تکنولوژی های نوین در ساخت تایر

 

در کنار تلاش هایی که برای افزایش کارایی، چسبندگی، دوام و قابلیت تایرها صورت می گیرد، یکی از فناوری هایی که در مورد تایر توسط تولیدکنندگان به شدت دنبال می شود مقابله با پنچری است. کارهای صورت گرفته در این زمینه این نوید را میدهد که در آینده مشکل پنچر شدن لاستیک به خاطره ها بپیوندد.

این تکنولوژیها به طور کلی به دو دسته قسمت می شوند: دسته اول تایرهایی هستند که با برخورداری از دیواره های تقویت شده می توانند در صورت پنچری همچنان به حرکت خود ادامه دهند. به این نوع تایرها پنچررو (Run Flat) می گویند. دسته دوم تایرها، موسوم به Self Inflating، لاستیک هایی هستند که با برخورداری از سیستم های نصب شده قادر هستند باد تایر را در صورت کم شدن تنظیم کنند.

Run Flat

      

ادامه مطلب

 

نانو کامپوزیت ها

 

با توجه به این که تایر یکی از قطعاتی است که در صنعت و مهندسی نقش استراتژیک و بسیار مهمی دارد، در کشورمان فعالیت های گسترده ای برای تاسیس کارخانجات جدید تایرسازی و توسعه آنها درحال پیگیری و انجام است.
بنابراین پروژه های تحقیقاتی متعددی در جهت ارتقای خواص و ویژگی های کنونی تایرهایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، تعریف و اجرا شده است تا بتوان در آینده ای نه چندان دور از این دستاوردها در ساخت تایر استفاده کرد.
با موفقیت محققان پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی کشور در تولید نانوتایر، کشور ایران به عنوان تنها قدرت خاورمیانه و آسیا در عرصه طراحی و ساخت تایرهای نوین با استفاده از فناوری نانوشناخته شد و به این ترتیب همگام با دیگر تولیدکنندگان بزرگ تایر در سراسر دنیا، در آینده ای نزدیک با بهره گیری از فناوری نانو، تولید تایرهایی با خواص مکانیکی و دینامیکی بالا را آغاز خواهد کرد.
استفاده از این فناوری در حضور صنعت خودروسازی ایران در بازارهای جهانی بسیار تاثیرگذار خواهد بود.


مواد و توسعه آنها از پایه های تمدن بشری به شمار می آیند و به همین علت دوره های تاریخی را به نام مواد نامگذاری کرده اند. ما هم اکنون در عصر کربن زندگی می کنیم.

این در حالی است که بدون شناخت یک ماده جدید، از طریق بهینه سازی و ترکیب مواد نیز می توان قدم در عرصه های نوین گذاشت.

دستیابی به فناوری نانو می تواند مقدمه ای بر ایجاد تغییراتی شگرف و جدید در مواد کامپوزیتی باشد.

کامپوزیت ها ترکیباتی هستند که از چند ماده متمایز که اجزای آن به آسانی از یکدیگر تشخیص داده می شوند، ساخته شده اند. هدف از ایجاد کامپوزیت دستیابی به ماده ای ترکیبی با خواص و ویژگی های مورد نظر است.

نانو کامپوزیت ها نیز کامپوزیت هایی هستند که در مقیاس نانوساخته می شوند. این مواد در دو مرحله تشکیل می شوند. در مرحله اول ساختاری بلوری در ابعاد نانو ساخته می شود که زمینه یا ماتریس کامپوزیت محسوب می شود. ماده زمینه ممکن است از جنس پلیمر، فلز یا سرامیک باشد. در مرحله دوم ذراتی در مقیاس نانو به عنوان تقویت کننده برای استحکام ، مقاومت ، هدایت الکتریکی و... به ماده زمینه افزوده می شود. کامپوزیت های پلیمری به علت خواصی مانند استحکام ، سختی و پایداری حرارتی و ابعادی در ساخت هواپیماها مورد توجه قرار گرفته اند. با توسعه فناوری نانو، کاربرد کامپوزیت های پلیمری نیز گسترش خواهد یافت.

پلیمرها با استفاده از موادآلی یا معدنی تقویت می شوند. ذرات و الیاف با توجه به ساختارشان سبب ایجاد استحکام می شوند و ماده زمینه پلیمری با چسبیدن به موادمعدنی ، نیروهای اعمال شده به کامپوزیت را به طور یکنواخت به ماده تقویت کننده منتقل می کند و در نتیجه سبب ایجاد تغییر در میزان سختی ، شفافیت و تخلخل ماده درون کامپوزیت می شود. این ماده پلیمری می تواند سطح ماده تقویت کننده را از آسیب دور کند و ذرات را به گونه ای در کنار هم قرار دهد تا از ایجاد و گسترش هرگونه ترک یا شکاف در کامپوزیت جلوگیری شود. تبدیل کامپوزیت به نانو کامپوزیت سبب افزایش بازده استحکامی آن خواهد شد. در نانو کامپوزیت ها از مقادیر کمی ذرات نانومتری استفاده می شود. این ذرات علاوه بر افزایش استحکام پلیمرها، وزن آنها را نیز کاهش می دهند. به گفته دکتر محمد کرابی از محققان پژوهشکده پلیمر و پتروشیمی ایران و مجری این طرح امروزه مواد تقویت کننده در مقیاس نانو تولید و برای به کارگیری در آمیزه های لاستیکی اصلاح شده اند بنابراین امکان بررسی تقویت کنندگی این دسته از مواد در ترکیبات لاستیکی امکان پذیر است و می بایست نقش مواد نانو در ترکیبات لاستیکی و همچنین تایرها را به طور کامل مورد بررسی قرار داد. با توجه به احداث کارخانجات جدید تایرسازی و همچنین طرح توسعه اکثر تولیدکنندگان تایر به نظر می رسد دستیابی به فناوری نانو در ساخت تایر که قطعه ای استراتژیک و مهندسی محسوب می شود دارای اهمیت بسیار زیادی است و چه بسا در آینده ای نه چندان دور بدون استفاده از فناوری نانو ، تولیدکنندگان تایر در ایران با مشکلات اساسی در میدان رقابت جهانی مواجه خواهند شد.

ادامه مطلب

ساختمان تایر

Tire Structure

• آج تایر (tread) :
  این قسمت به عنوان رابط بین سطح جاده و تایر ، با ترکیبی از لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی به عنوان لایه خارجی وظیفه محافظت از بدنه را در برابر سایش و صدمات احتمالی بر عهده دارد. طرح‌های مختلف آج برای تخلیه بهتر آب از زیر تایر و افزایش قابلیت تایر در برخورد با شرایط گوناگون سطح جاده ساخته می‌شود. می‌توان به طرح‌های رگه‌ای (Rib) ، عرضی (Lug) ، ترکیبی از عرضی و رگه‌ای (Rib & Lug) و بلوکی (Block) اشاره کرد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند.
  
  

برای مثال طرح رگه‌ای در تایرها جهت استفاده در جاده‌های هموار برای حرکت سریع کاربرد دارد. مقاومت بالا در برابر لغزش و صدای کم از جمله ویژگی‌های این طرح است. همچنین در مورد طرح عرضی می‌توان گفت تایر با این آج نسبت به طرح رگه‌ای ، کشش (traction) بهتری دارد. اما صدای آن زیاد است و مقاومت کمی هم در برابر لغزش دارد. این طرح بطور کلی بیشتر مناسب خودروهایی است که در مسیرهای ناهموار تردد می‌کنند. طرح بلوکی تایر نیز بیشتر در تایرهای ویژه برف کاربرد دارد، زیرا باعث کاهش لغزش در جاده‌های برفی می‌شود.

• لایه های سرپوش (Cap plies) :
  برخی تایرها با دارا بودن 2 یا چند لایه از جنس پلی‌استر جهت نگه داشتن هر چه بهتر بقیه اجزای داخلی تایر خصوصا در سرعت‌های بالا انتخاب مناسبی برای خودروهای پرسرعت خواهند بود.
  
  
• تسمه محافظ (Belts) :
  در تایرهای رادیال ، لایه‌های محافظ فولادی مانند حلقه‌ای پیرامون تایر ، بین آج و بدنه قرار می‌گیرند. و علاوه بر ایجاد اتصال بین این دو قسمت و جذب ضربات ناشی از سطح جاده ، مانعی در مقابل سوراخ شدن بدنه ایجاد می‌کنند. البته در تایرهای بایاس پلای نیز لایه‌های محافظی از جنس نایلون و (بعضا در خودروهای سواری از جنس پلی استر) وجود دارد.
  
  
• بدنه تایر (Car Cass):
  بدنه متشکل از لایه‌هایی از رشته‌های مقاوم و مستحکم است که مجموعا قابلیت تحمل فشار داخلی تایر و همچنین جذب نیروهای وارده از سطح جاده را داراست. معمولا در خودروهای سواری جنس این لایه از الیاف پلی‌استر است و در خودروهای سنگین از فولاد استفاده می‌شود. زاویه نصب این لایه‌ها نسبت به محیط تایر در نوع رادیال بین 88 تا 90 درجه و در نوع بایاس پلای 30 تا 40 درجه است. استحکام یک تایر معمولی با تعداد لایه‌های بدنه توصیف می‌شود.
  
  
• زهوار تایر (Bead Bundle) :
  زهوار ، حلقه‌ای از سیم‌های فولادی با استحکام بالاست که با لاستیک پوشانده شده‌اند و جهت حفظ وضعیت تایر در رینک و جلو گیری از خروج تایر بکار می‌رود.
  
  
• دیواره‌های کناری (Side Walls) :
  پایداری جانبی تایر توسط این دیواره‌ها فراهم می‌شود و مشخصات تایر و نام سازنده آن نیز بر روی این قسمت نوشته می‌شود.
  
  
• آستر داخلی تایر (Inner Liner) :
  این لایه لاستیکی که جایگزینی برای تیوپ در تایرهای بدون تیوپ (Tubeless) است، جهت جلوگیری از نفوذ آزمایش‌های مربوط به هوا به بیرون از تایر بکار می‌رود.

 

شماتیک روش تولید تایر

 

  تاریخچه  لاستیک

 

 

Rubber History

 

 

لاستیک به ماده مهم اقتصادی و راهبردی تبدیل شده است. در ایالات متحده ، مصرف سرانه لاستیک تقریبا 16.8 و در هندوستان تنها 0.22 است. صنایع حمل و نقل ، شیمیایی ، برق و الکترونیک و همچنین فضایی همگن از مصرف کنندگان اصلی لاستیک هستند. وقتی تولید لاستیک طبیعی (کائوچو) بدلیل تهاجم ژاپن به مناطق تولید لاستیک سنتزی کرد که به سرعت هم توسعه یافت. بطوری که در حال حاضر 88 درصد لاستیک مصرفی در ایالات متحده منشا سنتزی دارد. صنعت لاستیک موارد زیر را شامل می‌شود. تولید مواد اولیه لاستیک‌های سنتزی ، انواع گوناگون لاستیک ، واردات لاستیک طبیعی ، تولید افزودنیهای لاستیک و نهایتا ساخت فراورده‌های لاستیکی.

در ابتدای جنگ جهانی دوم وقتی تولید لاستیک طبیعی (کائوچو) بدلیل تهاجم ژاپن به مناطق تولید لاستیک متوقف شد. ایالات متحده اقدام به ساخت واحدهای تولید لاستیک سنتزی کرد که به سرعت هم توسعه یافت. به طوری که در حال حاضر 88 درصد لاستیک مصرفی در ایالات متحده منشا سنتزی دارد. بنابراین عموما لاستیکها را به دو نوع لاستیک طبیعی و لاستیک سنتزی طبقه بندی می‌کردند. امروزه لاستیکها را به روشهای مختلف دسته بندی می‌کنند.

تاریخچه:

کریستف کلمب دریافت که بومیان آمریکا با توپهای لاستیکی بازی می کنند. اشیای لاستیکی نیز از چاه مقدس مایا در یوکاتان بدست آمده بود. لاستیک ، تا جایی که می‌دانیم محصول سرزمین آمریکا است ولی تنها از طریق انتقال آن به خاور دور و کشت در آنجا به این حد توسعه یافته است. نام Rubber به معنی پاک کن را پریستلی کاشف اکسیژن عنوان کرد. وی اولین کسی بود که قابلیت لاستیک در پاک کردن اثر مواد را مشاهده کرد. مواد لاستیکی تنها نتیجه تلاش در جهت تفلیحی و حفظ موادی چون افتیون ، بوتا‌دی‌ان و ایزوپرن بودند که از تقطیر تخریبی لاستیک طبیعی بدست می‌آمدند، بدین ترتیب راه تولید لاستیک سنتزی گشوده شد.

با آغاز جنگ جهانی اول ، انواع نامرغوب لاستیک از دی متیل بوتا‌دی‌ان در آلمان و روسیه تولید شد. گو دیر با کشف پخت لاستیک توسط گوگرد در سال 1839 به شهرت رسید. این کشف مشکل چسبانکی طبیعی لاستیک را حل کرد و آن را به صورت تجاری در آورد. بیشترین تغییرات به لحاظ تاریخی نتیجه محدودیت واردات لاستیک طبیعی به آمریکا بر اثر تهاجم نیروهای ژاپنی در سال 1941 بوده است. این حرکت سبب پژوهش و ساخت انواع لاستیک‌های سنتزی طی سالهای بعد شد.

 

 

 

انواع لاستیکها

 

 

1-     لاستیکهای طبیعی (natural rubber)

 

2-     لاستیکهای  مصنوعی (synthetic rubber)

 

 

( لاستیک طبیعی )

 

 

 

 

 

 

گیاهان بیشماری از جمله قاصدک ، گوایل ، گل روبینه و توت آمریکایی به عنوان منبع لاستیک پیشنهاد شده بودند. ولی هیچ یک توفیق درخت شیرابه ساز هوآ برزیلینسیس و همچنین صمغ درخت ساپوریلا و درخت بالاتا را نداشته است. لاستیک طبیعی عمدتا در کشتزارهای مالزی ، اندونزی ، لیبریا و همساگیانثی تولید شد، احتمالا به این علت که آنها مشکل بیماری‌های قارچی و حشرات را که کشتزاهای بومی در آمریکا را تهدید می‌کرد نداشتند. حدود 7 سال زمان لازم است تا این درختان به سن باروری برسند و پس از آن به مدت چند سال بار می‌دهند. بهره باردهی در طول جنگ دوم افزایش یافت و در حال حاضر از کشف انواع اصلاح شده درخت ، بهره‌ای بیش از 3000 کیلوگرم در هکتار (در سال) بدست می‌آید.

