วัสดุยืดหยุ่นที่ได้จากยางวัลคาไนซ์ ยาง (ผลิตภัณฑ์ยางวัลคาไนซ์) ปูนซีเมนต์สำหรับการวัลคาไนซ์

Rubber Rubber (มาจากภาษาละติน resina "resin") วัสดุยืดหยุ่นที่ได้จากการวัลคาไนซ์ของยางยางยางธรรมชาติหรือสังเคราะห์ที่มีลักษณะความยืดหยุ่นการกันน้ำและคุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าซึ่งยางและ ebonites ได้มาจากการวัลคาไนซ์

ใช้สำหรับการผลิตยางสำหรับยานพาหนะซีลท่อสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ครัวเรือนและสุขอนามัย ฯลฯ โดยการวัลคาไนซ์ซึ่งได้จากยางธรรมชาติหรือยางสังเคราะห์โดยการวัลคาไนซ์ - ผสมกับสารวัลคาไนซ์ (โดยปกติจะมีกำมะถัน) ตามด้วยการให้ความร้อน

ประวัติความเป็นมาของยางพาราเริ่มต้นด้วยการค้นพบทวีปอเมริกา ประชากรพื้นเมืองในอเมริกากลางและอเมริกาใต้ซึ่งเก็บน้ำนมจากต้นยาง (hevea) ได้รับยางพารา โคลัมบัสยังให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าลูกบอลเสาหินหนักที่ทำจากมวลยางยืดสีดำที่ใช้ในเกมของชาวอินเดียจะเด้งได้ดีกว่าลูกหนังที่ชาวยุโรปรู้จัก

นอกจากลูกบอลแล้วยางยังใช้ในชีวิตประจำวัน: ทำอาหารปิดผนึกก้นพายสร้าง "ถุงน่อง" กันน้ำยางยังใช้เป็นกาว: ใช้มันชาวอินเดียติดขนนกเข้ากับร่างกายเพื่อตกแต่ง แต่ข้อความของโคลัมบัสเกี่ยวกับสารที่ไม่รู้จักซึ่งมีคุณสมบัติผิดปกติยังไม่มีใครสังเกตเห็นในยุโรป แม้ว่าจะไม่ต้องสงสัยเลยว่าผู้พิชิตและผู้ตั้งถิ่นฐานกลุ่มแรกของโลกใหม่ใช้ยางอย่างกว้างขวาง

ยุโรปเริ่มคุ้นเคยกับยางพาราอย่างแท้จริงในปี 1738 เมื่อนักเดินทางช. โคดามินซึ่งเดินทางกลับจากอเมริกาได้นำเสนอตัวอย่างยางให้กับสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสและสาธิตวิธีการได้มา ครั้งแรกไม่มีการใช้ยางในยุโรป

การใช้งานครั้งแรกและครั้งเดียวเป็นเวลาประมาณ 80 ปีคือการทำยางลบเพื่อลบรอยดินสอบนกระดาษ ความแคบของการใช้ยางเกิดจากการแห้งและแข็งตัวของยางในปีพ. ศ. 2366 Charles Mackintosh นักเคมีและนักประดิษฐ์ชาวสก็อตพบวิธีคืนความยืดหยุ่นให้กับยาง นอกจากนี้เขายังประดิษฐ์ผ้ากันน้ำที่ได้จากการชุบผ้าหนาแน่นด้วยสารละลายยางในน้ำมันก๊าด ผ้านี้ใช้ทำเสื้อกันฝนกันน้ำ (ชื่อเล่นว่า "แมคอินทอช" ตามชื่อผู้ประดิษฐ์ผ้า) กาโลเชสถุงไปรษณีย์กันน้ำ

ในปีพ. ศ. 2382 ชาร์ลส์กู๊ดเยียร์นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันได้ค้นพบวิธีที่จะทำให้อุณหภูมิคงความยืดหยุ่นของยางโดยการผสมยางดิบกับกำมะถันแล้วให้ความร้อน วิธีนี้เรียกว่าวัลคาไนเซชันและอาจเป็นกระบวนการพอลิเมอไรเซชันทางอุตสาหกรรมขั้นแรก ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการวัลคาไนซ์ได้รับการตั้งชื่อว่ายางหลังจากการค้นพบของกู๊ดเยียร์ยางถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมเครื่องกลเป็นซีลและปลอกแขนแบบต่างๆและในวิศวกรรมไฟฟ้าที่เพิ่งเกิดใหม่ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่มีความต้องการวัสดุยืดหยุ่นที่เป็นฉนวนที่ดีสำหรับการผลิตสายเคเบิลกระบวนการวัลคาไนเซชัน

วิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมไฟฟ้าที่กำลังพัฒนาและต่อมาอุตสาหกรรมรถยนต์บริโภคยางมากขึ้นเรื่อย ๆ สิ่งนี้ต้องการวัตถุดิบมากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นในทวีปอเมริกาใต้สวนยางพาราจำนวนมากจึงเริ่มเกิดขึ้นและมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วทำให้พืชเหล่านี้ปลูกพืชเชิงเดี่ยว ต่อมาศูนย์กลางของการเพาะปลูกยางพาราได้ย้ายไปที่อินโดนีเซียและซีลอน

