن گروه های کربوکسیل و تشکیل املاح روی انجام می گیرد. پلی کلروپرن (نئوپرن) نیز بوسیله واکنش با اکسید های فلزی از جمله اکسید روی ولکانیزه می شود. در اغلب سیستم ها اکسید های فلزی بمنظور کنترل سرعت پخت و جذب کلرید های حاصل استفاده می شوند.
[*=right]مواد دو عاملی
موادی هستند که در واکنش با زنجیره های پلیمری، پل زده و با این نوع پیوند عرضی، یک شبکه سه بعدی می سازند. رزین های اپوکسی با لاستیک نیتریل، کینون دی اکسیم ها با لاستیک بیوتیل و دی آمین ها یا مواد دی سولفیدی با لاستیک فلوئورو کربن استفاده شده و پیوند های سه بعدی ایجاد می کنند.
[*=right]شتاب دهنده ها
پراکسید های آلی برای ولکانیزه کردن (پخت) لاستیک های اشباع و یا لاستیک های فاقد گروه های فعال برای تشکیل پیوند عرضی، استفاده می شوند. این عامل ولکانیزاسیون وارد زنجیره پلیمری نمی شود، بلکه رادیکالی تولید می کند که تشکیل پیوند کربن ـ کربن در زنجیره پلیمری می دهد.
در جدول زیر تعدادی از مواد غیر گوگردی آمده است:
در جدول زیر تعدادی از مواد غیر گوگردی آمده است:
| مواد | مصرف بر حسب phr |
| اکسید های فلزی | |
| اکسید روی | 5 (کلرو پرن (نئوپرن)) |
| لیتارژ | 25 (هیپالون) |
| اکسید منیزیم | 5 (کلرو پرن (نئوپرن)) |
| پنتا اریترون / اکسید منیزیم | 4.3 (هیپالون) |
| مواد دو عاملی | |
| رزین فنلیک | 12 (بیوتیل) |
| پاراکنیون دی اکسیم | 2 (بیوتیل) |
| هگزا متیلن دی آمین کاربامات | کمتر تر 1.5 (فلوئورو الاستومر) |
| پراکسید ها | |
| دی کیومیل پراکسید (40%) | 2 (سیلیکون)، 5 (یورتان) |
| 2 , 5 بیس | 2 (EPDM) |
| 2 , 5 دی متیل هگزان |