 

ساختار لاستیک طبیعی

 

لاستیک طبیعی یا کائوچو ، سیس- 1 ، 4- پلی ایزوپرن است و مولکولهای آن بر اثر کشش ، بلوری می‌شوند، بدین ترتیب شکل مطلوبی از تقویت حاصل می‌شود. به عنوان پیش نیاز ساختاری ، مولکولهای لاستیکهای طبیعی و سنتزی باید طویل باشند. خاصیت مشخصه کشیدگی برگشت‌پذیر به دلیل ترتیب اتفاقی و کلافی زنجیرهای بلند بسپاری است. بر اثر کشش ، زنجیرها بهم می‌خورند ولی مثل یک فلز ، پس از رها کردن تنش به شکل کلافی خود بر می گردند. لاستیک طبیعی 6 تا 8 درصد مواد غیر پلاستیکی دارد و در برابر گرما اندوزی مقاومت زیادی نشان می‌دهد.

 

روش تهیه لاستیک طبیعی

 

برای بدست آوردن شیرابه ، پوست درخت را طوری برمی‌دارند که مایع در فنجانهای کوچکی جمع شود، فنجانها باید مرتبا جمع‌آوری شوند تا از گندیدگی یا آلودگی شیرابه جلوگیری شود. پس از آن شیرابه به محل جمع آوری برده می‌شود و در آنجا پس از صاف شدن با افزودن آمونیاک محافظت می‌شود. لاستیک از طریق فرآیندی موسوم به انعقاد جدا می‌شود. این کار با افزودن اسیدها یا نمکهای مختلف انجام می گیرد. در طی این عمل ، لاستیک به شکل یک توده سفید خمیری از مایع جدا می شود، و سپس از آن با استفاده از غلتک ورقه‌ای و در نهایت خشک می گردد.

روش جدیدتر این است که با استفاده تیغه‌های دوار یا اعمال برش بین دو غلتکی که با سرعت متفاوت می چرخند ، شیرابه منعقد شده را به دانه تبدیل می‌کنند. دانه‌ها سپس به مدت چند ساعت در خشک کن‌های مکانیکی خشک می‌شوند، این عمل در روش قدیمی که از هوا یا دود چوب برای خشک کردن استفاده می شد چندین روز به طول می‌انجامید. به هر صورت ورقه یا دانه خشک شده متراکم و از آن مدلهایی به وزن 33 کیلوگرم می سازند.

مقداری از لاستیک طبیعی بصورت شیرابه به بازار عرضه می‌شود. پیش از آنکه لاستیک را بتوان با انواع افزودنیهای لازم آمیزه کاری مثل دوده (به عنوان پرکن) گوگرد یا ترکیبات گوگردی ، تسریع کننده و ولکانش ، ضد اکسنده محافظ و روغن بر روی همان غلتکها یا مخلوط‌کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها مقدار کمی لاستیک را در یک زمان می‌توانند عمل آورند. یک نمونه مخلوط‌کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها بسته‌های 250 کیلوگرمی را جوابگو باشد. پس از اختلاط ، لاستیک با روزن رانی یا قالب گیری به شکل محصول دلخواه در می آید و بعد پخت می شود. و ولکانشی به یک پلیمر سخت شبکه‌ای می‌انجامد که با گرمادهی مجدد نرم و با ذوب نمی‌شود.

 

 

( لاستیک مصنوعی )

 

 

 

دو لاستیک صناعی که برای نخستین بار با موفقیت تجاری همراه بودند، یعنی نئوپرن و تیوکول، هر دو برحسب تصادف تولید شدند. کشف نئوپرن شبه بخت یارانه و کشف تیوکول بخت یارانه بود.

شیمیدانان با حرارت دادن لاستیک در شرایط تنظیم شده و شناسایی قطعاتی که از تجزیه آن به دست می آمد، مطالبی در باره ساختار مولکولی لاستیک آموختند. یکی از این قطعات ایزوپرن بود، که ترکیبی پنج کربنی با دو پیوند مضاعف است. در سال 1920 هرمان استاودینگر مقاله معروفی نوشت که در آن برای ساختار فراورده های طبیعی مهمی نظیر لاستیک، سلولوز، و پروتئین ها، و نیز برخی مواد صناعی که ویژگی های مشابهی داشتند، توجیهی ارائه شده بود. به نظر وی این مواد، که ظاهراً با ترکیبات آلی ساده تر تفاوت مرموزی داشتند، پلیمر بودند ( این کلمه از دو واژه یونانی پلی به معنای چندین و مروس به معنای پاره یا قطعه مشتق شده است). پلیمرها از مولکول های عظیمی تشکیل شده اند که در آنها واحدهای تکرارشونده با همان انواعی از پیوندهای شیمیای که در ترکیبات ساده تر دیده می شوند به هم متصل شده اند. به عنوان نمونه فرمول مولکول لاستیک چنین پیشنهاد شد:

فرض شد که تعداد زیادی واحد ایزوپرن " منومر" ( لغتاً به معنای " یک پاره" ) در درخت کائوچو طی واکنش های زیست شناختی به یکدیگر متصل می شوند و مولکول های پلیمری بزرگ لاستیک به دست می آید.

پس از آنکه این فرمول برای لاستیک طبیعی پیشنهاد شد، تلاشهای زیادی برای تهیه نوعی لاستیک صناعی که ساختار مولکول و خاصیت ارتجاعی لاستیک به دست آمده از درخت را داشته باشد انجام شد. ایزوپرن در معرض کاتالیزورهای مختلفی قرار گرفت تا معلوم شود آیا به شکل چیزی مثل لاستیک پلیمریزه می شود یا نه. این تلاش ها به اندازه ای موفقیت آمیز بودند که مشخص شد نظریه استاد و دینگر صحیح است، اما جنبه های جزئیتر ساختار مولکولی ناشناخته بودند، تا سرانجام کارل زیگلر در 1953 کاتالیزورهای تنظیم کننده آرایش فضایی را کشف کرد ( در فصل 26 در باره این اکتشاف بخت یارانه توضیح داده شده است). معلوم شد که در لاستیک طبیعی آرایش واحدهای منومر ایزوپرن " تمام – سیس" است؛ این آرایش را می شد با کاتالیزورهای جدید در لاستیک صناعی تقلید کرد، در حالی که کاتالیزورهای قبلی باعث ایجاد آرایش اتفاقی واحدهای سیس و ترانس می شدند. تنها از این موقع بود که تولید لاستیک صناعی مقدور گردید، به نحوی که تقریباً نمی شد فرقی بین آن و همتای طبیعی اش گذاشت. امروز مهمترین عامل تعیین کننده استفاده از لاستیک طبیعی یا صناعی در ساخت تایر و تولیدات دیگر قیمت نفت است، که ماده اولیه لاستیک صناعی است.

دکتر و. س. کلکات، که در آزمایشگاه جکسون شرکت دوپون پژوهش می کرد، متوجه تحقیقاتی که پدر نیولند در دانشگاه نوتردام انجام داده بود شد. نیولند کشیشی کاتولیک، رئیس نوتردام و شیمیدان بود. او با انتشار نتایج تحقیقاتش نشان داد که استیلن، هیدروکربنی که فرمولH2 C2 را دارد، تحت شرایطی یک یا دوبار به خود اضافه می شود، و وینیل استیلن و دی وینیل استیلن، که مولکول هایی با فرمولC6H6,C4H4 هستند، ایجاد می کند. به عقیده کلکات ممکن بود این دیمرها و تریمرها آن قدر به واحد سازنده لاستیک طبیعی، یا ایزوپرن، شباهت داشته باشند که بتوان از آنها برای تهیه لاستیک صناعی استفاده کرد. عده ای از شیمیدانان زیر دست خود را در دوپون به این کار مشغول ساخت، اما موفقیتی نصیب شان نشد، بنابر این نزد والاس کارودرز رفت، که در ایستگاه آزمایشی دوپون که محل انجام مهمترین پژوهش ها در زمینه پلیمرها بود مقام سرگروهی داشت.

کارودرز به مسئله علاقه مند شد. از شیمیدانی به نام آرنولد کالینز که زیر نظرش کار می کرد خواست تا نمونه ای از مخلوط خامی را که به روش نیولند از استیلن به دست می آمد تخلیص کند. وقتی کالینز این کار را انجام داد توانست مقدار ناچیزی مایع جدا کند که به نظر می رسید نه وینیل استیلن باشد نه دی وینیل استیلن، و نیولند نیز آن را شرح نداده بود. اما آن را دور نریخت، بلکه در مدت تعطیلات آخر هفته بر میز کارش در کناری گذاشت. وقتی دوشنبه برگشت متوجه شد که مایع سفت شده است، و وقتی آنرا بررسی کرد، دریافت که حالتی لاستیکی پیدا کرده است، تا حدی که وقتی آن را روی میزش می انداخت، برمی گشت.

شاید بگویید این هیچ تصادف نبود، بلکه همان چیزی بود که کلکات انتظارش را می کشید یا حتی پیش بینی می کرد. اما وقتی این جامد لاستیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، معلوم شد شکل پلیمری هیدروکربن استیلن نیست، بلکه در آن کلر وجود دارد، که کاملاً غیر مترقبه بود. ظاهراً این کلر ناشی از اسید کلریدریک (HCI) بود که در روش نیولند برای به دست آوردن دیمر و تریمر استیلن استفاده می شد، و به وینیل استیلن اضافه شده بود. محصولی که از این اضافه شدن به دست آمد به دلیل شباهتش به ایزوپرن، کلروپرن نام گرفت. تنها تفاوتی که وجود داشت این بود که در مولکول منومر آن، اتم کلر به جای یک گروه متیل ( واحدی مولکولی متشکل از یک اتم کربن متصل به سه اتم هیدروژن، یعنی CH3) قرار گرفته بود. این پلیمر یزاسیون خود به خودی کلروپرن در طی تعطیلات آخر هفته بر میزکالینز ایجاد جامد لاستیک مانندی کرده بود که شرکت دوپون نئوپرن نامید.

معلوم شد که این لاستیک صناعی جدید بر خلاف لاستیک طبیعی مقاومت زیادی در برابر نفت، بنزین واوزون دارد. همین ویژگی ها باعث شد دوپون آن را با وجود گرانتر بودنش در مقایسه با لاستیک طبیعی، در سال 1930 تولید و به بازار عرض کند. نئوپرن هنوز هم مفید و ارزشمند است؛ دوامش در کار بردهای سنگینی همچون شلنگهای صنعتی، پوشش کف کفش، درزگیری دور شیشه ، تسمه های انتقال نیروهای مکانیکی سنگین و پوشش کابل های برق، اثبات شده است. از کاربردهای تازه و جالب آن، استفاده از نئوپرن به عنوان ماده چسباننده کمربندهای چرمی دو لایه است: با این ماده می توان دو نوار چرمی سیاه و قهوه ای را بدون دوزندگی بطور دایمی به هم چسباند و کمربندهای دو رنگ قابل تعویض تولید کرد.

در سال 1924 ج . س . پاتریک تصمیم گرفت از مقادیر زیاد اتیلن و گاز کلر که محصول جانبی فرایندهای صنعتی بود، ماده مفیدی تهیه کند. از قبل می دانستندکه از ترکیب این دو ماده دی کلرید اتیلن به دست می آید؛ پاتریک مشغول آزمایش بر روی واکنش مواد مختلف با دی کلرید اتیلن بود، به این امید که اتیلن گلیکول، که محصول قابل فروشی بود، تولید شود. یکی از موادی که امتحان کرد پلی سولفید سدیم بود. واکنش این ماده با دی کلرید اتیلن موجب تولید مایع گلیکولی که به دنبال آن بود نشد، بلکه ماده ای نیمه جامد و لاستیکی به دست آمد. پاتریک بی درنگ به اهمیت بالقوه این جسم لاستیکی پیش بینی نشده پی برد، و طرح پژوهشی گسترده ای را آغاز کرد که پس از مدت کوتاهی به در خواست ثبت امتیاز و تاسیس شرکتی برای تولید این لاستیک صناعی جدید منجر شد.

شرکت شیمیایی تیوکول، که پاتریک رئیس آن بود، تیوکول A را در سال 1929 به بازار فرستاد. ساختار مولکولی آن با لاستیک طبیعی کاملاً تفاوت داشت، ولی در عین حال ارتجاعی بود. نسبت به لاستیک طبیعی یک برتری داشت و آن اینکه مثل نئوپرن در برابر مواد نفتی مقاوم بود. اما چندی نگذشت که عیب بزرگ آن معلوم شد: بوی گندی داشت!

شرکت تیوکول و دیگران لاستیک های پلی سولفید متعددی تولید کردند. در به کار گرفتن آنها از مقاومتشان در مقابل فراورده های نفتی و ویژگی های عایقکاری خوبشان نظیر درزگرفتن دور شیشه های اتومبیل و پوشاندن مخازن سوختی که در بالهای هواپیماها وجود دارند استفاده می شد. چون لاستیک های تیوکول را می شد در دمای پایین تثبیت کرد، مدتی از آنها به عنوان چسباننده و جزئی از سوخت های جامد موشک برای پرتاب ماهواره ها و سفینه های فضایی به مدار استفاده می شد.در سال 1982 شرکت نمک مورتون، شرکت تیوکول را خرید و تشکیل شرکت مورتون تیوکول را داد؛ هر دو شرکت قبل از ادغام در یکدیگر مواد شیمیایی تخصصی تولید کرده بودند و پس از ادغام نیز به کار خود ادامه دادند. شرکت مورتون تیوکول که از پیمانکاران عمده در ساخت شاتل فضایی نا فرجام چلنجر بود، دچار بدنامی زیادی شد. اما حلقه O شکلی که انفجار سفینه فضایی مزبور را به آن نسبت می دادند از لاستیک های صناعی پلی سولفید تیوکول نبود، بلکه آن را از ویتون، نوعی پلیمر ارتجاعی که از لحاظ شیمیایی بیشتر به تفلون شباهت دارد، تهیه کرده بودند.