หลังจากมีการใช้ยางพารากันอย่างแพร่หลายและแหล่งที่มาของยางพาราตามธรรมชาติไม่สามารถรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นได้จึงเห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องหาฐานวัตถุดิบทดแทนในรูปแบบของสวนยาง ปัญหาดังกล่าวทวีความรุนแรงขึ้นจากการที่หลายประเทศผูกขาดพื้นที่เพาะปลูก (ประเทศหลักคือบริเตนใหญ่) นอกจากนี้วัตถุดิบยังมีราคาค่อนข้างแพงเนื่องจากความลำบากในการปลูกยางพาราและการรวบรวมยางพาราและต้นทุนการขนส่งที่สูง การค้นหาวัตถุดิบทางเลือกทำได้ 2 วิธีคือค้นหาพืช - พืชยางพาราที่สามารถเพาะปลูกได้ในสภาพอากาศกึ่งเขตร้อนและเขตอบอุ่นการผลิตยางสังเคราะห์จากวัตถุดิบที่ไม่ใช่พืช

การผลิตยางสังเคราะห์เริ่มพัฒนาอย่างเข้มข้นในสหภาพโซเวียตซึ่งกลายเป็นผู้บุกเบิกในด้านนี้ เนื่องจากการขาดแคลนยางพาราอย่างเฉียบพลันสำหรับอุตสาหกรรมที่กำลังพัฒนาอย่างเข้มข้นการขาดยางธรรมชาติที่มีประสิทธิภาพในสหภาพโซเวียตและข้อ จำกัด ในการจัดหายางจากต่างประเทศเนื่องจากกลุ่มผู้ปกครองของบางประเทศพยายามขัดขวางการเป็นอุตสาหกรรมของสหภาพโซเวียต ปัญหาในการจัดตั้งการผลิตยางสังเคราะห์ในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ได้รับการแก้ไขเรียบร้อยแล้วแม้ว่าผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศบางคนยังสงสัย

ยางสำหรับงานทั่วไปใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ธรรมชาติของยางมีความสำคัญและไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปยางสำหรับงานพิเศษมีขอบเขตที่แคบกว่าและใช้ในการถ่ายทอดผลิตภัณฑ์ทางเทคนิคที่เป็นยาง (ยางสายพานพื้นรองเท้า ฯลฯ ) คุณสมบัติที่กำหนดเช่นความต้านทานการสึกหรอความต้านทานต่อน้ำมันความต้านทานการแข็งตัวเพิ่มการยึดเกาะบนถนนเปียกเป็นต้น

คุณสมบัติหลักของสไตรีนบิวทาไดอีนคือมีความแข็งแรงสูงทนต่อการฉีกขาดยืดหยุ่นและทนต่อการสึกหรอยางชนิดนี้ถือเป็นยางเอนกประสงค์ที่ดีที่สุดเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในการทนต่อการขัดถูสูงและมีการบรรจุในเปอร์เซ็นต์ที่สูงซึ่งใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ยางส่วนใหญ่ (รวมถึงการผลิตหมากฝรั่ง)

ข้อได้เปรียบหลักของยางที่ทำจากยางบิวทิลคือความต้านทานต่อการกระทำของสื่อที่มีฤทธิ์รุนแรงหลายชนิดเช่นด่างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์น้ำมันพืชบางชนิดและคุณสมบัติเป็นฉนวนสูง พื้นที่ที่สำคัญที่สุดของการใช้ยางบิวทิลคือการผลิตยางรถยนต์ นอกจากนี้ยางบิวทิลยังใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ยางต่างๆที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและสื่อที่ก้าวร้าวผ้าที่ทำจากยาง

หนึ่งในหลาย ๆ ด้านของการใช้งานคือการปูพื้นสำหรับกีฬากลางแจ้งและสนามเด็กเล่นยางเอทิลีน - โพรพิลีนเหมาะสำหรับการผลิตท่อ, ฉนวน, แผ่นกันลื่น, ที่สูบลมยางเหล่านี้มีข้อเสียที่สำคัญสองประการ ไม่สามารถผสมกับยางทั่วไปอื่น ๆ และไม่ทนต่อน้ำมัน

[-CH2-CH \u003d CH-CH2-] n - [-CH2-CH (CN) -] m ยางไนไตรล์บิวทาไดอีนเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากโคพอลิเมอไรเซชันของบิวทาไดอีนกับอะคริโลไนไตรล์ที่ดีมากความต้านทานน้ำมันและน้ำมันเบนซิน ถึงตัวทำละลายคาร์บอนความต้านทานต่อด่างและตัวทำละลายช่วงการทำงานกว้าง: ตั้งแต่ -57 ° C ถึง + 120 ° C ความต้านทานต่อโอโซนแสงแดดและสารออกซิแดนท์ตามธรรมชาติไม่ดีความต้านทานต่อตัวทำละลายออกซิไดซ์ไม่ดี

ยางคลอโรพรีนตกผลึกเมื่อยืดเนื่องจากยางที่มีความแข็งแรงสูง ใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง: สายพานลำเลียง, สายพาน, แขนเสื้อ, ท่อ, ชุดดำน้ำ, วัสดุฉนวนไฟฟ้า พวกเขายังผลิตปลอกสายไฟและสายเคเบิลเคลือบป้องกัน กาวและน้ำยางคลอโรพรีนมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมอย่างมากยางคลอโรพรีนซึ่งมีมวลสีเหลืองอ่อนที่ยืดหยุ่นได้

ยางไซล็อกเซนมีคุณสมบัติที่ไม่เหมือนใคร ได้แก่ ความต้านทานความร้อนความเย็นและไฟที่เพิ่มขึ้นความต้านทานต่อการสะสมของการเสียรูปของการบีบอัดที่เหลือ ฯลฯ พวกเขาถูกนำมาใช้ในด้านเทคโนโลยีที่สำคัญมากและต้นทุนที่ค่อนข้างสูงจะให้ผลกับอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าเมื่อเทียบกับยางที่ใช้ ยางไฮโดรคาร์บอน

