برخلاف فرایند تولید فلزات و پلاستیکها که فیزیکی هستند، فرآیند شکلدهی لاستیکها از نوع شیمیایی میباشد. برای تولید یک قطعه پلاستیکی کافی است پلیمر پلاستیکی براثر حرارت ذوب شود و مذاب درون یک قالب سرد تزریق و رانده شود. سرد شدن مذاب باعث میشود که پلیمر شکل قالب را به خود بگیرد. اساساً لاستیکها پلیمرهایی هستند که در دمای محیط دارای خاصیت خمیری شکل هستند و مانند آدامس شکلهای مختلفی را میتوانند به خود بگیرند. برای تبدیل یک پلیمر خمیری شکل به یک قطعه لاستیکی کشسان و برگشتپذیر، لازم است واکنش پخت انجام شود. این واکنش پخت توسط عوامل سیستم پخت که باید به پلیمر لاستیکی افزوده شوند، در دمای بالا انجام میشود. بنابراین در اولین قدم لازم است مواد هایی که سیستم پخت لاستیک را مهیا میکنند به لاستیک ویرجین پلیمری افزوده شوند. در قدمهای بعدی لازم است افزودنیهای دیگری نیز به پلیمر لاستیکی اضافه شوند که باعث بهبود و کنترل خواص فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی و گرمایی و سایشی میگردند. بنابراین آن چیزی که برای تولید یک قطعه لاستیکی استفاده میشود مخلوطی از پلیمر و افزودنی های دیگر است. بههمین دلیل مخلوطی که شکل میگیرد را آمیزه یا کامپاند لاستیکی (Rubber Compound) مینامند. با توجه به اینکه برخی از مواد اولیه مورداستفاده، پودری با سایز ذرات تا نانو هستند، مسئله اختلاط، روشهای آن و کیفیت آن ازجمله پارامترهای بسیار مهم تأثیرگذار بر کیفیت محصول نهایی میباشد. برای تشکیل یک کامپاند لاستیکی ، پنج دسته عمومی از مواد اولیه استفاده میشود:
- پایه پلیمری لاستیکی (اساس کامپاند)
برحسب اینکه میخواهیم چه خواصی از محصول نهایی داشته باشیم انواع پایههای پلیمری لاستیکی قابلاستفاده هستند . مانند:
- لاستیک طبیعی ) پلی ایزوپرن طبیعی یا NR ) که در تایر و قطعات جلوبندی و بسیاری جاهای دیگر استفاده میشود.
- استایرین بوتادین رابر (SBR): برای تولید قطعات ضد روغن ترمز و قطعات عمومی .ارزانترین پلیمر لاستیکی میباشد.
- پلی بوتادین رابر (PBR): برای تولید تایرها که باعث ایجاد مقاومت سایشی بسیار خوبی میشوند و برای قطعات عمومی در آلیاژ با سایر پلیمرها استفاده میشود.
- نیتریل بوتادین رابر (NBR): برای تولید قطعات و ضد گاز طبیعی و ضد روغن موتور و ضد هیدروکربنهای نفتی.
- اتیلن پروپیلن داین مونومر (EPDM): برای تولید قطعات مقاوم در برابر شرایط سخت محیطی مانند گرما اوزون اکسیژن اسید و مواردی از ایندست.
- کلروپرن (CR): قطعات مقاوم دربرابر روغن موتور و گریس در کنار مقاومت بالا در مقابل اکسیداسیون.
- سیلیکون (Q): قطعات بهداشتی، پزشکی و الکتریکی.
- ...
- تقویت کننده ها و فیلرها
تقویتکننده ها باعث بهبود خواص کششی و سختی میشوند . فیلرها برخلاف تقویتکننده ها زیاد باعث بهبود خواص مکانیکی نمیشوند و گاهاً حتی تخریب هم میکنند اما جهت کنترل رئولوژی کامپاند ، کنترل مقاومت گرمایی و شیمیایی و همچنین کاهش قیمت استفاده میشوند. مهمترین تقویتکننده، دودهها هستند. از فیلر های مهم نیز کربنات کلسیم میباشد.
- کمک فرآیندها
کمک فرآیندها دارای زیردسته های مختلفی هستند و همگی باعث بهبود فرآیند اختلاط و فرآیند قالب گیری و اکستروژن میشوند از انواع مختلف آنها شامل پلاستیسایزرها (مثل روغنها برای کنترل سختی و بهبود اختلاط) ، هموژنایزرها (برای بهبود توزیع افزودنیها) ، روان کنندهها (برای کاهش ویسکوزیته کامپاند) ،جداکنندهها (برای جلوگیری چسبندگی به بنبوذی و غلطک و قالب در مراحل مختلف فرآیند) ، تکیفایر ها (برای افزایش چسبندگی کامپاند به پارچه در تایر) و موارد دیگر میباشد.
- پایدارکننده ها
که باعث افزایش قدرت لاستیک در برابر عوامل مخرب میگردد. بهعنوان مثال بهبود مقاومت قطعه لاستیکی در مقابل اکسیداسیون. لازم است که به کامپاند لاستیکی آنتیاکسیدان افزوده شود.
- سیستم پخت
شامل مجموعهای از مواد اولیهای است که قابلیت پخت در گرما را به لاستیک میدهند. بنابراین واکنش پخت ترمو اکتیو و گرما فعال است. این مواد شامل سه دسته اصلی هستند که گاهاً هر سه مورد برای انجام واکنش نیاز هستند و گاها یک مورد شماره یک، برای پخت در گرما کافیست.
-
- عامل اصلی پخت
مانند گوگرد، پراکسیدها، اکسید فلزی و ....
-
- شتابدهنده ها
که به واکنش عامل اصلی پخت شتاب میدهند. مانند CBS برای گوگرد و TAIC برای دی کیومیل پراکسید.
-
- فعال کننده ها
که فقط برای پخت با گوگرد کاربرد دارند. فعالکننده ها باعث فعال شدن شتابدهنده ها میشوند مانند اکسید روی و اسید استیاریک در سیستم پخت گوگردی.
اکثر مصنوعات لاستیکی که بیشترین حجم آن را تایرها تشکیل میدهند ، با گوگرد و شتابدهنده و فعالکننده پخت میشوند . در سایر موارد عموماً تنها عامل پخت کفایت میکند مانند پخت کامپاند پایه سیلیکونی با دی کیو میل پراکسی.
تمامی مواد اولیه ای که در کامپاندهای لاستیکی استفاده میشوند، در یکی از 5 دسته فوق میگنجند. در این این دستهها، کمک فرآیندها بزرگترین بخش از مواد اولیه را تشکیل میدهند. اجزایی که بر بهبود و سهولت تمامی فرآیندها من جمله خود کامپاندسازی، تولید قطعه قالبی، تولید قطعه اکسترودری، کلندرینگ و ... تاثیر میتواند داشته باشد.