 

نگاه اجمالی

 

لاستیک‌های سنتزی به دو گروه ولکانش پذیر و ولکانش ناپذیر دسته بندی شده‌اند. این کار از طریق ترکیب شیمیایی زنجیر بسپار هم انجام می‌گیرد. پرمصرف‌ترین لاستیک سنتزی SBR است. از دیگر کشپارهای معمولی می‌توان پلی ‌بوتا‌دی‌ان ، پلی اتیلن – پروپیلن ، لاستیک پوتیل ، نئوپرن ، لاستیکهای نیتریل و پلی ایزوپرن را نام برد.

تولید مواد اولیه لاستیک‌های سنتزی

 

مواد اولیه‌ای یاتکپارهایی که بطور عمده در تولید لاستیکها مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از :

·         بوتا‌دی‌ان :
بخش عمده بوتا دی ان به عنوان محصول جانبی از کراکینگ نفت (با بخار) در تولید اتیلن بدست می‌آید. هیدروژن زدایی از بوتان یا بوتن روش دیگری است که در صورت کمی تولید بصورت عملیات یک مرحله‌ای یا دو مرحله‌ای انجام می‌گیرد. تولید سالانه بوتا دی ان حدود 1.8 میلیون تن است.

·         استیرن :
عمدتا در تولید پلاستیکهای پلی استیرن به کار می‌رود. روش عمده تولید استیرن از طریق واسطه اتیل بنزن است. ابتدا بنزن با اتیلن آلکیل‌دار می‌شود. سپس بر روی کاتالیزگر کلرید آلومینیم ، اسید فسفریک جامد یا سیلیس – آلومین به استیرن هیدروژن زدایی می‌شود.

·         اکریلونیتریل :
عمدتا از روش سوهیو ساخته می‌شود. در این فرآیند ، پروپیلن در یک واکنشگاه کاتالیزی سیال بستر با هوا و آمونیاک عمل می‌شود. سیال خروجی در یک واحد خوب دوسویه تصفیه و آکریلونیتریل از طریق تقطیر جز به جز جدا می‌شود.

·         کلروپرن :
تکپاری است که از آن لاستیک نئوپرن ساخته می شود. این ماده از استیلن و هیدروژن کلرید بدست می‌آید. ابتدا استیلن به مونو وینیل استیلن ، دیمر می‌شود (دیمریزاسیون). سپس در واکنش با کلرید هیدروژن به کلروپرن تبدیل می گردد.

·         ایزو بوتیلن :
تکپار مصرفی در ساخت لاستیک بوتیل است و از تقطیر مشتقات گازی نفت بدست می‌آید.

·         ایزوپرن :
ایزوپرن را می‌توان از هیدروژن زدایی ایزوپنتال تولید کرد. ایزوپرن از پروپیلن هم ساخته می‌شود. همچنین از ایزوبوتیلن و متانول می‌توان ساخت و محصولی که به این روش بدست می‌آید خلوص بالایی دارد.

·         __اتیلن و پروپیلن از برشهای سبک نفتی به راحتی بدست می‌آید و این دو ترکیب را می‌توان از کراکینگ پروپان با برشهای سنگینتر (توسط بخار) تهیه کرد.

 

روش تولید لاستیک سنتزی

 

·         روش امولسیون سرد :
بسپاری در یک امولسیون در دمای 5 درجه سانتیگراد و به مدت 8 تا 12 ساعت انجام می‌گیرد. این عمل اغلب در یک مجموعه واکنشگاه انجام می‌گیرد. واکنش در 60 تا 75 درصد تبدیل خاتمه می‌یابد. امولسیون به صورت شیرابه در مخازن ذخیره انبار و برای رسیدن به نوع لاستیک مورد نظر با دستور کار مناسبی مخلوط می‌شود. مخلوط ابتدا منعقد ، سپس کاملا شستشو و پیش از عملیات خشکاندن آبگیری می‌شود. به عمده لاستیکهای SBR پیش از وولکانش روغن زده می‌شود. نرم شدن لاستیک با روغن با اضافه کردن دوده جبران می‌شود.

·         روش محلول :
در این نوع بسپارش ، کنترل بیشتری بر ساختار فضایی بسپار حاصل و طبعا خواص فیزیکی آن وجود دارد. توزیع واحدهای استیرن در طلوع زنجیر اتفاقی است. این بسپارش نسبت به بسپارش امولسیونی ، مقاومت سایشی و خستگی بهتر ، جهندگی بالاتر و گرما اندوزی کمتر دارد.

·         .در شرایط ویژه بسپارش ، همبسپارهای دسته‌ای استیرن و بوتا‌دی‌ان را می‌توان تولید کرد. این بسپارها گرما نرم‌اند و برای اینکه مفید باشند به وولکانشی نیازی ندارند.

 

 

 

نکات قابل توجه در تولید لاستیک سنتزی

 

·         بازیابی تکپار :
کیفیت لاستیک و سرعت واکنش هر دو با پیشرفت بسپارتی کاهش می یابند، به همین علت رسم بر این است که واکنش پیش از تبدیل کامل متوقف شود. بازیابی تکپار واکنش نکرده و تخلیص ، مرحله ضروری در واحد صنعتی تولید لاستیک سنتزی است. روشهای بازیابی از طریق عریانسازی با بخار شیرابه‌ها یا تقطیر از سیستم حلال بکار گرفته می‌شود.

·         انعقاد و خشکاندن :
فرایند تکمیل معمولا رسوب دهی لاستیک از امولسیون شیرابه یا از محلول حلال در شکل تکه‌ای است، پس از آن لاستیک خشک و به شکل عدل متراکم می‌شود.

بسته بندی لاستیک :
بسته بندی لاستیک‌های سنتزی مهم است چون بر طرف کردن مشکلاتی از قبیل چسبندگی به کیسه بسته بندی و آلودگی ناشی از حفاظت ناکافی گاهی امکان‌پذیر است و برخی لاستیکها بدلیل جریان یافتن شکل خود را از دست می‌دهند.

 

منبع :

gorohe tsl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

آمیزه کاری لاستیک

در آمیزه کاری لاستیکها افزودنیهای شیمیایی بسته به مصرفشان به گروههای دسته بندی می‌شوند.

 

• مواد ولکانشی 
  معمولا ترکیبات گوگردی هستند که از واکنش آنها با بسپار مواد شبکه‌ای 
• بدست می‌آید و اتصالات شبکه از نوع است. اتصالات عرضی ممکن است مونو – ، دی - ، یا پلی سولفیدی باشند. نوع اتصال از طریق غلظت گوگرد ، تسریع کننده ، باز دارنده و دما تعیین می‌شود.
  
  
• تسریع کننده‌ها 
  ترکیباتی هستند که زمان لازم برای ولکانشی لاستیک را از چند ساعت به چند دقیقه کاهش می‌دهند. ضمنا به گوگرد کمتری نیاز است و محصول یکنواخت‌تری هم بدست می‌آید. اغلب تسریع کننده‌ها نیتروژن و گوگرد دارند.
  
  
• مواد ضد پیری یا ضد اکسنده‌ها 
  این مواد قطعات لاستیکی را از تهاجم اکسیژن و اوزون محافظت می‌کنند. این ترکیبات به عنوان ضد اکسنده ، ضد اوزون یا عوامل ضد ترک خمشی دسته بندی می‌شوند. عمل آنها به این صورت است که واکنشهای زنجیری رادیکالی را متوقف می‌کنند و بدین ترتیب مانع از تخریب پیشتر زنجیر می شوند. مواد صنعتی معمولا آمینی یا فنلی هستند. آمینها محافظهای قوی هستند و به شکل وسیع در تایر و سایر قطعات تیره مصرف می‌شوند.
  
  
• نرمسازهای کاتالیزی یا مواد لخته‌زدا
  این مواد با کاهش گرانروی لاستیک فراورش آنرا آسان می‌کند. موقع اختلاط با لاستیک سبب شکست زنجیر و طبعا کاهش وزن مولکولی زیاد قابل استفاده‌اند.
  
  
• پراکنهای بی‌اثر یا خنثی 
  این مواد به مقدار زیاد به لاستیک اضافه می‌شوند. بعضی از آنها تنها برای سخت کردن یا نرم کردن فیزیکی است. خاک رس ، کربنات کلسیم ، خرده ذغال ، باریت و تقریبا گرد هر جامدی را می‌توان به لاستیک افزود که در نتیجه آن کلیه خواص کشش کاهش می‌یابد. ولی در عین حال کاهش می‌یابد ولی در عین حال کاهش قیمت ، سخت مناسب ، فقط شکل ، رنگ و سایر خواص مطلوب از دیگر آثار آن است. اما گرد بعضی مواد بی شکل خصوصا دوده و سیلیس ، به طرز ناباورانه‌ای سبب افزایش استحکام ، جهندگی ، مقاومت سایشی و سایر خواص مطلوب می‌شود و به همین سبب به تقویت کننده موسوم‌اند.
  
  فراوش پذیری با استفاده از لاستیک بازیافتی ، واکسها ، روغنها ، فاکتیس (روغنهای گیاهی و ولکانیده) و لاستیکهای معدنی (آسفالت ، قیر و هیدروکنهای سیر نشده و ولکانیده) یا از طریق واکنش شیمیایی روی مولکول ، کار مکانیکی ، گرما و خرد کردن بهبود می یابد. ساختار اسفنجی با افزودن بی‌کربنات سدیم ، کربنات سدیم ، کربنات آمونیوم و بی‌کربنات ، اوره یا ترکیبات آلی گاز زا به دست می‌آید. با افزایش قابل توجه و گوگرد و استفاده از پرکن در مقادیر زیاد به لاستیک سخت می‌توان دست یافت.

 

 

روشها و مراحل ساخت لاستیک

•  
• 
•  
• غلتک زنی یا پوشش دهی
  یکی از ابتدایی‌ترین مصارف لاستیکها ، پوشش دهی پارچه برای ضد آب کردن آن بوده است. محلول یا بتونه‌های لاستیکی در حلالها را می‌توان به سادگی روی پارچه پخش کرد. اما اگر از مواد لازم برای پخت و کنترل خواص استفاده نشود نتایج کاملا نامطلوبی به دست می‌آید. برای آغشته کردن پارچه به آمیزه‌های لاستیکی از روش غلتک زنی استفاده می‌شود، به این صورت که بر روی دستگاههای غلتک زن چند استوانه‌‌ای آمیزه لاستیکی را تحت فشار به داخل پارچه نورد می‌کنند. نخ تایر مورد خاصی است که برای ساخت آن نخهای پنبه ، ریون ، نایلون یا پلی استر در آرایش موازن توسط لاستیک روی یک دستگاه غلتک‌زن به هم می‌چسبند.
  
  
• قالب گیری
  آمیزه‌های خمیری لاستیکی را می‌توان به هر شکلی قالب‌گیری و شکل آنها را با پخت در قالب تثبیت کرد. یک نمونه مناسب توپ تنیس است. یک نوع بسیار مرغوب و ارتجاع پذیر لاستیک در قالبی که به شکل دو نیمه توپ است قالب گیری می‌شود. سپس این دو نیمه را به هم می‌چسبانند (با قرضی از ماده‌ای شیمیایی گاز زا که در داخل قرار دارد) و پخت می‌کنند، بر روی این مغزی پارچه و الیاف پرزدار مناسب چسبانده می‌شود این ماده سازه‌ای پیچیده که برای مصارف خیلی خشن مناسب است.
  
  
• روزن رانی
  نوار درزگیر ، شیلنگ ، تیوپ ، نخ تایر ، واشر ، پروفیل و بسیاری دیگر از قطعات لاستیکی به تقلید از روش روزن رانی پلاستیک‌ها ساخته و در طول همین عملیات یا بعدا ، پخت می‌شوند. تایر خودروها نمونه مناسبی است، مصرف عمده لاستیک در حمل و نقل است که به مصرف تایر می‌رسد. تایرهای امروزی ممکن است فاقد تیوپ باشند که در این صورت مجهز به لایه‌ای محافظ هستند یا این که تیوپ روزن رانی شده از جنس لاستیک بوتیل در آنها قرار داده می‌شود. لاستیک بوتیل با اینکه بسیار بی اثر یا مرده است ولی در برابر عبور هوا مقاومت بسیار عالی از خود نشان می دهد. در خودروهای جدید ، لاستیک را علاوه بر استفاده در تایر در پروفیل پنجره ، نوار درزگیر ، برف پاک کن ، شاسی موتور ، صندلی و به عنوان صدا خفه کن نیز به کار می‌برند. به طوری که در هر وسیله نقلیه چیزی حدود Kg 115 لاستیک به کار می‌رود.

آمیزه‌های شیرابه‌ای

شیرابه‌های غلیظ امکان استفاده از لاستیک را در شکل مایع فراهم می‌کنند، به صورتی که می‌توان عملیات پخش کردن ، رنگ کردن ، غوطه وری یا اسفنج سازی را روی آنها اجرا کرد. مواد پخت به شکل تعلیق اضافه می‌شوند ولی تقویت روی شیرابه‌ها چندان موثر نیست. با اینکه تجارت مبلمان ، بالش و تشک اسفنجی به استفاده از لاستیک‌های پلی اورتان و پلی‌اتر روی آورده ، ولی استفاده از شیرابه‌ها رو به گسترش است.

لاستیک‌های بازیافتی

لاستیک بازیافتی ماده‌ای مفید در آمیزه کاری است که از قطعات لاستیکی ضایعاتی به دست می‌آید. این قطعات را خرد و سپس با اعمال روشهای توام شیمیایی ، مکانیکی و حلال ، لاستیک ، پارچه ، فلز و سایر اجزای آن را جدا می کنند. لاستیک بازیافتی تا حدی وابسپارش می‌شود. و در حد بالایی دوده (یا رنگدانه دیگر) ، خاکستر و روغن دارد. با افزودن این ماده به آمیزه لاستیکی ، فراروش آمیزه بهتر می‌شود و معمولا به عنوان یک ماده ضایعاتی ارزان در محصولات بسیار ارزان هم به کار می‌رود. تنها حدود 10 درصد لاستیکهای نو بازیافت می‌شوند.