สารสังเคราะห์หรือสารธรรมชาติที่มีความยืดหยุ่นคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าและความต้านทานต่อน้ำเรียกว่ายาง การวัลคาไนซ์ของสารดังกล่าวผ่านปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางเคมีบางอย่างหรือภายใต้อิทธิพลของรังสีไอออไนซ์นำไปสู่การก่อตัวของยาง

ยางพาราเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ประวัติความเป็นมาของการปรากฏตัวของยางพาราในประเทศแถบยุโรปของยางพาราเริ่มต้นขึ้นเมื่อโคลัมบัสในปี 1493 ได้นำสมบัติแปลก ๆ จากทวีปใหม่เข้ามา ในหมู่พวกเขามีลูกบอลกระดอนที่น่าประหลาดใจซึ่งทำโดยชาวพื้นเมืองในท้องถิ่นจากน้ำน้ำนมชาวอินเดียเรียกน้ำผลไม้นี้ว่า "ยาง" (จาก "kau" - ต้นไม้, "chu" - น้ำตา, ร้องไห้) และใช้ในพิธีกรรม ชื่อติดอยู่ที่ราชสำนักสเปน อย่างไรก็ตามในยุโรปการมีอยู่ของวัสดุที่ผิดปกติถูกลืมไปจนถึงศตวรรษที่ 18

ความสนใจโดยทั่วไปเกี่ยวกับยางพาราเกิดขึ้นหลังจากนักเดินเรือชาวฝรั่งเศสชื่อ Ch. Condamine ในปี 1738 ได้นำเสนอวัสดุยืดหยุ่นบางชนิดให้กับนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งปารีสตัวอย่างผลิตภัณฑ์จากมันคำอธิบายและวิธีการสกัด สิ่งเหล่านี้ C. Condamine นำมาจากการเดินทางไปอเมริกาใต้ ที่นั่นชาวพื้นเมืองทำของใช้ต่างๆในบ้านจากเรซินของต้นไม้พิเศษ สารนี้เรียกว่า "ยาง" จาก lat resina - "เรซิน" นับจากนั้นการค้นหาวิธีการใช้สารนี้ก็เริ่มขึ้น

ยางพาราคืออะไร?

อย่างไรก็ตามมีความเหมือนกันเล็กน้อยระหว่างชื่อ resina และแนวคิดที่เรารับรู้เนื้อหานี้ในปัจจุบัน ท้ายที่สุดเรซินต้นไม้เป็นเพียงวัตถุดิบสำหรับยางพาราเท่านั้น

การวัลคาไนซ์ของยางทำให้สามารถปรับปรุงคุณภาพได้อย่างมีนัยสำคัญทำให้มีความยืดหยุ่นแข็งแรงและทนทาน กระบวนการนี้ทำให้ได้ยางหลายประเภทเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิคเทคโนโลยีและในประเทศ

คุณค่าของยางพารา

วันนี้แพร่หลายมากที่สุดในการผลิตยาง อุตสาหกรรมสมัยใหม่ผลิตยางประเภทต่างๆสำหรับยางรถยนต์การบินและยางรถจักรยาน ใช้ในการผลิตซีลทุกชนิดสำหรับชิ้นส่วนที่แยกออกได้ในอุปกรณ์ไฮดรอลิกนิวเมติกและสูญญากาศ

ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการวัลคาไนซ์ของยางด้วยกำมะถันและองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ ใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าในการผลิตเครื่องมือและเครื่องใช้ทางการแพทย์และห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้ยางชนิดต่างๆยังใช้สำหรับการผลิตสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนที่มีน้ำหนักบรรทุกสูงสำหรับหม้อไอน้ำและท่อกาวประเภทต่างๆและผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กที่มีผนังบางที่มีความแข็งแรงสูง การสังเคราะห์ยางเทียมทำให้สามารถสร้างเชื้อเพลิงจรวดแข็งบางประเภทโดยที่วัสดุนี้มีบทบาทเป็นเชื้อเพลิง

การวัลคาไนซ์ของยางคืออะไรและให้อะไร?

กระบวนการทางเทคโนโลยีของการวัลคาไนซ์เกี่ยวข้องกับการผสมยางกำมะถันและสารอื่น ๆ ในสัดส่วนที่ต้องการ ได้รับการบำบัดด้วยความร้อน เมื่อยางถูกทำให้ร้อนด้วยสารกำมะถันโมเลกุลของสารนี้จะถูกยึดติดกันด้วยพันธะกำมะถัน บางกลุ่มของพวกเขาสร้างตารางเชิงพื้นที่สามมิติเดียว

ยางประกอบด้วยโพลีไอโซพรีนไฮโดรคาร์บอน (C5H8) จำนวนมากโปรตีนกรดอะมิโนกรดไขมันเกลือของโลหะบางชนิดและสิ่งสกปรกอื่น ๆ

โมเลกุลของยางธรรมชาติสามารถมีได้ถึง 40,000 ลิงค์เบื้องต้นไม่ละลายในน้ำ แต่แตกตัวได้อย่างสมบูรณ์แบบอย่างไรก็ตามหากยางสามารถละลายในน้ำมันเบนซินได้เกือบหมดยางในนั้นก็จะบวมเท่านั้น

การวัลคาไนซ์ของวัสดุนี้ช่วยลดคุณสมบัติพลาสติกของยางปรับระดับการบวมและความสามารถในการละลายเมื่อสัมผัสโดยตรงกับตัวทำละลายอินทรีย์

