دانشمندان از ولکاناسیون لاستیک برای کاربردهای صنعتی استفاده می کنند

تصور کنید که لاستیک های اتومبیل مانند گل مدل سازی نرم یا مهر و موم های صنعتی در فشار بالا و دمای بالا شکست می خورند. پیامدهای فاجعه بار بلافاصله خواهد بود. لاستیک طبیعی،در حالی که برای انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی ارزشمند است، هنوز هم برای کاربردهای حیاتی بسیار انعطاف پذیر است. ظهور ولکاناسیون، یک فرآیند شبیه شیمی، سرنوشت لاستیک را به طور دائمی تغییر داد.که باعث می شه که به سنگ بنای صنعت مدرن تبدیل بشه.

ولکاناسیون، یا سفتری، فرآیند شیمیایی است که لاستیک طبیعی خام یا مصنوعی را با پیوند زنجیره های پلیمر با گوگرد تحت حرارت و فشار کنترل شده تبدیل می کند.این یک شبکه مولکولی سه بعدی ایجاد می کند که اساساً خواص فیزیکی لاستیک را افزایش می دهد.

در سال ۱۸۳۹، چارلز گودیئر، مخترع آمریکایی، به طور تصادفی این فرآیند را کشف کرد، زمانی که یک مخلوط گوگرد و لاستیک بر روی یک اجاق داغ افتاد.مواد حاصل از آن، انعطاف پذیری بی سابقه ای و مقاومت در برابر گرما داشتند.Goodyear این پیشرفت را ثبت اختراع کرد و بعداً شتاب دهنده های شیمیایی (مانند اکسید روی) را شناسایی کرد که دمای سخت شدن را کاهش می دهد و کارایی را بهبود می بخشد.

ولکاناسیون یک واکنش شیمیایی دقیق است که تحت تاثیر سه عامل مهم قرار می گیرد:

در حالی که گوگرد عامل اصلی ولکاناسیون باقی می ماند، شیمی مدرن گزینه های دیگری را ارائه می دهد: پروکسید برای سیلیکون و لاستیک فلوروکربن (توسعه مقاومت گرما / شیمیایی)اکسید فلزی برای لاستیک کلروپرین (بهبودی مقاومت در برابر آب و هوا / روغن)، و ترکیبات تخصصی مانند پیوند های متقاطع اورتان. هر فرمول به نیازهای صنعتی متمایز خدمت می کند.

محدوده سختی 140-180 ° C (284-356 ° F) نشان دهنده یک سازش مهندسی است. گرما بیش از حد پلیمرهای لاستیکی را تخریب می کند، در حالی که دمای ناکافی تولید را طولانی می کند.سیستم های مدرن برای حفظ شرایط مطلوب از اجاق های کنترل شده توسط کامپیوتر و مایکروویو استفاده می کنند.

شتاب دهنده های شیمیایی ٬ تیازولها برای استفاده عمومی، سولفنامیدها برای اجزای بزرگ که نیاز به فعال سازی به تاخیر دارند ٬ مصرف انرژی و زمان درمان را تا 70٪ کاهش می دهند.این ترکیبات انقلابی در تولید انبوه ایجاد کردند در حالی که امکان سفارشی سازی دقیق مواد را فراهم کردند.

ولکاناسیون باعث می شه که لاستیک توانایی های فوق العاده ای داشته باشه:

• ثبات ابعاد:شبکه های متقاطع از تغییر شکل دائمی جلوگیری می کنند، که برای مهر و موم دقیق و گازکت ها در برنامه های هوافضا و خودرو بسیار مهم است.
• مقاومت در برابر استرس:ماژول انعطاف پذیری بهبود یافته باعث می شود که کمربند های حمل و نقل به مواد و لاستیک ها برای تحمل دهه های اصطکاک جاده ای مقاومت کنند.
• تماميت ساختاري:مقاومت پارگی تا 300 درصد افزایش می یابد و باعث می شود قطعات لاستیکی در ماشین آلات سنگین و سیستم های عایق زلزله استفاده شوند.
• تحمل حرارتی:لاستیک سیلیکونی ولکان شده عملکرد خود را از -80 ° C تا 300 ° C (-112 ° F تا 572 ° F) حفظ می کند و از خط لوله های قطب شمال تا مهر موتور موشک استفاده می کند.

لاستیک ولکان شده در هر بخش صنعتی وجود دارد:

• حمل و نقل:لاستیک های شعاعی، نصب موتور و مهر سیستم سوخت به طور کلی بیش از 200 قطعات لاستیکی در هر وسیله نقلیه دارند.
• تولید:لوله های صنعتی مواد شیمیایی را با فشار 25 بار منتقل می کنند، در حالی که لاستیک درجه غذایی با استانداردهای FDA برای تجهیزات پردازش مطابقت دارد.
• مراقبت های بهداشتی:دستکش های معاینه لیتکس تحت درمان سریع گوگرد برای دستیابی به خواص مانع میکروبی بدون از بین بردن حساسیت لمسی قرار می گیرند.
• کالاهای مصرفی:از کفش های ضد آب گرفته تا کیس های تلفن های هوشمند که لرزش را کاهش می دهند، ولکاناسیون باعث می شود محصولات روزمره در برابر استفاده سخت مقاومت کنند.

تکنولوژی های نوظهور در حال تغییر شکل ولکاناسیون هستند:

• شیمی سبز:سیستم های تیول-این مشتق شده از زیست و سفت کردن پرتو الکترون در حالی که عملکرد را حفظ می کنند، انتشار گوگرد را حذف می کنند.
• ادغام صنعت ۴.۰پریس های IoT با رومتری در زمان واقعی پارامترهای سفت شدن را به طور پویا تنظیم می کنند و مصرف انرژی را 40٪ کاهش می دهند.
• افزايش نانوکامپوزيت:لاستیک گرافین 500٪ زمان سخت شدن سریعتر با خواص مکانیکی برتر از طریق بهینه سازی رسانایی حرارتی را به دست می آورد.

این فرآیند ۱۸۴ ساله همچنان در حال تکامل است و تضمین می کند که لاستیک در پیشرو علم مواد باقی بماند، از لاستیک های پایدار خودروهای الکتریکی تا سیستم های تعلیق مریخ نورد.تحول کیمیاوی وولکاناسیون به عنوان یکی از مهمترین نوآوری های تاریخ صنعتی باقی می ماند.