افزایش اخیر قیمت انرژی سبب توجه به ضایعات تایر به عنوان سوخت شده است. از سوختن 1Kg لاستیک MJ 17.7 انرژی بدست می‌آید. در حالی که سوختن همین مقدار زغال سنگ ، MJ 26.5 انرژی می‌دهد. استفاد از خرده تایرهای مستعمل در آسفالت نسبت به آسفالت معمولی مزایای بی‌شماری دارد. با اجرای این فرآیند سوئدی ، عمر جاده‌ها بیش از چهار برابر شده ، اصطکاک چرخ با سطح افزایش یافته ، صدا و براقی سطح هم کاهش یافته است.

مشتقات لاستیکی

از لاستیکها به ویژه لاستیک طبیعی به عنوان ماده اولیه در تولید انواع مشتقات لاستیکی استفاده شده است. صنایع پلاستیک در حال حاضر به این درست مواد شیمیایی لاستیکی روی آورده است، چون خود لاستیک یک مواد اولیه گران است. هالید‌ها با لاستیک در موضع پیوند دوگانه‌اش واکنش می‌دهند. محصول ، لاستیک کلردار (از برم و ید هم می‌توان استفاده کرد) است که به عنوان افزودنی رنگ قابل استفاده و در مقابل مواد شیمیایی مقاوم است.


از عمل کلرید هیدروژن بر محلول لاستیک در بنزن ، مشتق هیدروکلرید لاستیک بدست می‌آید، که بدون شک از بسیاری جوانب با خود لاستیک تفاوت دارد. این ماده پلاستیکی چقرمه و شفاف است که از فیلم آن در بسته بندی استفاده می‌شود. مشتق هیدرو کلرید لاستیک در برابر مواد شیمیایی مقاوم ، فیلم نازک عالی بدست می‌دهد و ضمنا رنگ ، بو ، مزه هم ندارد. PVC ، پلی اتیلن ، پلی پروپیلن و پلاستیک‌های جدیدتر کاربرد این مشتق گران را محدود کرده اند. از مخلوط لاستیک‌ها و رزین‌ها به وفور استفاده می‌رود. با افزودن لاستیک خواص ویژه‌ای چون مقاومت ضربه‌ای ، کش پذیری و جهندگی افزایش می‌یابد.

 

 

هدف آزمایش

تهیه نایلون 6 (پرلون)

ساختمان نایلون

تئوری آزمایش

روش‌های تهیه پلی ‌آمیدها با روش‌های تهیه پلی ‌استرها مشابهند. در سال 1936، دانشمند آلمانی "شلاک" موفق به پلیمریزاسیون کاپرولاکتام و تولید نایلون 6 شد. این نایلون به نام تجارتی "پرلون" در اروپا وارد بازار شد و پس از جنگ جهانی دوم ، تولید نایلون 6 در اکثر کشورها شروع شد.
پرلون (Perlon) ، پلی آمید مشهوری است که در اشل صنعتی از واکنش خود تراکمی 6- آمینوهگزانوئیک اسید بدست می‌آید.

این ترکیب از طریق نوآرایی "بکمن" سیکلوهگزانون اکسیم و تبدیل به 4- کاپرولاکتام قابل دسترسی است. وزن مخصوص نایلون ، 1.14است و در حدود 215-220 درجه سانتی‌گراد ذوب می‌گردد.

وسایل و مواد مورد نیاز برای تولید در صنعت

• رآکتور (بزرگ برای اشل صنعتی)
• کاپرولاکتام
• دی‌اکسید تیتان
• اسید استیک
• سیسم ریسندگی

روش تهیه

در مرحله اول برای تولید صنعتی ، (چون مرحله اول پلیمریزاسیون) ، کاپرولاکتام مذاب همراه کمی دی‌اکسید تیتان و اسید استیک توسط یک فیلتر وارد لوله‌های رآکتور پلیمریزاسیون می‌شود، پلیمری که تولید گردید، پس از خروج از رآکتور بالافاصله وارد سیستم ریسندگی می‌گردد. در مرحله دوم که شامل ریسندگی است، نایلون 6 به حالت مذاب وارد منافذ ریزی شده و از آن به صورت رشته‌های ظریفی خارج می‌گردد.

این رشته‌ها ، 5 برابر طول خود کشیده می‌شوند. سپس با آب بشویید و خشک کنید و به صورت کلاف بپیچید.

دست مصنوعی نایلونی

نتیجه آزمایش

الیاف حاصل ، الیاف نایلون 6 است. مهم‌ترین کاربرد نایلون 6 ، در ساخت تایر اتومبیل ، تولید نخ ماهیگیری به قطر 0.1mm تا 1.5mm برای مصارف ماهیگیری ، تهیه طناب به اقطار مختلف تا 10cm برای بستن و یدک کشیدن کشتی‌ها ، ساخت لوله ، تولید جوراب و انواع لباسهای مختلف زنانه و مردانه ، ساخت فرشهای ماشینی ، موکت ، پرده ، رویه مبل و بافت انواع دیگر

هدف آزمایش

تهیه پلی استایرن به روش پلیمریزاسیون زنجیری
تئوری آزمایش
بطور کلی ، پلیمریزاسیون زنجیری به واکنش ترکیب مولکول‌های منومر با یکدیگر و تشکیل مولکول‌های بزرگ پلیمری گفته می‌شود. در این روش ، تغییر در ترکیب عنصری بوجود نمی‌آید و در روند پلیمریزاسیون ، به هیچ وجه ، محصول جانبی بدست نمی‌آید. واکنش پلیمریزاسیون زنجیری ، برای ترکیباتی که دارای یک و یا چند بند سیر نشده می‌باشند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پلی استایرن‌ها ، پلاستیکهایی هستند که در ساخت آنها ، از منومر استایرن استفاده شده باشد. معروفترین پلاستیکها از این خانواده پلی استایرن ، پلی استایرن اصلاح شده ( ایمپکت پلی استایرن )، استایرن آکریلونیتریل (SAN ) و آکریلونیتریل بوتادین استایرن ( ABS ) است.

وسایل مورد نیاز

1. 4 عدد لوله آزمایش که بوسیله شعله از قسمت دهانه کشیده شده‌اند
2. 4 عدد بشر 100 میلی لیتری
3. 4 عدد ظرف پتری
4. استایرن
5. بنزن و یا تولوئن
6. اتیل الکل و یا اتر نفت

روش آزمایش

داخل هر یک از 4 لوله آزمایش ، 2 گرم (2,2 میلی لیتر) استایرن می‌ریزیم. لوله‌های آزمایش بکمک شعله بدقت کشیده شده و مسدود می‌شوند. لوله‌های آزمایش 1 تا 4 بترتیب در دماهای ثابت 100 ، 120 ، 140 و 160 درجه سانتی‌گراد بمدت 3 ساعت داخل حمام‌های گلیسیرین قرار داده می‌شوند. پس از پایان زمان فوق ، لوله‌های آزمایش به آرامی سرد شده و بدقت باز می‌شوند و بر روی هر کدام از لوله های آزمایش ، 10 الی 15 میلی‌لیتر بنزن و یا تولوئن جهت انحلال پلی‌استایرن اضافه می‌شود.

باید به این نکته توجه داشت که در دماهای آزمایش بالاتر از 100 درجه سانتی گراد ، حلال بتدریج به پلیمر اضافه شود. پلیمرهای حل شده به بشرهای حاوی 40 الی 50 میلی لیتر الکل اتیلیک و یا اتر نفت ، ریخته شده ، پلیمر رسوب می‌کند. سپس رسوب به دقت جدا شده و دوباره با 10 الی 15 میلی لیتر رسوب دهنده شسته می‌شود. پلی استایرن جامد بدست آمده ، ابتدا در هوا (محیط) و سپس در اتوخلاء در دمای 60 الی 70 درجه سانتی گراد خشک شده و توزین می‌گردد.

نتیجه آزمایش

در قدیم ، پلی استایرن بعنوان عایق در صنایع الکتریکی مصرف می‌شد و همینطور زمانی بعنوان لاستیک مصنوعی بکار می‌رفت. ارزانی ، قالب پذیری خوب و سایر خواص پلی استایرن سبب شده که این پلیمر در اغلب صنایع مانند صنایع تولید وسایل خانگی ، صنایع غذایی ، صنایع بسته بندی ، صنایع تولید اسباب بازی و صنایع تولید عایق الکتریسته و عایق حرارت کاربرد داشته باشد.

مصارف کشپاری پلی استایرن شامل تایر ، شیلنگ ، تسمه ، کفش ، الیاف پوشش دار و عایق الکتریکی می‌شود. کاربردهای پلاستیکی شامل فیلم بسته بندی ، قطعات خودرو ، ظروف ، چمدان ، اسباب بازی ، لوله های آب گذر و فاضلاب ، لایه‌های یخچال ، محصولات اسفنجی (کولر و فنجان قهوه) و جعبه تلویزیون است. اسامی تجارتی پلی استایرن ( PS ) ، لوسترکس ، هوستیرن ، استیروسل و استیروفرم است.

 

هدف آزمایش

تهیه پلی متیل متاکریلات بروش نوری

تئوری آزمایش

بطور کلی ، پلیمریزاسیون زنجیری به واکنش ترکیب مولکولهای منومر با یکدیگر و تشکیل مولکولهای بزرگ پلیمری گفته می‌شود. در این روش ، تغییری در ترکیب عنصری بوجود نمی‌آید و در روند پلیمریزاسیون به هیچ وجه ، محصول جانبی بدست نمی‌آید. واکنش پلیمریزاسیون زنجیری برای ترکیباتی که دارای یک یا چند بند سیر نشده می‌باشند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پلیمریزاسیون ، تنها مختص ترکیباتی که در آنها ، بند دوگانه بین دو اتم کربن واقع است، نمی‌باشد، بلکه در مورد بندهای دوگانه مابین کربن و عنصر دیگر نیز بوقوع می‌پیوندد. این مورد ، حالتی استثنایی می‌باشد و در این مقوله ، تنها بذکر پلیمریزاسیون ترکیباتی که بند دوگانه مابین دو اتم کربن قرار دارد توجه داریم. در این روش ، بعلت بالا بودن سرعت واکنش نسبت به روشهای دیگر ، می‌توان به اجرام بسیار بالایی دست یافت.

وسایل مورد نیاز

• 4 لوله آزمایش که بوسیله شعله از قسمت وسط کشیده شده‌اند.
  
  
• 4 عدد بشر 100 میلی لیتری
  
  
• لامپ جیوه
  
  
• پایه فلزی
  
  
• متیل متاکریلات
  
  
• بنزن
  
  
• اتر نفت
  
  
• هپتان و یا هگزان

روش آزمایش

داخل چهار لوله آزمایش ، 5 گرم ( 5,3 میلی لیتر ) ، متیل متاکریلات می‌ریزیم. بکمک شعله ، دهانه لوله‌های آزمایش را بادقت می‌کشیم و می‌بندیم و به پایه فلزی متصل می‌کنیم. بوسیله لامپ جیوه‌ای ، لوله آزمایش شماره 1 ( لوله‌های آزمایش را شماره‌گذاری کرده‌ایم ) را بمدت دو ساعت ، لوله آزمایش شماره 2 را بمدت چهار ساعت ، لوله آزمایش شماره 3 را بمدت شش ساعت و لوله آزمایش شماره 4 را بمدت هشت ساعت ، تحت تشعشع قرار می‌دهیم.

بعد از پایان موعد مقرر ، دهانه لوله‌های آزمایش را بدقت باز می‌کنیم. بر روی هر کدام از لوله‌های آزمایش ، 20 میلی لیتر بنزن ریخته و پلی متیل متاکریلات حاصل شده را در آن حل می‌کنیم. بعد از انحلال ، پلیمر را بداخل بشرهای 100 میلی لیتری منتقل می‌کنیم و بکمک 50 الی 60 میلی لیتر اتر نفت ، هپتان و یا هگزان ، پلیمر را رسوب می‌دهیم. رسوب پلی متیل متاکریلات را بدقت جدا می کنیم.

نتیجه آزمایش

پلیمر پلی متیل متاکریلات از طریق پلیمریزاسیون زنجیری حاصل شد که در اینجا ، بطریق پلیمریزاسیون نوری بود. پلیمر حاصل در سرویسهای حمام و همینطور در لنزها مورد استفاده قرار می‌گیرد

ساختمان پلی استر

هدف آزمایش

پلیمریزاسیون تراکمی اسید آدپیک- اتیلن گلیلول

تئوری آزمایش

پلی استرها از متراکم شدن دی اسیدها با دی‌الها یا پلی‌الها بدست می‌آیند. دی اسیدها می‌توانند آلیفاتیک یا آروماتیک باشند. تهیه پلی استر ، جزو "پلیمریزاسیون مرحله‌ای یا تراکمی" می‌باشد. اگر در جریان واکنش پلیمریزاسیون ، بهمراه پلیمر ، مواد دیگری با اجرام مولکولی پایین تشکیل شوند و تغییر در ترکیب عنصری ساختمانی پلیمر حاصل شود، پلیمریزاسیون از نوع مرحله‌ای یا تراکمی بوده و منومرهای که بدین ترتیب پلیمریزه می‌شوند، حاوی دو و یا چند گروه عاملی‌اند.

مکانیسم پلیمریزاسیون تراکمی بر اساس واکنشهای تراکمی که در شیمی آلی کاربرد بسیاری دارند، پایه ریزی می‌شود. بعلت وجود دو یا بیشتر از دو گروه عاملی در مولکولهای منومر ، واکنش تراکمی به دفعات تکرار می‌شود. در نتیجه این تکرارها ، زنجیر پلیمری طویل شده و درشت‌مولکول پلیمر تولید می شود. در اثر ترکیب هر مولکول منومر ، موادی با اجرام مولکولی پایین مثل آب ، الکل ، آمونیاک و... جدا می‌شوند.

وسایل مورد نیاز

• بالن ته‌گرد متصل به بورت و کندانسور و دماسنج
• کپسول چینی
• اسیدآدیپیک
• اتیلن گلیکول

پارچه پلی استری

روش آزمایش

14,6 گرم (0,1 مول) اسید آدیپیک و 6,8 گرم (0,11 مول) اتیلن گلیکول را بمدت 4 ساعت در دمای 190-180 درجه سانتی گراد در حال بهم زدن در بالن گرم می‌کنند. مایع ویسکوز (گران‌رو) بدست آمده را به کپسول چینی بزرگی ریخته و سرد می‌کنند.