กระบวนการวัลคาไนซ์ของยางทำให้วัสดุที่ได้มีคุณสมบัติแข็งแรงขึ้น ยางที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีนี้สามารถรักษาความยืดหยุ่นได้ในช่วงอุณหภูมิกว้าง ในขณะเดียวกันการหยุดชะงักในกระบวนการทางเทคโนโลยีในรูปแบบของการเพิ่มขึ้นของการเติมกำมะถันทำให้เกิดความแข็งของวัสดุและการสูญเสียคุณสมบัติยืดหยุ่น ผลลัพธ์ที่ได้คือสารที่เรียกว่า ebonite ที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ก่อนการถือกำเนิดของ ebonite สมัยใหม่ถือเป็นหนึ่งในวัสดุฉนวนที่ดีที่สุด

เทคนิคทางเลือก

อย่างไรก็ตามวิทยาศาสตร์อย่างที่คุณทราบไม่ได้หยุดนิ่ง ปัจจุบันรู้จักสารวัลคาไนซ์อื่น ๆ แต่กำมะถันยังคงมีความสำคัญสูงสุด ในการเร่งการวัลคาไนซ์ของยางจะใช้ 2-mercaptobenzthiazole และอนุพันธ์บางส่วน การแผ่รังสีไอออไนซ์ดำเนินการโดยใช้เปอร์ออกไซด์อินทรีย์เป็นเทคนิคทางเลือก

โดยปกติแล้วในการวัลคาไนซ์ทุกประเภทจะใช้ส่วนผสมของยางและสารเติมแต่งต่างๆเป็นวัตถุดิบเพื่อให้ยางมีคุณสมบัติตามที่ต้องการหรือปรับปรุงคุณภาพ การเติมฟิลเลอร์เช่นคาร์บอนแบล็คและชอล์กช่วยลดต้นทุนของวัสดุที่เป็นผลลัพธ์

อันเป็นผลมาจากกระบวนการทางเทคโนโลยีผลิตภัณฑ์ยางวัลคาไนซ์จึงได้รับความแข็งแรงสูงและความยืดหยุ่นที่ดี นั่นคือเหตุผลที่ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์หลายประเภทถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตยาง

อนาคตสำหรับการพัฒนาต่อไป

เนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตยางสังเคราะห์ทำให้การผลิตยางไม่ต้องพึ่งพาวัสดุธรรมชาติโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีสมัยใหม่ไม่ได้แทนที่ศักยภาพของทรัพยากรธรรมชาติ ปัจจุบันส่วนแบ่งการบริโภคยางธรรมชาติเพื่อการผลิตอยู่ที่ประมาณ 30%

คุณสมบัติเฉพาะของทรัพยากรธรรมชาติทำให้ยางไม่สามารถถูกแทนที่ได้ มีความจำเป็นในการผลิตผลิตภัณฑ์ยางขนาดใหญ่เช่นในการผลิตยางสำหรับอุปกรณ์พิเศษ ผู้ผลิตยางรถยนต์ที่มีชื่อเสียงที่สุดของโลกใช้ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ในเทคโนโลยีของตน นั่นคือสาเหตุที่เปอร์เซ็นต์การใช้วัตถุดิบจากธรรมชาติมากที่สุดตกอยู่ในอุตสาหกรรมยางรถยนต์

วิธีการหลักในการผลิตยางในธรรมชาติ:

1) ยางได้มาจากน้ำนมของพืชบางชนิดส่วนใหญ่ Hevea ซึ่งมีบ้านเกิดคือบราซิล

2) มีการตัดต้นไม้ของ hevea เพื่อให้ได้ยาง

3) เก็บน้ำน้ำนมซึ่งปล่อยออกมาจากบาดแผลและเป็นสารละลายคอลลอยด์ของยาง

4) หลังจากนั้นจะต้องแข็งตัวโดยการกระทำของอิเล็กโทรไลต์ (สารละลายกรด) หรือความร้อน

5) อันเป็นผลมาจากการแข็งตัวยางจะถูกปล่อยออกมา

คุณสมบัติหลักของยาง:

1) คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของยางพาราคือ ความยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่น- นี่คือคุณสมบัติที่จะพบกับความผิดปกติของยางยืดที่มีนัยสำคัญด้วยแรงกระทำที่ค่อนข้างเล็กเช่นในการยืดบีบอัดและคืนรูปก่อนหน้าหลังจากที่แรงหยุดกระทำ

2) คุณสมบัติอันมีค่าของยางสำหรับการใช้งานจริงคือการไม่ซึมผ่านของน้ำและก๊าซ

ในยุโรปผลิตภัณฑ์ยาง (กาโลชเสื้อผ้ากันน้ำ) เริ่มแพร่กระจายตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 Goodyear นักวิทยาศาสตร์ชื่อดังค้นพบ วิธีการวัลคาไนซ์ยาง- เปลี่ยนเป็นยางโดยให้ความร้อนด้วยกำมะถันซึ่งทำให้ได้ยางที่แข็งแรงและยืดหยุ่นได้

3) ยางมีความยืดหยุ่นที่ดียิ่งขึ้นเนื่องจากไม่มีวัสดุอื่นใดสามารถเปรียบเทียบได้ แข็งแรงกว่ายางและทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ดีกว่า

