تاریخچه لاستیک و مصارف آن:
در دنیای امروز استفاده از لاستیک ها برای بشر بسیار حائز اهمیت است. انواع مختلفی از لاستیک ها با کاربردهای مختلف وجود دارند. لاستیک ها بطور عمده در صنایع مختلفی از جمله: صنعت خودرو سازی، صنعت حمل و نقل (هوایی، زمینی و دریایی)، لوازم خانگی و… برای ساخت قطعات کاربرد دارند، که در ادامه بیشتر به آنها می پردازیم.
لاستیک ها به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند:
لاستیک طبیعی(Natural rubber):
لاستیک طبیعی که به آن کائوچوی طبیعی نیز گفته می شود، یک ماده ی الاستیک است که از شیره درختان (لاتکس)، به ویژه درختان مناطق گرمسیری (مثل Hevea و Ficus) بدست می آید.
در قرن نوزده میلادی فردی بنام سر هنری ویکهام (Sir Henry Alexander Wickham (1846-1928)) حدود هفتاد هزار بذر این درختان را از برزیل جمع آوری و به کشور هند آورد. هند اولین کشوری بود که تولید لاستیک طبیعی را در جهان شروع کرد و درحال حاضر کشورهای مالزی، اندونزی و تایلند بزرگ ترین تولید کنندگان لاستیک طبیعی در جهان هستند.
طیف وسیعی از محصولات لاستیکی از قبیل: انواع تایرها، اجزای موتور، دستکش های لاتکس، روکش غلطک، قطعات لاستیکی ریلی، قطعات لاستیکی فراساحلی، ضربه گیرهای لاستیکی، آستر لاستیکی از لاستیک طبیعی در جهان تولید می شوند.
لاستیک طبیعی در برابر پارگی (Tearing) و کشش (Tensile) مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهد، بعلاوه خاصیت چسبندگی (Viscosity) این ماده می تواند اجزای دیگر را در کنار خود نگه دارد.
لاستیک مصنوعی (Synthetic Rubber):
دسته دیگری از لاستیک ها که در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار می گیرد، لاستیک های مصنوعی هستند. در طول هر دو جنگ جهانی نیروهای متحدین کنترل بازار لاستیک طبیعی را در دست داشتند و از این رو آلمان به دنبال جایگزین مناسبی برای لاستیک طبیعی بودند به همین دلیل تقاضا برای لاستیک مصنوعی افزایش یافت.
مهم ترین لاستیک های مصنوعی عبارتند از:
NBR:
دسته ای از لاستیک های مصنوعی بنام NBR برای نخستین بار در سال 1930 در آلمان تولید و از سال 1934 به تولید انبوه در این کشور رسید. چند سال بعد (1940-1936) آمریکا بعد از تحقیقات گسترده، تولید این پلیمر بصورت تجاری را شروع نمود و باعث تحولی عظیم در صنعت لاستیک شد.
NBR از کو پلیمریزاسیون آکریلو نیتریل (Acrylonitrile) و بوتادین (Butadiene) سنتز می شود.
ساختار این ترکیب به شکل زیر است:
خواص و ویژگیهای NBR:
NBR به دلیل مقاومت شیمیایی زیادی که در مقابل حلال های هیدروکربنی آروماتیک (مثل بنزن) و آلیفاتیک (مثل آلکان ها) از خود نشان می دهد و همچنین مقاومت سایشی بالایی که در برابر روغن ها دارند به سرعت در صنایع مختلف بکار گرفته می شود. از جمله خواص دیگر NBR می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تاثیر مقدار نیتریل بر خواص NBR:
مقدار نیتریل در NBR روی خواص NBR موثر است. اگر مقدار نیتریل در NBR زیاد باشد، مقاومت فرسایشی NBR در برابر روغن افزایش می یابد و در صورتیکه مقدار نیتریل در NBR کم باشد، انعطاف پذیری NBR در دماهای پایین بهتر می شود. بطور کلی NBR با مقدار متوسط نیتریل، بیشترین کاربرد را دارد.
High Nitrile: >45% Acrylonitrile
Medium Nitrile: 30-45%
Low Nitrile: <30%
اثر کربوکسیله/ هیدروژنه کردن نیتریل رابر ها:
جهت بهبود خواص فیزیکی NBR، نیتریل رابر ها کربوکسیله (یا هیدروژنه (واکنش گاز هیدروژن با یک ترکیب سیر نشده) می کنند که باعث می شود مقاومت دمایی NBR بهبود یابد.
کاربردهای NBR:
با توجه به مشخصات یاد شده و نیز قیمت مقرون به صرفه این لاستیک، در کاربرد هایی که علاوه بر خواص فیزیکی خوب به مقاومت حرارتی و سایشی بالایی نیز نیاز است، می توان از NBR استفاده کرد از جمله:
منابع:
.R. Dunn, Encyclopedia of Materials: Science and Technology, 1 2001
Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2016, April 4). nitrile rubber. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/technology/nitrile-rubber
James G. Speight, Handbook of Industrial Hydrocarbon Processes, 1 2020
https://www.j-flex.com/what-is-nitrile-nbr-rubber/?nowprocket=1 Accessed: 2022-12-04
https://rubbertechnology.info/en/-rubber-compounds/acrylonitrile-butadiene-rubber/ Accessed: 2022-12-04