نتیجه آزمایش

مایع ویسکوز بدست آمده یک پلی استر است که در صنعت پوشاک و... کاربردهای فراوانی دارد. توجه داشته باشید که زمان تهیه پلی استر بسیار مهم است. اتیلن گلیکول را که در این آزمایش مصرف شد، بصورت صنعتی از اکسیداسیون اتیلن در حضور کاتالیزور نقره بدست می‌آورند.

 

 

                               

                                        

پس از سال ها به كارگيري لوله هاي فولادي در زمينه توزيع گاز و مشكلات فراواني كه از لحاظ اقتصادي و فني داشته است، هم اكنون استفاده از لوله هاي پلي اتيلن راه حل اقتصادي و نويني براي بهبود ساختار سيستم هاي توزيع گاز محسوب مي شود. اين تكنيك بر مبناي حداكثر استفاده از كيفيت هاي ويژه پلي اتيلن بنا نهاده شده است. در مقام مقايسه مي توان گفت كه اين نوع لوله از مزايا و برتري هاي بي شماري نسبت به لوله هاي فولادي برخوردار است، به طوري كه استفاده از تكنولوژي پلي اتيلن براي توزيع گاز، علاوه بر سرعت كار و سهولت اجرايي از لحاظ اقتصادي و طول عمر و... نيز مقرون به صرفه است. اين مقاله به بررسي جنبه هاي فني و اقتصادي ساخت و به كارگيري اين پليمر با ارزش در فناوري توزيع گاز داخل كشور و مطالعات و تحقيقات انجام گرفته در اين زمينه به اختصار پرداخته است.

• تاريخچه استفاده از لوله هاي پلي اتيلن

از بدو ورود گاز به دنياي مصرف، بسياري از كشورها به دنبال تكنيك هاي جديد توزيع آن از راه شبكه هاي گازرساني بوده اند. در گذشته لوله هاي فولادي و سپس لوله هاي پوشش دار در شبكه هاي توزيع گاز استفاده مي شد. اگرچه كاربرد لوله هاي فولادي پوشش دار رضايت بخش و از خواص مكانيكي خوبي برخوردار بود،اما استفاده از آن مشكلات متعددي به ويژه مساله حفاظت از زنگ را دربرداشت. با توجه به اين امر تلاش مهندسان گاز براي استفاده از لوله هايي با قدرت شكل پذيري بيشتر و شكنندگي كمتر كه داراي خواص فيزيكي خوبي باشد و تحت تاثير خوردگي نيز قرار نگيرد، منجر به كاربرد نوع خاصي از پليمرها به نام پلي اتيلن شد. استفاده از لوله هاي پلي اتيلن در جهان از حدود 30سال پيش به شدت گسترش يافت. اين كار در حقيقت جواب كاملي به توسعه سيستم توزيع گاز با فشار متوسط است. در سال 1985 طول لوله هاي پلي اتيلن در فرانسه براي خطوط اصلي و انشعاب هاي آن حدود 33هزار كيلومتر و تعداد اتصال هاي الكتروفيوژن به كار رفته رقمي حدود 13ميليون بوده است.چندسال است كه در خدمات مهندسي شبكه هاي گازرساني بحث جايگزيني پلي اتيلن به جاي فولاد در سيستم توزيع گاز مورد توجه قرار گرفته و طراحي و اجراي شبكه هاي توزيع گاز شهري توسط لوله و اتصال هاي پلي اتيلن انجام مي گيرد.

• برتري هاي پلي اتيلن نسبت به فولاد

مزاياي بسياري براي فناوري پلي اتيلن قابل طرح است از جمله: سبكي لوله هاي پلي اتيلن؛ حمل و نقل آن ها آسان است و در نتيجه لوله گذاري در كانال به سرعت انجام مي گيرد.انعطاف پذيري؛ به طوري كه مي توان آن ها را به صورت حلقه يا روي درام با طول هاي بلند كه گاه طول لوله به حدود 200متر يا بيشتر مي رسد، در محل كار مورد استفاده قرار داد. همچنين لوله گذاري لوله هاي پلي اتيلن در زمين هاي شني و سنگلاخي بدون استفاده از زانويي انجام مي پذيرد. لوله هاي پلي اتيلن اين حسن را دارد كه احتياجي به نصب سيستم حفاظت از زنگ زدگي ندارد. در حالي كه اين مورد براي لوله هاي فولادي با هزينه هنگفتي به كار گرفته مي شد. همچنين تعميرات ساده و سريع، كنش سريع براي قطع گاز با سيستم فشردن، آموزشي ساده و سريع، كارايي شبكه، طول عمر لوله و اتصالات، ايمني بيشتر نسبت به لوله هاي فولادي، سازگاري بهتر با محيط و نفوذ ناپذيري پلي اتيلن در مقابل بسياري از گازها و سيالات از جمله مزاياي اين پليمر به شمار مي آيد.

• روش هاي توليد رزين پلي اتيلن

براي تهيه رزين پلي اتيلن به اتيلن نياز است كه از هيدروكربن هاي موجود در نفت يا گازطبيعي به دست مي آيد. در حال حاضر روش هاي مختلفي براي تهيه پلي اتيلن وجود دارد كه مشهورترين آن ها روش فشار خيلي زياد براي تهيه رزين پلي اتيلن سبك و روش زيگلر، روش فيليپس و روش استاندارد اويل براي تهيه رزين پلي اتيلن سنگين و روش يونيون كاربيد براي توليد رزين پلي اتيلن خطي استفاده مي شود. خواص پلي اتيلن به ميزان شاخه هاي مولكولي در پليمر خطي بستگي دارد و اين ميزان با روش هاي تهيه مرتبط است. معمولا هرچه ميزان شاخه هاي مولكولي در پليمر بيشتر باشد وزن مخصوص، نقطه ذوب و سختي پليمر كمتر و نفوذ گاز و بخار در آن بيشتر است. وزن مخصوص رزين پلي اتيلن سبك حدود 0/925ـ 0/910 و وزن مخصوص پلي اتيلن خطي حدود 0/940ـ0/925 و وزن مخصوص پلي اتيلن سنگين حدود 0/965ـ 0/941است. قابليت جذب رطوبت توسط انواع پلي اتيلن از 15درصد وزني تا يك درصد وزني است. نقطه ذوب پلي اتيلن سبك نيز حدود 110درجه سانتي گراد و براي پلي اتيلن سنگين حدود 135درجه سانتي گراد است. مصرف رزين پلي اتيلن بسيار متنوع و در همه ي صنايع به طور مختلف كاربرد دارد.گفتني است كه هم اكنون در مجتمع پتروشيمي اراك رزين پلي اتيلن با دانسيته هاي مختلف و مطابق استانداردهاي جهاني و با معادل شركت هوخست آلمان براي مصارف گوناگون توليد مي گردد.

• ويژگي هاي رزين پلي اتيلن

رزين لوله و اتصالات ساخته شده بايد كاملا مطابق استانداردهاي جهاني همانند استاندارد NFI.54-065,066 فرانسه باشد.خوشبيني همزمان نسبت به تمامي ويژگي هاي مكانيكي يك رزين پلي اتيلن كار مشكلي است؛ منظور اين كه به هيچ وجه نمي توان توقع يك رزين ايده آل را براي پلي اتيلن داشت. اما به هر حال مواردي وجود دارد كه يكي موجب ديگري شده و در اين بين بهينه ترين حالت را بايد انتخاب كرد.

• توليد لوله و اتصال هاي پلي اتيلن در تكنيك توزيع گاز

لوله پامل در سه مرحله بسيار دشوار و ظريف ساخته مي شود. موادخام (رزين پلي اتيلن) به طور مرتب توسط يك غلطك به مركز راكتور به منظور دستيابي به يك نقطه ذوب مناسب و بسيار دقيق حمل مي شود. در اين حالت به هيچ وجه نبايد مواد مذاب با اكسيژن هوا تركيب شود، پلي اتيلن خام در قسمت خروجي راكتور نسبت به اشعه ماوراي بنفش و گرماي حاصل از اكسيداسيون حساس است و اين عمل موجب شكسته شدن زنجيره مولكولي ماده مي گردد. براي محافظت در برابر اشعه مذكور، دوده به ميزان 2/3 درصد جرم ماده در آن توزيع مي گردد. دوده به مراتب بهتر از رنگ دانه ي زرد مي تواند از ماده پلي اتيلن در برابر اشعه ي ماوراي بنفش حفاظت كند. توزيع دوده بايد همزمان با توليد رزين انجام گيرد و به طور بسيار دقيق در آن ممزوج شود. يكي از مشكلات توليد لوله براي استفاده در تكنيك توزيع گاز همين مساله است. لازم به ذكر است بيرون آوردن لوله و مراحل خنك سازي مستلزم به كارگيري تجهيزات و اعمال دقت فراوان است.

• هزينه توليد كمتر

توليد لوله  اتصالات پلي اتيلن براي مصارف گاز بسيار دقيق تر از توليد لوله هاي آب و ... است و در اين زمينه استانداردهاي بسياري بايد مراعات شود. با وجود چنين شرايطي در عمل، متوسط هزينه ي ساخت در واحد طول در يك شبكه توزيع از نوع پلي اتيلن حدود 35درصد كمتر از نوع فولادي است. اميد است به زودي بتوانيم مراجع توليد و ساخت لوله و اتصالات پلي اتيلن در داخل كشور را گسترش دهيم تا به نتيجه واقعي دست يابيم.

 

 

           Nedayegaz.com             منبع علمي

 

                                                                      (special thanks to miss badiee)

    

مقدمه

تصور جهان پيشرفته کنوني بدون وجود مواد پليمري مشکل مي‌باشد. امروزه اين مواد جزيي از زندگي ما شده‌اند و در ساخت اشياي مختلف ، از وسايل زندگي و مورد مصرف عمومي تا ابزار دقيق و پيچيده پزشکي و علمي بکار مي‌روند. کلمه پليمراز کلمه يوناني (Poly) به معني چند و (Meros) به معناي واحد با قسمت بوجود آمده است. در اين ميان ساختمان پليمرها با مولکولهاي بسيار دراز زنجير گونه با ساختمان فلزات کامل متفاوت است. اين مولکولهاي بلند از اتصال و بهم پيوستن هزاران واحد کوچک مولکولي مرسوم به منومر تشکيل شده‌اند. مواد طبيعي مانند ابريشم ، لاک ، قير طبيعي ، کشانها و سلولز ناخن داراي چنين ساختمان مولکولي هستند.

البته تا اوايل قرن نوزدهم ميلادي توجه زيادي به مواد پليمري نشده بود بوميان آمريکاي مرکزي از برخي درختان شيرابه‌هايي استخراج مي‌کردند که شيرابه بعدها نام لاتکس به خود گرفت. در سال 1829 ، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبيعي با سولفور و حرارت دادن آن ماده‌اي قابل ذوب ايجاد مي‌شود که مي‌توان از آن محصولات مختلفي نظير چرخ ارابه يا توپ تهيه کرد. در سال 1909 ميلادي فنل فرمالدئيد موسوم به باکليت ساخته شد که در تهيه قطعات الکتريکي ، کليدها ، پريزها و وسايل مصرف زيادي دارد.

در اثناي جنگ جهاني دوم موادي مثل نايلون پلي اتيلن ، اکريليک موسوم به پرسپکس به دنيا عرضه شد. نئوپرن را شرکت دوپان در سال 1932 ابداع و به شکل تجارتي ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد.

شاخه‌هاي پليمر

اولين قدم در زمينه صنعت پلاستيک توسط فردي به نام واسپاهيات انجام گرفت وي در تلاش بود ماده‌اي را به جاي عاج فيل تهيه کند. وي توانست فرآيند توليد نيترات سلولز را زا سلولز ارائه کند. در دهه 1970 پليمرهاي‌هادي به بازار عرضه شدند که کاربرد بسياري در صنعت رايانه دارند زيرا مدارها و ICهاي رايانه‌ها از اين مواد تهيه مي‌شوند. و در سالهاي اخير مواد هوشمند پليمري جايگاه تازه‌اي براي خود سنسورها پيدا کردند. پليمرها را مي‌توان از 7 ديدگاه مختلف طبقه بندي نمود. صنايع ، منبع ، عبور نور ، واکنش حرارتي ، واکنش‌هاي پليمريزاسيون ، ساختمان مولکولي و ساختمان کريستالي.

از نظر صنايع مادر پليمرها به چهار گروه صنايع لاستيک ، پلاستيک ، الياف ، پوششي و چسب تقسيم بندي مي‌شوند. اينها صنايع مادر در پليمرها مي‌باشند اما صنايع وابسته به پليمر هم فراوان هستند مانند صنعت پزشکي در اعضاي مصنوعي ، دندان مصنوعي ، پرکننده‌ها ، اورتوپدي از پليمرها به وفور استفاده مي‌شود. پليمرها از لحاظ منبع به سه گروه اصلي تقسيم بندي مي‌شوند که عبارتند از پليمرهاي طبيعي ، طبيعي اصلاح شده و مصنوعي.

رزين

منابع طبيعي رزينها ، حيوانات ، گياهان و مواد معدني مي‌باشد. اين پليمرها به سادگي شکل پذير بوده ليکن دوام کمي دارند. رايج عبارتند از روزين ، آسفالت ، تار ، کمربا ، سندروس ، ليگنپين ، لاک شيشه‌اي مي‌باشند. رزين‌هاي طبيعي اصلاح شده شامل سلولز و پروتئين مي‌باشد سلولز قسمت اصلي گياهان بوده و به عنوان ماده اوليه قابل دسترسي براي توليد پلاستيکها مي‌باشد کازئين ساخته شده از شير سرشير گرفته ، تنها پلاستيک مشتق شده از پروتئين است که در عرصه تجارت نسبتا موفق است.