ในแง่ของความสำคัญในเศรษฐกิจของประเทศยางพาราอยู่ในระดับเดียวกับเหล็กน้ำมันถ่านหิน

องค์ประกอบและโครงสร้างของยางธรรมชาติ:ก) การวิเคราะห์เชิงคุณภาพแสดงให้เห็นว่ายางประกอบด้วยองค์ประกอบสองอย่างคือคาร์บอนและไฮโดรเจนนั่นคืออยู่ในกลุ่มของไฮโดรคาร์บอน b) การวิเคราะห์เชิงปริมาณนำไปสู่สูตรที่ง่ายที่สุด C 5 H 8; c) การกำหนดน้ำหนักโมเลกุลแสดงให้เห็นว่าถึงหลายแสน (150,000-500,000) d) ยางเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติ จ) สูตรโมเลกุลของมันคือ (C 5 H 8) n; f) โมเลกุลของยางเกิดขึ้นจากโมเลกุลของไอโซพรีน g) โมเลกุลของยางแม้ว่าจะมีโครงสร้างเชิงเส้น แต่จะไม่ยืดเป็นเส้น แต่จะงอซ้ำ ๆ ราวกับว่าม้วนเป็นลูกบอล h) เมื่อยืดยางโมเลกุลดังกล่าวยืดตรงตัวอย่างยางจากนี้จะยาวขึ้น

คุณสมบัติเฉพาะของการวัลคาไนซ์ยาง:

1) ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ส่วนใหญ่ใช้ในรูปแบบของยางเนื่องจากมีความแข็งแรงความยืดหยุ่นและคุณสมบัติที่มีค่าอื่น ๆ อีกมากมาย เพื่อให้ได้ยางยางจะถูกวัลคาไนซ์

2) จากส่วนผสมของยางกับกำมะถันฟิลเลอร์ (เขม่าเป็นสารตัวเติมที่สำคัญอย่างยิ่ง) และสารอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการจะเกิดขึ้นและอยู่ภายใต้ความร้อน

26. อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (arenas)

คุณลักษณะเฉพาะของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน:

1) ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก (arenas)เป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีโมเลกุลประกอบด้วยวงแหวนเบนซีนหนึ่งวงหรือมากกว่าตัวอย่างเช่น:

ก) เบนซิน;

b) แนฟทาลีน;

c) แอนทราซีน;

2) ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนคือเบนซินสูตรของมันคือ C 6 H 6

3) มีการเสนอสูตรโครงสร้างของนิวเคลียสเบนซีนที่มีการสลับพันธะคู่สามพันธะเดี่ยวและสามพันธะเดี่ยวเร็วที่สุดเท่าที่ 2408;

4) อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่รู้จักกันดีซึ่งมีพันธะหลายพันธะในโซ่ด้านข้างตัวอย่างเช่นสไตรีนและสารประกอบหลายนิวเคลียสซึ่งมีนิวเคลียสเบนซีนหลายตัว (แนฟทาลีน)

วิธีการผลิตและการใช้อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน:

1) อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนมีอยู่ในน้ำมันดินที่ได้จากถ่านหินโคคกิ้ง

2) แหล่งผลิตที่สำคัญอีกแหล่งหนึ่งคือน้ำมันจากบางสาขาเช่น Maikop;

3) เพื่อตอบสนองความต้องการอย่างมากสำหรับอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนพวกเขายังได้รับจากการเร่งปฏิกิริยาอะโรมาติกของไฮโดรคาร์บอนปิโตรเลียมอะไซคลิก

ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขเรียบร้อยแล้วโดย N.D. Zelinsky และนักเรียนของเขา B.A. Kazansky และ A.F. เพลทซึ่งดำเนินการเปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวจำนวนมากให้เป็นอะโรมาติก

ดังนั้นจากเฮปเทน C 7 H 16 เมื่อถูกให้ความร้อนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาโทลูอีนจะได้รับ

4) อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนและอนุพันธ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตพลาสติกสีสังเคราะห์ยาและวัตถุระเบิดยางสังเคราะห์ผงซักฟอก

5) เบนซีนและสารประกอบทั้งหมดที่มีนิวเคลียสของเบนซีนเรียกว่าอะโรมาติกเนื่องจากตัวแทนที่ศึกษาในชุดนี้เป็นสารอะโรมาติกหรือสารประกอบที่แยกได้จากสารอะโรมาติกตามธรรมชาติ

6) ตอนนี้ชุดนี้มีสารประกอบจำนวนมากที่ไม่มีกลิ่นหอม แต่มีคุณสมบัติทางเคมีที่ซับซ้อนเรียกว่าคุณสมบัติอะโรมาติก

7) สารประกอบโพลีนิโตรอะโรมาติกอื่น ๆ อีกมากมาย (ประกอบด้วยกลุ่มไนโตรสามกลุ่มขึ้นไป - NO 2) ยังใช้เป็นวัตถุระเบิด

ยางธรรมชาติไม่เหมาะสำหรับทำชิ้นส่วนเสมอไป เนื่องจากความยืดหยุ่นตามธรรมชาติต่ำมากและขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอกเป็นอย่างมาก ที่อุณหภูมิใกล้ 0 ยางจะแข็งหรือเมื่อลดลงอีกก็จะเปราะ ที่อุณหภูมิประมาณ + 30 องศายางจะเริ่มอ่อนตัวและเมื่อได้รับความร้อนมากขึ้นจะผ่านเข้าสู่สถานะหลอมละลาย เมื่อเย็นลงจะไม่คืนค่าคุณสมบัติเดิม

เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติในการใช้งานและทางเทคนิคที่จำเป็นของยางจะมีการเติมสารและวัสดุต่างๆลงในยางเช่นเขม่าชอล์กน้ำยาปรับผ้านุ่ม ฯลฯ

ในทางปฏิบัติจะใช้วิธีการวัลคาไนซ์หลายวิธี แต่รวมเข้าด้วยกัน - การบำบัดวัตถุดิบด้วยกำมะถันวัลคาไนซ์ ตำราและข้อบังคับบางฉบับกล่าวว่าสารประกอบกำมะถันสามารถใช้เป็นสารวัลคาไนซ์ได้ แต่ในความเป็นจริงแล้วสามารถพิจารณาได้เช่นนี้เพราะมีกำมะถันเท่านั้น มิฉะนั้นอาจมีผลต่อการวัลคาไนซ์อย่างเท่าเทียมกันเช่นเดียวกับสารอื่น ๆ ที่ไม่มีสารประกอบกำมะถัน

เมื่อไม่นานมานี้มีการศึกษาเกี่ยวกับการแปรรูปยางด้วยสารประกอบอินทรีย์และสารบางชนิดเช่น:

• ฟอสฟอรัส;
• ซีลีเนียม;
• trinitrobenzene และอื่น ๆ อีกมากมาย

แต่จากการศึกษาพบว่าสารเหล่านี้ไม่มีคุณค่าในทางปฏิบัติในแง่ของการวัลคาไนซ์

กระบวนการวัลคาไนเซชัน

กระบวนการวัลคาไนซ์ของยางสามารถแบ่งออกเป็นแบบเย็นและแบบร้อน คนแรกสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ประการแรกเกี่ยวข้องกับการใช้กำมะถันกึ่งคลอรีน กลไกการวัลคาไนเซชันโดยใช้สารนี้มีลักษณะดังนี้ ชิ้นงานที่ทำจากยางธรรมชาติวางอยู่ในไอของสารนี้ (S2Cl2) หรือในสารละลายโดยทำจากตัวทำละลายใด ๆ ตัวทำละลายต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสองประการ:

1. ไม่ควรทำปฏิกิริยากับเฮมิคลอไรด์ซัลเฟอร์
2. มันต้องละลายยาง

ตามกฎแล้วสามารถใช้คาร์บอนไดซัลไฟด์น้ำมันเบนซินและอื่น ๆ เป็นตัวทำละลายได้ การมีกำมะถันกึ่งคลอรีนในของเหลวจะป้องกันไม่ให้ยางละลาย สาระสำคัญของกระบวนการนี้คือการอิ่มตัวของยางด้วยสารเคมีนี้

ระยะเวลาของกระบวนการบ่มด้วยการมีส่วนร่วมของ S2Cl2 เป็นตัวกำหนดลักษณะทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปรวมถึงความยืดหยุ่นและความแข็งแรง

เวลาในการหลอมโลหะในสารละลาย 2% อาจเป็นเวลาหลายวินาทีหรือหลายนาที หากกระบวนการล่าช้าสิ่งที่เรียกว่าการวัลวัลคาไนซ์เกินอาจเกิดขึ้นนั่นคือชิ้นงานจะสูญเสียความเป็นพลาสติกและเปราะบางมาก ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าด้วยความหนาของผลิตภัณฑ์ตามลำดับหนึ่งมิลลิเมตรการหลอมโลหะสามารถดำเนินการได้หลายวินาที

เทคโนโลยีการวัลคาไนซ์นี้เป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการแปรรูปชิ้นส่วนที่มีผนังบางเช่นท่อถุงมือ ฯลฯ แต่ในกรณีนี้จำเป็นต้องปฏิบัติตามระบบการผลิตอย่างเคร่งครัดมิฉะนั้นชั้นบนของชิ้นส่วนสามารถวัลคาไนซ์ได้มากกว่าชั้นใน

ในตอนท้ายของกระบวนการวัลคาไนเซชันชิ้นส่วนที่ได้จะต้องล้างออกด้วยน้ำหรือสารละลายด่าง

นอกจากนี้ยังมีวิธีการวัลคาไนซ์แบบเย็นที่สอง ช่องว่างยางผนังบางวางในบรรยากาศที่อิ่มตัวด้วย SO2 หลังจากผ่านไประยะหนึ่งชิ้นงานจะถูกถ่ายโอนไปยังห้องโดยที่ H2S (ไฮโดรเจนซัลไฟด์) จะถูกสูบเข้าไป เวลาในการถือครองของช่องว่างในห้องดังกล่าวคือ 15-25 นาที เวลานี้เพียงพอที่จะทำการวัลคาไนซ์ให้เสร็จสมบูรณ์ เทคโนโลยีนี้ใช้สำหรับการแปรรูปตะเข็บติดกาวซึ่งทำให้มีความแข็งแรงสูง

ยางชนิดพิเศษได้รับการแปรรูปโดยใช้เรซินสังเคราะห์การวัลคาไนซ์โดยใช้ไม่แตกต่างจากที่อธิบายไว้ข้างต้น

การหลอมโลหะด้วยความร้อน

เทคโนโลยีการวัลคาไนซ์ดังกล่าวมีดังต่อไปนี้ มีการเติมกำมะถันและสารเติมแต่งพิเศษจำนวนหนึ่งลงในแม่พิมพ์จากยางดิบ ตามกฎแล้วปริมาตรของกำมะถันควรอยู่ในช่วง 5 - 10% ตัวเลขสุดท้ายจะพิจารณาจากวัตถุประสงค์และความแข็งของส่วนในอนาคต นอกจากกำมะถันแล้วยังมีการเพิ่มยางที่มีเขา (ebonite) ซึ่งมีกำมะถัน 20-50% ในขั้นตอนต่อไปช่องว่างจะถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่ได้รับและให้ความร้อนนั่นคือ การบ่ม