پليمر مصنوعي

پليمرهاي مصنوعي را مي‌توان از طريق واکنشهاي پليمريزاسيون بدست آورد. از مواد پليمري مي‌توان در تهيه پلاستيکها ، چسبها ، رنگها ، ظروف عايق ، مواد پزشکي بهره جست. پلاستيکها به توليد طرحهاي جديد در اتومبيلها ، کاميونها ، اتوبوسها ، وسايل نقليه سريع ، هاورکرافت ، قايقها ، ترنها ، آلات موسيقي ، وسايل خانه ، يراق آلات ساختماني و ساير کاربردها کمک نموده‌اند در ادمه به بررسي کاربرد چندين پليمر مي‌پردازيم:

پليمرهاي بلوري مايع (LCP)

اين پليمرها بتازگي در بين مواد پلاستيکي ظهور کرده است. اين مواد از استحکام ابعادي بسيار خوب ، مقاومت بالا ، مقاومت در مقابل مواد شيميايي توام با خاصيت سهولت شکل پذيري برخوردار هستند. از اين پليمرها مي‌توان به پلي اتيلن با چگالي کم قابل مصرف در ساخت عايق الکتريکي ، وسايل خانگي ، لوله و بطريهاي يکبار مصرف ، پلي اتيلن با چگالي بالا قابل مصرف در ظروف زباله‌ها بطري ، انواع مخازن و لوله براي نگهداري و انتقال سيالات ، پلي اتيلن شبکهاي ، پلي پروپيلن قابل مصرف در ساخت صندوق ، قطعات کوچک خودرو ، اجزاي سواري ، اسکلت صندلي ، اتاقک تلويزيون و... اشاره نمود.

پليمرهاي زيست تخريب پذير

اين پليمرها در طي سه دهه اخير در تحقيقات بنيادي و صنايع شيميايي و دارويي بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند. زيست تخريب پذيري به معناي تجزيه شدن پليمر در دماي بالا طي دوره مشخص مي‌باشد که بيشتر پلي استرهاي آليفاتيک استفاده مي‌شود. از اين پليمرها در سيستم‌هاي آزاد سازي دارويي با رهايش کنترل شده يا در اتصالات ، مانند نخ‌هاي جراحي و ترميم شکستگي استخوانها و کپسولهاي کاشتي استفاده مي‌شود.

پلي استايرن

اين پليمر به صورت گسترده‌اي در ساخت پلاتيکها و رزينهايي مانند عايقها و قايقهاي فايبر گلاس در توليد لاستيک ، مواد حد واسط رزينهاي تعويض يوني و در توليد کوپليمرهايي مانند ABS و SBR کاربرد دارد. محصولات توليدي از استايرن در بسته بندي ، عايق الکتريکي - حرارتي ، لوله‌ها ، قطعات اتومبيل ، فنجان و ديگر موادي که در ارتباط با مواد غذايي مي‌باشند ، استفاده مي‌شود.

لاستيکهاي سيليکون

مخلوط بسيار کاني- آلي هستند که از پليمريزاسيون انواع سيلابها و سيلوکسانها بدست مي‌آيند. با اينکه گرانند ولي مقاومت قابل توجه در برابر گرما به استفاده منحصر از اين لاستيکها در مصارف بالا منجر شده است. اين ترکيبات اشتغال پذيري نسبتا پايين ، گرانروي کم در درصد بالاي رزين ، عدم سميت ، خواص بالاي دي الکتريک ، حل ناپذيري در آب و الکلها و ... دارند به دليل همين خواص ترکيبات سيليکون به عنوان سيال هيدروليک و انتقال گرما ، روان کننده و گريس ، دزدگير براي مصارف برقي ، رزينهاي لايه کاري و پوشش و لعاب مقاوم در دماي بالا و الکلها و مواد صيقل کاري قابل استفاده‌اند. بيشترين مصرف اينها در صنايع هوا فضاست.

لاستيک اورتان

اين پليمرها از واکنش برخي پلي گليکولها با دي ايزوسياناتهاي آلي بدست مي‌آيند. مصرف اصلي اين نوع پليمرها توليد اسفنج انعطاف پذير و الياف کشسان است. در ساخت مبلمان ، تشک ، عايق - نوسانگير و ... بکار مي‌روند. ظهور نخ کشسان اسپندکس از جنش پلي يوره تان به دليل توان بالاي نگهداري اين نوع نخ زمينه پوشاک ساپورت را دگرگون کرده است.

منابع مورد استفاده شده

1. مهندسي پلاستيک تاليف آر. جي. کرافورد ، ترجمه مهرداد کوکبي
2. پلاستيکهاي صنعتي تاليف مهندس شيرين خسروي
3. مواد پلاستيک تاليف حسين اميديان
   

ساختار پلیمرها

اغلب پلیمرهای متداول از پلیمریزاسیون مولکولهای ساده ألی به نام منومر به دست می أیند. برای مثال پلی اتیلن (PE) پلیمری است که از پلیمریزاسیون با افزایش (ترکیب) چندین مولکول اتیلن به دست می أید. هر مولکول اتیلن یک منومر نامیده می شود.

با ترکیب مناسبی از حرارت, فشار و کتالیزور , پیوند دوگانه بین اتمهای کربن شکسته شده و یک پیوند ساده کووالانسی جایگزین أن می شود. اکنون دو انتهای أزاد این منومر به رادیکالهای أزاد تبدیل میشود, به طوری که هر اتم کربن یک تک الکترون دارد که می تواند به را دیکالهای آزاد دیگر افزوده شود. از این رو در اتیلن دو محل ( مربوط به اتم کربن) وجود دارد که مولکولهای دیگر می توانند در آنجا بدان ضمیمه شوند . این مولکول با قابلیت انجام واکنش , زیر بنای پلیمرها بوده و به (مر) یا بیشتر واحد تکراری موسوم است. واحد تکراری در طول زنجیر مولکول پلیمر به تعداد دفعات زیادی تکرارمیشود. طول متوسط پلیمر به درجه پلیمرزاسیون یا تعداد واحدهای تکراری در زنجیر مولکول پلیمر بستگی دارد. بنابراین نسبت جرم مولکولی پلیمر به جرم مولکولی واحد تکرای به عنوان (درجه پلیمریزاسیون) تعریف شده است . با بزرگتر شدن زنجیر مولکولی ( در صورتی که فقط نیروهای بین مولکولی سبب اتصال مولکولها به یکدیگر شود) مقاومت حرارتی و استحکام کششی مواد پلیمری هر دو افزایش می یابند.

به طور کلی فرایند پلیمریزاسیون می تواند به صورتهای مختلفی مانند افزایشی , مرحله ای و .... انجام گیرد.در پلیمریزاسیون افزایشی , تعدادی از واحدهای تکراری به یکدیگر اضافه شده و مولکول بزرگتری را به نام پلیمر تولید می کنند. در این نوع پلیمریزاسیون ابتدا در مرحله اول رادیکال آزاد, با دادن انرژی (حرارتی , نوری) به مولکولهای اتیلین با پیوند دوگانه و شکست پیوند دوگانه , به وجود می آید. سپس رادیکالهای آزاد با اضافه شدن به واحدهای تکراری مراکز فعالی به نام آغازگر شکل میگیرند و هر یک از این مراکز به واحدهای تکراری دیگر اضافه شده و رشد پلیمر ادامه می یابد .

از نظر تئوری درجه پلیمریزاسیون افزایشی می تواند نامحدود باشد, که در این صورت مولکول زنجیره ای بسیار طویلی از اتصال تعداد زیادی واحدهای تکراری به یکدیگر شکل می گیرد. اما عملا رشد زنجیر به صورت نامحدود صورت نمی گیرد.هر چه قدر تعداد مراکز فعال یا آغازگرهای شکل گرفته بیشتر باشد , تعداد زنجیرها زیادتر و نتیجتا طول زنجیرها کوچکتر میشود و بدین دلیل است که خواص پلیمرها تغییر می کند. البته سرعت رشد نیز در اندازه طول زنجیرها موثر است . هنگامی که واحدهای تکراری تمام و زنجیرها به یکدیگر متصل شوند, رشد خاتمه می یابد.

از دیگر روشهای پلیمریزاسیون, پلیمریزاسیون مرحله ای است که در آن منومرها با یکدیگر واکنش شیمیایی داده و پلیمرهای خطی را به وجود می اورند. در بسیاری از واکنشهای پلیمریزاسیون مرحله ای مولکول کوچکی به عنوان محصول فرعی شکل می گیرد . این نوع واکنشها گاهی پلیمریزاسیون کندنزاسیونی نیز نامیده می شوند. 

  

مهندسي‌ پليمر

هركجا هستيد بايد بدانيد كه‌ يكي‌ از فرآورده‌هاي‌ صنعت‌ پليمر در اطراف‌ شما است‌. چرا كه‌ اين‌ صنعت‌ در ساخت‌ رنگ‌ درها و ديوارهاي‌ خانه‌ها و پوشاك‌، پوشش‌ كابل‌ها و سيم‌ها و هرآنچه‌ كه‌ از لاستيك‌ يا پلاستيك‌ ساخته‌ شده‌ است‌، نقش‌ كليدي‌ دارد.
پليمرها به‌ دو دسته‌ طبيعي‌ و مصنوعي‌ تقسيم‌ مي‌شوند. پليمرهاي‌ طبيعي‌ موادي‌ مانند تركيب‌هاي‌ سلولزي‌، چوب‌، كاغذ و پشم‌ هستند و از مواد نفتي‌ نيز مي‌توان‌ مواد پليمري‌ مصنوعي‌ را ساخت‌.
مهندسي‌ پليمر داراي‌ دو گرايش‌ اصلي‌ صنايع‌ پليمر و تكنولوژي‌ و علوم‌ رنگ‌ است‌.
گرايش‌ صنايع‌ پليمر
هدف‌ رشته‌ مهندسي‌ صنايع‌ پليمر توليد كليه‌ محصولات‌ پليمري‌ از قبيل‌ لاستيك‌، پلاستيك‌، الاستومر، رزين‌ و ساير مواد مورد نياز صنعت‌ است‌. پليمرها كاربرد پزشكي‌ نيز دارند. مثلاً دندان‌ مصنوعي‌ و لنزهاي‌ چشمي‌ همه‌ از مواد پليمري‌ ساخته‌ مي‌شوند. در كل مي‌توان گفت كه مهندسي صنايع پليمر شناخت، طراحي،‌ فرمولاسيون، آناليز و بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي سه ماده عمده لاستيك،‌ پلاستيك و كامپوزيت است.
درس‌هاي‌ اين‌ رشته‌ در طول‌ تحصيل ‌:
دروس‌ مشترك‌ در‌ گرايش‌هاي‌ مختلف مهندسي‌ پليمر:
رياضيات‌ عمومي‌، فيزيك‌ عمومي‌، شيمي‌ عمومي‌، برنامه‌نويسي‌ كامپيوتر، كارگاه‌ عمومي‌، شيمي‌ آلي‌، مباني‌ مهندسي‌ برق‌، موازنه‌ انرژي‌ و مواد، ترموديناميك‌ مهندسي‌، شيمي‌ پليمريزاسيون‌، انتقال‌ حرارت‌، مكانيك‌ سيالات‌، انتقال‌ جرم‌، عمليات‌ واحد، كنترل‌ فرآيندها، اقتصاد و طرح‌ مهندسي‌، نقشه‌كشي‌ صنعتي‌، استاتيك‌ و مقاومت‌ مصالح‌، ترموديناميك‌ مهندسي‌، مكانيك‌ سيالات‌، انتقال‌ حرارت‌، موازنه‌ انرژي‌ و مواد، عمليات‌ واحد، سينتيك‌ و طرح‌ راكتور، كنترل‌ فرايندها، شيمي‌ فيزيك‌، انتقال‌ جرم‌، رياضيات‌ مهندسي‌، روش‌هاي‌ اندازه‌گيري‌ كميت‌هاي‌ مهندسي‌، شيمي‌ فيزيك‌ پليمرها، شيمي‌ سينتيك‌ پليمريزاسيون‌، وسائل‌ اندازه‌گيري‌ مشخصات‌ مولكولي‌ پليمرها، روش‌هاي‌ اندازه‌گيري‌ مشخصات‌ پليمرها، مهندسي‌ و كارگاه‌ پلاستيك‌، رئولوژي‌ پليمرها، اصول‌ مهندسي‌ پليمريزاسيون‌، خواص‌ فيزيكي‌ و مكانيكي‌ پليمرها، تكنولوژي‌ و خواص‌ فيزيكي‌ الياف‌، مهندسي‌ و كارگاه‌ الاستومر، تكنولوژي‌ و كارگاه‌ كامپوزيت‌ها، خواص‌ و كاربرد پليمرهاي‌ طبيعي‌.
دروس‌ تخصصي‌ گرايش‌ صنايع‌ پليمر :
رئولوژي‌ پليمرها، مهندسي‌ الاستومر، مهندسي‌ پلاستيك‌، تكنولوژي‌ كامپوزيت‌ها، تكنولوژي‌ و خواص‌ فيزيكي‌ الياف‌. (بسياري‌ از درس‌هاي‌ اين‌ گرايش‌ همراه با آزمايشگاه‌ است‌.)
گرايش‌ تكنولوژي‌ و علوم‌ رنگ‌
امروزه 4 الي 5% از در آمد ناخالص دولت‌ها صرف خوردگي فلزات مي‌شود. البته در ايران هنوز آماري در اين مورد ارائه نشده است، اما ”كميته تحقيقات رنگ و خوردگي“ كه زير نظر ”شركت ملي پخش فرآورده‌هاي نفتي ايران“ داير شده است، معتقد است كه از دير باز يكي از معضلات شركت ملي پخش فرآورده‌هاي نفتي ايران، مشكلات ناشي از خوردگي مخازن و لوله‌ها بوده است.
بدون شك پاسخگوي اين مشكل متخصصان رشته تكنولوژي و علوم رنگ هستند زيرا يك بخش مهم از دروس اين رشته در مورد پوشش‌دهي (يكي از راه‌هاي مبارزه با خوردگي) است.
در كل دروس‌ گرايش‌ در دورة‌ كارشناسي‌ به‌ دو بخش‌ تقسيم‌ مي‌شود. يك‌ بخش‌ در مورد سنتز مواد رنگزا است‌ كه‌ كاربرد آن‌ در صنعت‌ نساجي‌، چاپ‌ و چرم‌سازي‌ است و بخش‌ دوم‌ پوشش‌دهي‌ است‌ كه‌ روي‌ سطوح‌ فلزي‌ يا غيرفلزي‌ مانند پليمرها، چوب‌ يا بتن‌ استفاده‌ مي‌گردد.
دروس‌ تخصصي‌ گرايش‌ تكنولوژي‌ و علوم‌ رنگ‌:
مهندسي‌ رزين‌هاي‌ صنعتي‌، تكنولوژي‌ توليد رنگ‌، شيمي‌ و تكنولوژي‌ مواد رنگزا، كنترل‌ رنگ‌، تكنولوژي‌ جوهرهاي‌ چاپ‌. (بسياري‌ از درس‌هاي‌ اين‌ گرايش‌ همراه با آزمايشگاه‌ است‌.)
توانايي‌هاي‌ لازم ‌:
واحدهاي‌ كارگاه‌ و آزمايشگاه‌ در هر دو گرايش‌ مهندسي‌ پليمر اهميت‌ بسزايي‌ دارد. به‌ همين‌ دليل‌ دانشجوي‌ اين‌ رشته‌ بايد قوي‌ بوده‌ و تحمل‌ ساعت‌ها كار در آزمايشگاه‌ را داشته‌ باشد. دانشجوي‌ گرايش‌ تكنولوژي‌ و علوم‌ رنگ‌ نيز نبايد حساس‌ باشد و بايد‌ بوي‌ مواد شيميايي‌ مختلف‌ را تحمل كند و بيماري‌ كوررنگي‌ نيز نداشته‌ باشد تا هنگام‌ ساخت‌ رنگ‌ دچار مشكل‌ نگردد. در كل‌ يك‌ دانشجوي‌ مهندسي‌ پليمر لازم است شيمي‌ را بداند تا بتواند پليمر را بفهمد. همچنين‌ اين‌ رشته‌ مثل‌ همه‌ رشته‌هاي‌ مهندسي‌ نياز به‌ رياضيات‌ قوي‌ دارد و بالاخره‌ دانشجوي‌ اين‌ رشته‌ بايد به‌ زبان‌ انگليسي‌ مسلط‌ بوده‌ و طريقه‌ استفاده‌ از رايانه‌ را نيز بداند.
موقعيت‌ شغلي‌ در ايران‌ :
امروزه‌ بيش‌ از 50% قطعات‌ خودروها از مواد پليمري‌ ساخته‌ مي‌شود. در صنايع‌ برق‌، الكترونيك‌ و مخابرات‌ نيز پليمرهاي‌ مصنوعي‌ به‌ عنوان‌ عايق‌هاي‌ الكتريكي‌ جايگاه‌ بسيار مهمي‌ دارند. در صنعت‌ پوشاك‌ نيز پليمرها مؤثر هستند. در صنايع‌ حمل‌ و نقل‌، صنايع‌ نظامي‌، پزشكي‌، كشاورزي‌ و بسته‌بندي‌ كاربرد مواد پليمري‌ بسيار گسترده‌ است‌. فارغ‌التحصيلان‌ مهندسي‌ پليمر گرايش‌ تكنولوژي‌ و علوم‌ رنگ‌ نيز مي‌توانند در كارخانجات‌ رنگ‌سازي‌ به‌ توليد رنگينه‌هاي‌ مصنوعي‌ بپردازند. از سوي ديگر امروزه‌ صنعت‌ پوشش‌دهي‌ بسيار گسترش‌ يافته‌ است‌ تا جايي‌ كه‌ در كنار هر صنعت‌ مادر حتماً يك‌ صنعت‌ پوشش‌دهي‌ حضوري‌ فعال‌ دارد؛ از دگمه‌هاي‌ يك‌ پيراهن‌ و سگك‌ كفش‌ گرفته‌ تا دستگيره‌ درها، پوشش‌هاي‌ صنعتي‌ مثل‌ ضد خوردگي‌ و پوشش‌هاي‌ تزئيني‌. در حال حاضر در بسياري‌ از شركت‌ها يك‌ ليسانس‌ شيمي‌ كار يك‌ مهندس‌ پليمر را انجام‌ مي‌دهد اما هر شركتي‌ كه‌ يك‌ مهندسي‌ پليمر استخدام‌ كرده‌ تازه‌ به‌ كارآيي‌ فارغ‌التحصيلان‌ اين‌ رشته‌ پي‌ برده‌ است‌.