การทำความร้อนจะดำเนินการโดยวิธีต่างๆ ช่องว่างจะอยู่ในแม่พิมพ์โลหะหรือรีดเป็นผ้า โครงสร้างที่ได้จะถูกวางไว้ในเตาเผาที่ร้อนถึง 130-140 องศาเซลเซียส เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการวัลคาไนซ์เตาอบอาจได้รับแรงดัน

ชิ้นงานที่ขึ้นรูปสามารถวางในหม้อนึ่งที่มีไอน้ำร้อนยวดยิ่ง หรือวางไว้ในเครื่องรีดร้อน ในความเป็นจริงวิธีนี้พบมากที่สุดในทางปฏิบัติ

คุณสมบัติของยางวัลคาไนซ์ขึ้นอยู่กับหลายเงื่อนไข นั่นคือเหตุผลที่การวัลคาไนเซชันถือเป็นหนึ่งในการดำเนินการที่ยากที่สุดในการผลิตยาง นอกจากนี้คุณภาพของวัตถุดิบและวิธีการแปรรูปเบื้องต้นมีบทบาทสำคัญ อย่าลืมเกี่ยวกับปริมาณกำมะถันอุณหภูมิระยะเวลาและวิธีการวัลคาไนซ์ที่เพิ่มเข้ามา ในท้ายที่สุดการปรากฏตัวของสิ่งสกปรกจากต้นกำเนิดที่แตกต่างกันก็ส่งผลต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป อันที่จริงการมีสิ่งสกปรกจำนวนมากช่วยให้การวัลคาไนซ์ถูกต้อง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการใช้สารเร่งในอุตสาหกรรมยาง สารเหล่านี้ที่เติมลงในส่วนผสมของยางช่วยเร่งกระบวนการลดการใช้พลังงานกล่าวอีกนัยหนึ่งคือสารเติมแต่งเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูปชิ้นงาน

เมื่อทำการวัลคาไนซ์แบบร้อนในอากาศจำเป็นต้องมีตะกั่วออกไซด์นอกจากนี้อาจต้องมีเกลือตะกั่วร่วมกับกรดอินทรีย์หรือสารประกอบที่มีไฮดรอกไซด์ที่เป็นกรด

สารต่อไปนี้ใช้เป็นตัวเร่ง:

• thiuramide ซัลไฟด์;
• แซนเธส;
• mercaptobenzothiazole.

การวัลคาไนซ์ที่ดำเนินการภายใต้อิทธิพลของไอน้ำสามารถลดลงอย่างมีนัยสำคัญหากใช้สารเคมีเช่นด่าง: Ca (OH) 2, MgO, NaOH, KOH หรือเกลือ Na2CO3, Na2CS3 นอกจากนี้เกลือโพแทสเซียมจะเร่งกระบวนการต่างๆ

นอกจากนี้ยังมีสารเร่งอินทรีย์ซึ่ง ได้แก่ เอมีนและสารประกอบทั้งกลุ่มที่ไม่รวมอยู่ในกลุ่มใด ๆ ตัวอย่างเช่นสิ่งเหล่านี้เป็นอนุพันธ์จากสารเช่นเอมีนแอมโมเนียและอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่ง

ในการผลิตมักใช้ diphenylguanidine, hexamethylenetetramine และอื่น ๆ อีกมากมาย ไม่ใช่เรื่องแปลกเมื่อใช้สังกะสีออกไซด์เพื่อเพิ่มการทำงานของสารเร่ง

นอกจากสารเติมแต่งและสารเร่งแล้วสิ่งแวดล้อมยังมีบทบาทสำคัญอีกด้วย ตัวอย่างเช่นอากาศในบรรยากาศสร้างสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการวัลคาไนซ์ที่ความดันมาตรฐาน นอกจากอากาศแล้วคาร์บอนิกแอนไฮไดรด์และไนโตรเจนก็มีผลเสียเช่นกัน ในขณะเดียวกันแอมโมเนียหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์มีผลดีต่อกระบวนการวัลคาไนซ์

ขั้นตอนการหลอมโลหะทำให้ยางมีคุณสมบัติใหม่และปรับเปลี่ยนคุณสมบัติที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความยืดหยุ่นดีขึ้น ฯลฯ กระบวนการวัลคาไนเซชันสามารถควบคุมได้โดยการวัดคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา โดยทั่วไปจะทำโดยใช้คำจำกัดความของความต้านทานแรงดึงและความต้านทานแรงดึง แต่วิธีการควบคุมเหล่านี้ไม่มีความถูกต้องแตกต่างกันและไม่ได้ใช้

ยางเป็นผลิตภัณฑ์จากการวัลคาไนซ์ยาง

ยางเทคนิคเป็นวัสดุผสมที่มีส่วนประกอบมากถึง 20 ชิ้นซึ่งให้คุณสมบัติที่แตกต่างกันของวัสดุนี้ ยางผลิตโดยยางวัลคาไนซ์ ดังที่ระบุไว้ข้างต้นในระหว่างกระบวนการวัลคาไนซ์การก่อตัวของโมเลกุลขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นซึ่งให้คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพของยางจึงมั่นใจได้ว่ายางมีความแข็งแรงสูง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างยางกับวัสดุอื่น ๆ คือมีความสามารถในการยืดหยุ่นการเปลี่ยนรูปซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ในอุณหภูมิที่แตกต่างกันตั้งแต่อุณหภูมิห้องไปจนถึงต่ำกว่ามาก ยางมีคุณสมบัติสูงกว่ายางอย่างมีนัยสำคัญในหลายลักษณะเช่นมีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงทนทานต่ออุณหภูมิที่รุนแรงการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวและอื่น ๆ อีกมากมาย