دانشگاه‌هاي پذيرنده:	صنعتي اميركبير. ازاد داراب
مقاطع تحصيلي:	كارشناسي
دوره‌ها:	روزانه
دانشگاه:	دولتي
گرايش‌ها:	تكنولوژي و علوم رنگ، صنايع پليمر

نایلونها از گروه پلیمرهای پلی آمید هستند.این پلیمرها از طریق واکنش‌های چند تراکمی یا پلی کندانسیون تولید می‌شوند. می‌دانیم که نایلونها کاربردهای صنعتی فراوانی دارند. از جمله کاربردهای این پلیمرها در تهیه الیاف پارچه است.

ساختمان فضایی نایلون

پلی کندانسیون یا پلیمریزاسیون تراکمی

اگر در یک پلیمریزاسیون بر اثر واکنش منومرها باهم ، مولکولهای کوچکی مثل NH₃ ، H₂O و ... خارج شوند، پلیمریزاسیون را پلی کندانسیون یا تراکمی می‌نامند. مثل پلیمریزسایون گلوکز در تولید نشاسته و سلولز که منجر به خارج شدن آب می‌گردد و یا مثل بوجود آمدن نایلون که مانند مواد پروتئینی یک پلی آمید است و از پلیمر شدن یک آمید دو ظرفیتی به نام هگزامتیلن دی آمین به فرمول: NH₂ - (CH₂)₆ - NH₂ با یک اسید دو ظرفیتی به نام اسید آدیپیک به فرمول HOOC - (CH₂)₄ - COOH بوجود می‌آید.

در این عمل عامل OH – اسید از دو طرف با هیدروژن گروه آمین NH₂ – تشکیل آب می‌دهند و خارج می‌شوند و باقیمانده مولکولهای آنها ، زنجیر پلیمر را بوجود می‌آوردند. به عبارت دیگر واکنش چند تراکمی از متراکم شدن دو عامل مختلف از دو منومر مختلف و یا از متراکم شدن دو عامل مختلف از یک مولکول با همان مولکول پلیمر سنتز می‌شود.

پلی آمیدها

پلی آمیدها شامل سه نوع نایلون ، نایلون 6 ، نایلون 6و 6 و نایلون 11 می‌باشد. همانطور که ذکر شد، پلی آمیدها از طریق واکنشهای چند تراکمی یا پلی کندانسیون بوجود می‌آیند.

نایلون 6

نایلون 6 ، از باز شدن حلقه کاپرولاکتام در حضور آغازگر N - بنزوئیل δ - پیرولیدون و کاتالیزور سدیم آمید NH₂Na بدست می‌آید. ماده اولیه کاپرولاکتام ، بنزن است. از کاپرولاکتام در محیط عمل به مقدار بسیار زیاد داریم. ولی NH₂Na₂ ، چون بعنوان آغازگر بکار می‌رود، تنها به مقدار بسیار اندک داریم که آغازگر حلقه بوده و بعد از آن ، واکنش پیش خواهد رفت.

نایلون 6 و 6

همانطور که گفته شد، نایلون 6 و 6 از متراکم شدن اسید آدیپیک و هگزا متیلن دی آمین در حضور حرارت و حذف یک مولکول آب ایجاد می‌گردد.


یک مولکول آب + نایلون 6 و 6 <---------- HOOC-(Ch₂)₄-COOH + NH₂-(CH₂)₆-NH₂ + حرارت

نایلون 11

نایلون 11 فرآورده بسیار مهمی است که از متراکم شدن آمینو اندوکانوئیک اسید که از روغن گرچک گرفته می‌شود، بوجود می‌آید و پلی آمید Rilsan یا Nylon11 نامیده می‌شود. از متراکم شدن این ماده نیز در حضور حرارت ، آب آزاد می‌شود. Rilsan بهترین الیاف پارچه محسوب می‌شود. چون رنگ پذیری و استحکام بالایی دارد.

کیف از جنس نایلون

خواص و کاربردهای نایلون

بیشترین کاربرد نایلونها در تهیه الیاف پارچه و صنایع نساجی است و در تهیه قطعات صنعتی نیز کاربرد دارند. نایلون‌ها قدرت مکانیکی خوبی دارند و به این علت در این صنایع استفاده می‌شوند. این پلیمرها ، نقطه ذوب بالایی دارند. چون در بین زنجیرهای پلیمر ، پیوند هیدروژنی ایجاد شده است. این پلیمرها کمتر در حلال‌ها حل می‌شوند، اما قابل انحلال در اسید فرمیک و پلی آمیدها هستند

تاریخچه

از آغاز پیدایش انسان ، همواره چگونگی پوشش و نجات او از سرما مطرح بوده است. مصریها نزدیک به 5500 سال پیش هنر ریسندگی و بافندگی پنبه را آموختند و چینیها با پرورش کرم ابریشم در حدود 3600 سال پیش مشکلات پوشش خود را حل کردند. در سده هفدهم دانشمند انگلیسی به نام رابرت هوک "Robert- Hooke" پیشنهاد کرد که می‌توان الیاف را با توجه به شیوه‌ای که کرم ابریشم عمل می‌کند تولید نمود.

پس از آن ، یک بافنده انگلیسی به نام لویزشواب Lois- Schwabe توانست الیاف بسیار ظریف شیشه را با عبور شیشه مذاب از منافذ بسیار ریز تهیه نماید. پس از چندی ، سایر دانشمندان موفق به استخراج سلولز چوب و در نتیجه تولید الیاف شدند در سده‌های هجده و نوزدهم، همراه با انقلاب صنعتی ، رسیدگی و بافندگی مبدل به تکنولوژِی تهیه پارچه از الیاف گوناگون طبیعی و مصنوعی شد.

رده بندی الیاف در صنعت نساجی

در صنعت نساجی الیاف به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

• الیاف طبیعی "Natural fibers" الیاف طبیعی شامل دو بخش الیاف نباتی و الیاف حیوانی می‌باشند.

الیاف نباتی مانند: پنبه، کتان، کنف، رامی و الیاف حیوانی مانند: پشم و ابریشم

• الیاف کانی "Mineral fibres": الیاف کانی الیافی هستند که مواد اولیه آنها از کانیها بدست می‌آیند مانند الیاف شیشه‌ای و الیاف فلزی.
  
  
• الیاف مصنوعی که شامل دو دسته می‌باشند: یکی الیافی که منشا طبیعی دارند ولی توسط انسان دوباره تهیه می شوند مانند ویسکوز ، استات و تری استات که هر یک ریشه سلولزی دارند. و دیگری الیاف سینتتیک یا مصنوعی که از مشتقات نفتی تولید می‌شوند مانند: نایلون ، داکرون ، ارلون یا بطور کلی پلی آمیدها ، پلی استرها ، پلی اورتانها ، پلی اکریلونیتریل ، پلی وینیل کلراید و ... .

مقدمات تکمیل کالای نساجی

تمام پارچه‌های نساجی پس از خروج از سالن بافندگی کم و بیش دارای مقادیری ناخالصی و عیوب می‌باشند. لذا لازم است به منظور آماده کردن پارچه برای عملیات تکمیل اصلی آنرا تحت عملیات مقدمات تکمیل قرار داد. مانند توزین و متراژ پارچه ، کنترل عیوب پارچه ، گره گیری ، رفوگری و گرفتن ناخالصیها بخصوص در مورد پارچه‌های پشمی که دارای ناخالصیهای سلولزی و خرده چوب و ... می‌باشد.

روشهای تکمیل کالای نساجی

عملیات و کارهای تکمیل در نساجی برای افزایش نرمی زیر دست ، درخشندگی و بطور کلی افزایش مرغوبیت پارچه می‌باشد. عملیات تکمیل بستگی به چند عامل مهم دارد که عبارتند از: نوع الیاف ، ویژگی فیزیکی الیاف ، ابلیت جذب مواد گوناگون شیمیایی ، حساسیت الیاف نسبت به مواد تکمیل. عملیات تکمیل در مجاورت رطوبت ، دما و فشار معمولا به سه روش انجام می‌گیرد:

• روشهای مکانیکی: مانند تراش پارچه ، خار زدن ، اطو کردن ، پرس کردن و ... .
  
  
• روشهای شیمیایی: مانند تکمیل رزین ، سفید کردن و مقاوم کردن پارچه در برابر آتش و غیره. در این روش معمولا در اثر فعل و انفعالات شیمیایی حاصل بین لیف و ماده شیمیایی مصرف شده عمل تکمیل بدست می‌آید و یا اینکه ماده شیمیایی مصرف شده در اثر رسوب کردن و یا اضافه شدن در روی پارچه ، باعث تغییر در خواص پارچه می‌شود، مانند آهار دادن پارچه پنبه‌ای با محلول مواد پلیمری.
  
  
• روشهای مکانیکی- شیمیایی: در این حالت از روشهای مکانیکی و شیمیایی بطور توام بهره گرفته می شود، مانند بشور و بپوش کردن پارچه و یا تثبیت حرارتی پارچه.

انواع تکمیل

تکمیل موقت

در این نوع تکمیل ، کالا را به منظور خاصی تحت عملیات تکمیلی قرار می‌دهند بطوری که اثر تکمیلی آن در عملیات بعدی مثل شستشو و غیره از بین می رود، مانند آهار دادن پارچه‌های پنبه‌ای برای عملیات بافندگی و شستشوی آهار پس از خاتمه عملیات بافندگی.

تکمیل دائم

در این نوع ، اثر تکمیلی تا زمانی که پارچه حالت خود را از دست ندهد (مخصوصا در مقابل شستشو و پوشش) باقی خواهد ماند، مانند رسوب دادن رزینهای مصنوعی مثل استرها و اترهای سلولز در روی پارچه و یا کلرینه کردن کالای پشمی یا تکمیل با فرمالدئیدها.