ปูนซีเมนต์สำหรับการวัลคาไนซ์

ปูนซีเมนต์สำหรับการวัลคาไนซ์ใช้สำหรับการหลอมโลหะด้วยตนเองสามารถเริ่มจาก 18 องศาและสำหรับการหลอมโลหะด้วยความร้อนสูงถึง 150 องศา ปูนซีเมนต์นี้ไม่มีสารไฮโดรคาร์บอน นอกจากนี้ยังมีปูนซีเมนต์ประเภท OTP ที่ใช้กับพื้นผิวขรุขระภายในยางเช่นเดียวกับพลาสเตอร์ Type Top RAD และ OTR PN ที่ยืดระยะเวลาการอบแห้ง การใช้ปูนซีเมนต์ดังกล่าวทำให้ยางหล่อดอกมีอายุการใช้งานยาวนานซึ่งใช้กับอุปกรณ์ก่อสร้างพิเศษที่มีระยะทางสูง

DIY เทคโนโลยีการหลอมโลหะด้วยความร้อน

คุณจะต้องกดเพื่อรักษายางหรือท่อให้ร้อน ปฏิกิริยาระหว่างการเชื่อมยางกับชิ้นส่วนเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง เวลานี้ขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นที่ที่กำลังซ่อมแซม ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าจะใช้เวลา 4 นาทีในการซ่อมแซมความเสียหายลึก 1 มม. ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่กำหนด นั่นคือในการซ่อมแซมข้อบกพร่องที่มีความลึก 3 มม. คุณจะต้องใช้เวลาทำความสะอาด 12 นาที เวลาเตรียมการไม่ได้นำมาพิจารณา ในขณะเดียวกันการใส่อุปกรณ์วัลคาไนเซชั่นขึ้นอยู่กับรุ่นอาจใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมง

อุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการหลอมโลหะด้วยความร้อนอยู่ระหว่าง 140 ถึง 150 องศาเซลเซียส ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรมในการเข้าถึงอุณหภูมินี้ สำหรับยางที่ซ่อมตัวเองเป็นที่ยอมรับได้ในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนเช่นเตารีด

การขจัดข้อบกพร่องในยางรถยนต์หรือท่อด้วยอุปกรณ์วัลคาไนซ์เป็นการดำเนินการที่ค่อนข้างลำบาก มีรายละเอียดปลีกย่อยและรายละเอียดมากมายดังนั้นเราจะพิจารณาขั้นตอนหลักของการซ่อมแซม

1. ในการเข้าถึงพื้นที่ที่เสียหายต้องถอดยางออกจากล้อ
2. ทำความสะอาดยางใกล้บริเวณที่เสียหาย พื้นผิวของมันควรจะหยาบ
3. เป่าบริเวณที่ทำการบำบัดโดยใช้อากาศอัด ต้องเอาสายไฟที่โผล่ออกมาด้านนอกสามารถกัดด้วยก้ามปูได้ ยางต้องได้รับการบำบัดด้วยน้ำยาขจัดคราบพิเศษ การประมวลผลต้องดำเนินการทั้งสองด้านด้านนอกและด้านใน
4. ด้านในจะต้องวางแพทช์ที่เตรียมไว้ล่วงหน้าตามขนาดแทนความเสียหาย การวางเริ่มจากด้านข้างของยางไปทางตรงกลาง
5. จากด้านนอกในสถานที่ที่ได้รับความเสียหายจำเป็นต้องใส่ชิ้นส่วนของยางดิบหั่นเป็นชิ้นขนาด 10-15 มม. ก่อนอื่นต้องอุ่นบนเตา
6. ยางที่วางควรจะกดและปรับให้เรียบเหนือผิวยาง ในกรณีนี้จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าชั้นของยางดิบสูงกว่าพื้นผิวการทำงานของห้องประมาณ 3-5 มม.
7. หลังจากนั้นไม่กี่นาทีโดยใช้เครื่องบดมุม (เครื่องบดมุม) จำเป็นต้องถอดชั้นของยางเปียกที่กำหนด ในกรณีที่พื้นผิวเปลือยหลวมนั่นคือมีอากาศอยู่ต้องถอดยางที่ใช้แล้วทั้งหมดออกและต้องทำซ้ำการใช้ยาง หากไม่มีอากาศในชั้นซ่อมแซมนั่นคือพื้นผิวเรียบและไม่มีรูพรุนชิ้นส่วนที่จะซ่อมแซมสามารถส่งภายใต้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ระบุไว้ข้างต้น
8. ในการวางตำแหน่งยางบนแท่นพิมพ์อย่างถูกต้องคุณควรทำเครื่องหมายตรงกลางของจุดบกพร่องด้วยชอล์ก เพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นความร้อนติดกับยางต้องวางกระดาษหนา ๆ ไว้ระหว่างแผ่น

วัลคาไนเซอร์ DIY

อุปกรณ์วัลคาไนซ์ร้อนใด ๆ ต้องมีส่วนประกอบสองส่วน:

• องค์ประกอบความร้อน
• กด.

สำหรับการผลิตวัลคาไนเซอร์ด้วยตนเองคุณอาจต้อง:

• เหล็ก;
• เตาไฟฟ้า;
• ลูกสูบจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน

วัลคาไนเซอร์ซึ่งทำด้วยมือต้องติดตั้งตัวควบคุมที่สามารถปิดได้เมื่อถึงอุณหภูมิในการทำงาน (140-150 องศาเซลเซียส) สำหรับการหนีบที่มีประสิทธิภาพคุณสามารถใช้ที่หนีบธรรมดาได้