تکمیل ثابت

در این نوع ، اثر تکمیل مادام العمر در روی کالا باقی می‌ماند و حتی بعد از اینکه پارچه حالت و ماهیت خود را به عنوان پارچه خارجی از دست بدهد، آثار تکمیل در آن باقی خواهد ماند. مانند پلیمریزه کردن بعضی از منومرهای اکریلیکی در روی زنجیرهای اصلی مولکولهای پارچه‌های سلولزی و یا پروتئینی

شستشوی کالای نساجی

عمل شستشو ، اولین عمل تکمیل مرطوب می‌باشد و به منظور بر طرف کردن مواد خارجی مانند روغنهای ریسندگی ، واکسها و ناخالصیهای قابل حل در محلولهای شستشو انجام می‌گیرد. عملیات شستشو عبارتست از عمل کالا با پاک کننده‌های مناسب همراه با مواد قلیایی و یا در غیاب مواد قلیایی. در صورت استفاده از صابون برای عملیات شستشو ، احتیاج به آب نرم می‌باشد. ولی برای پاک کننده‌های مصنوعی چگونگی سختی آب اهمیت ندارد. همچنین برای اصلاح سفیدی پارچه و شفافیت رنگ الیاف آن عمل شستشو انجام می‌گیرد.

آهار زنی و آهار گیری

به منظور افزایش استحکام در برابر پارگی ، کاهش نیروی سایشی و خواباندن پرزهای سطحی الیاف نخهای تار را آهار می دهند. مواد آهاری ، ماکرومولکولهایی هستند که ممکن است بر اثر پیوند بین خود و یا با الیاف تشکیل پوششی به دو نخ دهند. آهار طبیعی عبارتند از: نشاسته‌ها و مشتقات آنها ، مشتقات سلولزی و (پروتئینها)). آهارهای مصنوعی عبارتند از: انواع پلی وینیل الکلها ، انواع پلی اکریلات و انواع کوپلیمراستایرین و مائیک اسید.

قبل از انجام عملیات تکمیل مرطوب لازم است آهار نخ تار پارچه با اندازه کافی بر طرف شود تا در مراحل شستشو ، سفیدگری و رنگرزی یا چاپ ، مزاحمت و نایکنواختی ایجاد نکند و در ضمن مقداری از مواد در تکمیل رنگ را به خود جذب نکند. روشهای آهارگیری عبارتند از: آهار گیری با اسید ، آهار گیری با روش تخمیر ، آهار گیری با اکسید کننده‌ها ، آهار گیری با آنزیمها.

مرسریزاسیون

یکی از عملیاتی که روی پنبه انجام می شود، عمل مرسریزه می‌باشد که شامل تماس پنبه (اعم از الیاف نخ یا پارچه) با محلول سود سوزآور و سپس شستشوی محصول در محلول رقیق اسید و سپس آب سرد به منظور خنثی کردن قلیایی و سرانجام خشک کردن محصول است. بر اثر مرسریزاسیون درخشندگی و جلای پنبه افزایش می‌یابد و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن تغییرات زیادی پیدا می‌کند. معمولا پارچه‌های مرغوب پنبه‌ای پیراهنی ، رومیزی ، ملحفه‌ای و همچنین نخهای قرقره مرسریزه می‌شوند.

سفیدگری

هدف از سفیدگری ، از بین بردن رنگدانه‌ها و ناخالصیهای دیگر و در نتیجه سفید جلوه دادن الیاف می‌باشد. البته سفیدگری پنبه بسیار مهم تراز سفیدگری پشم می‌باشد، چون درصد بالایی از پشم بصورت کالای رنگی به بازار عرضه می‌شود. ولی در مقابل ، مقدار زیادی از پارچه‌های پنبه‌ای بصورت سفید و یا پارچه‌های چاپ شده با زمینه سفید مورد استفاده قرار می‌گیرد. پارچه‌های ملحفه‌ای ، رومیزی و پیراهنی نمونه‌هایی از پارچه‌های پنبه‌ای هستند که احتیاج به سفیدگری دارد.

سفیدگری پنبه بیشتر با مواد اکسید کننده مثل کلریت سدیم و هیپوکلریت سدیم و آب اکسیژنه و مواد احیا کننده مانند هیدروسولفیت و سفیدگری پشم با اکسید کننده آب اکسیژنه همراه با آمونیاک یا سیلیکات قلیایی و مواد احیا کننده ، اکسید گوگرد و یا بی سولفیت سدیم و اسید سولفوریک و سفیدگری الیاف مصنوعی با اکسید کننده آب اکسیژنه ، کلریت سدیم و هیپوکلریت سدیم و احیا کننده ، هیدروسولفیت و در صورت لازم مواد سفید نوری به همراه سفید کننده قبلی انجام می‌گیرد.

تکمیل ضد آب و دور کننده آب

تکمیل ضد آب پارچه به دو صورت امکان پذیر می‌باشد.

• پوشش کل سطح پارچه توسط مواد هیدروفوب (موادی که آب را به خود جذب نمی‌کنند) است، به نحوی که تمام منافذ پارچه مسدود گردد. این روش تکمیل ضد آب نام دارد. پارچه با کاربردهای خیمه و چادر ماشین با این روش تکمیل می‌گردد.
  
  
• الیاف و یا نخ از مواد ضد آب پوشیده می‌شوند، به این ترتیب فضای بین نخها در پارچه کاملا باز می‌ماند و امکان انتقال هوا وجود دارد. این روش تکمیل دور کننده آب نام دارد و بیشتر پارچه‌های لباس مثل بارانی ، لباس ورزشی و کاربردهای مشابه با این روش تکمیل ضد آب می‌گردند. بعضی از مواد ضد آب و دور کننده آب عبارتند از: مواد هیدرولیز کننده نمکهای زیرکونیوم ، استره کردن سطح الیاف با اسیدهای چرب ، استفاده از رزینهای هیدروفوب مثل رزین کاربومید ، Permel ، Paraf fion و غیره ، ترکیبات آلی سیلیکونی و اسیدهای چرب کمپلکس گرم.

تکمیل ضد آتش

یکی از روش های تکمیل ضد آتش کالای نساجی ، پوشش آن بوسیله نمکهای آمونیوم می‌باشد که در گرما تولید آمونیاک نموده و بدین ترتیب با محبوس کردن آتش در خود باعث خاموش شدن و عدم پیشرفت آن می‌گردد. مناسبترین نمکهای آمونیوم ، دی آمونیوم فسفات و کربنات آمونیوم می‌باشد. سایر تکمیل کننده‌های ضد آتش عبارتند از: اکسیدهای نامحلول قلع ، آنتیموان و تیتان ، استره کردن سطحی سلولز با اسید فسفریک و یا دی آمونیوم در حضور اوره هیدروکسی متیل فسفونیوم کلراید (THPC) و غیره.

تکمیل ضد باکتری و ضد قارچ

مواد تکمیل کننده ضد باکتری بعنوان محافظت کننده از عرق عمل کرده و از تاثیر باکتریها و یا قارچها بر آن جلوگیری می‌کنند لذا چنانچه لباسهای ورزشی و یا لباس زیر با این مواد تکمیل گردند، از تخمیر عرق بدن توسط باکتریهای موجود در هوا و در نتیجه تجزیه و بوی بد آن جلوگیری می‌کنند. برخی از این تکمیل کننده‌ها عبارتند از: ترکیبات آمونیوم چهارتایی ، Irgasan DP300 ، Dodigen 226 ، پیوند زدن سلولز با نمکهای مس و نقره توسط گروههای کربوکسیل اسید آکریلیک و یا اسید متاکلریلیک و غیره.

نرم کننده‌ها

نرم کننده‌ها مایه لطافت و نرمی زیر دست پارچه می‌شوند و در اثر بیشتر کارهای چاپ و رنگرزی و عملیات تکمیل مانند ضد آتش کردن و ضد چروک کردن پارچه زیردست، حالت خشک و شکننده‌ای پیدا می‌کند که آنها را بوسیله نرم کننده‌ها ، نرم و لطیف می‌نمایند.

متداولترین نرم کننده‌ها عبارتند از: استرهای اسیدفتالیک و بنزیل فتالاتها برای نرم کردن اغلب رزینها بویژه PVC ، تری ملیتانها برای نرم کردن رزینهای مصرفی در ساخت کابلهای سیم و برق و ساخت سایر عایقها ، هیدروکربنهای نفتی با وزن زیاد که دارای اتم N , S , O می‌باشند در ساخت لاستیکها بکار می‌روند، نرم کننده‌های مقاوم در برابر آتش سوزی مانند فسفاتهای آلی و پارفینهای کلردار ، نرم کننده‌های اپوکسی و پلی اورتان و غیره.

پلیمرها (بسپارها) یا ماکرومولکولها (درشت مولکولها) ، مولکولهای غول‌پیکری هستند که دست‌کم ، 100 برابر سنگین‌تر از مولکولهای کوچکی مانند آب یا متانول هستند.

ریشه لغوی

واژه پلیمر از دو واژه یونانی Poly و Meros مشتق شده است و به معنی بسپار است.

مقدمه

بشر نخستین ، آموخته بود چگونه الیاف پروتئینی پشم و ابریشم و الیاف سلولزی پنبه و کتان را عمل آورد، رنگرزی کند و ببافد. بومیان جنوبی از لاستیک طبیعی ، برای ساختن اشیاء کشسان و پارچه‌های ضد آب استفاده می‌کردند. پلی کلروپرن ، نخستین لاستیک سنتزی است که در آمریکا تهیه شد و گسترش یافت. پلی بوتادین ، نخستین کائوچوی سنتزی است که آلمانی‌ها به نام بونا- اس به مقدار کافی تهیه کردند. بوتیل کائوچو ، یکی از چهار لاستیک سنتزی است که اکنون به مقدار بیشتری تهیه و مصرف می‌شود.

تاریخچه

نخستین لاستیک مصنوعی ، سلولوئید است که از نیترو سلولز و کافور توسط "پارکر" در سال 1865 تهیه شد. ولی در سال 1930، عمل پلیمریزاسیون و الکلاسیون کشف شد و در صنعت بکار گرفته شد. در این دوران ، آمونیاک برای تولید مواد منفجره ، تولوئن برای TNT و بوتادین و استیرن برای تولید لاستیک مصنوعی به مقدار زیادی از نفت تولید شد.

سیر تحولی

استات سلولز در سال 1894 توسط "بران دکرس" سنتز شد و در سال 1905 توسط "میلس" کامل شد. در سال 1900، "رم" ، پلیمریزاسیون ترکیبات آکریلیک را آغاز کرد و در سال 1901، "اسمیت" نخستین فتالات گلسیرین (یا فتالات گلسیریل) را تهیه کرد. در اواسط قرن بیستم در آلمان ، "اشتودینگر" ، قانون مهم ساختار مولکولهای بزرگ را وضع کرد. در سال 1934، کارخانه (ICI) موفق به تهیه مولکولهای بزرگ پلی اتیلن شد.

"دوپن" بطور منظم در زمینه تراکم مواد بررسیهایی انجام دارد که در نتیجه ، به تهیه پلی آمیدها یعنی الیاف نایلون نایل شد و الیاف پلی آمید را از کاپرولاکتام تهیه کرد که به الیاف پرلون شهرت یافت.

نقش و تاثیر پلیمرها در زندگی

کاغذ ، چوب ، نایلون ، الیاف پلی استر ، ظروف ملامین ، الیاف پلی اتیلن ، اندود تفلون ظروف آشپزی ، نشاسته ، گوشت ، مو ، پشم ، ابریشم ، لاستیک اتومبیل و... ، ماکرومولکولهایی هستند که روزانه با آنها برخورد می‌کنیم.

مفاهیم مرتبط با شیمی پلیمر

در مورد پلیمرها با مفاهیمی همچون خواص فیزیکی و مکانیکی ، مکانیسم پلیمر شدن ، فرآورش پلیمرها روبرو هستیم.

خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها

در بر گیرنده مفاهیم زیر است:

مورفولوژی ، رئولوژی ، انحلال پذیری ، وزن مولکولی ، روشهای آزمودن ، روشهای شناسایی.

مکانیسم پلیمری شدن

از سه طریق زیر است:

پلیمرشدن تراکمی ، پلیمرشدن افزایشی ، کوپلیمرشدن.

فرآورش پلیمرها

در برگیرنده مباحث زیر است:

پر کننده‌ها ، توان دهنده‌ها ، نرم سازها ، پایدار کننده‌ها، عمل آورنده‌ها ، رنگ‌ها و غیره.

شاخه‌های شیمی مرتبط با شیمی پلیمر

شیمی پلیمر با مباحث زیر در ارتباط است:

• شیمی آلی
• شیمی آلی فلزی
• شیمی دارویی
• پتروشیمی
• صنایع نفت

چند کاربرد مهم پلیمرها

پلی آمید (نایلون)

برای تهیه الیاف ، طناب ، تسمه ، البسه ، پلاستیک صنعتی ، جایگزین فلز در ساخت غلتک یا تاقان ، بادامک ، دنده ، وسایل الکتریکی بکار می‌رود.

پلی استر

بصورت الیاف ، جهت تهیه انواع لباسها ، نخ لاستیک ، بصورت لایه برای تهیه نوار ضبط صوت و فیلم بکار می‌رود.

پلی اتیلن (کم‌چگالی ، شاخه‌دار)

بصورت لایه ورقه در صنایع بسته بندی ، کیسه پلاستیکی ، الیاف پارچه بافتنی ، بسته‌بندی غذای منجمد ، پرده ، پوشش پلاستیکی ، عایق ، سیم و کابل ، بطری بکار می‌رود.

پلی استیرل

برای تهیه رزینهای تبادل یونی ، انواع کوپلیمرها ، رزینهای ABC ، مواد اسفنجی ، وسایل نوری ، وسایل خانگی ، اسباب بازی ، مبلمان بکار می‌رود.

همبسپارهای بوتا دی ان – استیرن

همبسپارهای استیرن و بوتا‌دی‌ان که بیش از 50 درصد بوتا‌دی‌ان دارند به SBR موسو‌اند. نسبت معمولی تکپارها 70 تا 75 قسمت بوتا‌دی‌ان به 25 تا 30 قسمت استرین به بالای 50 درصد ، محصول به شدت پلاستیک می‌شود. و در رنگهای شیرابه‌ای قابل استفاده است.

لاستیک SBR مثل لاستیک طبیعی بر اثر کشش بلوری نمی‌شود و به همین سبب ضعیف است مگر آنکه با دوده یا مواد دیگر تقویت شود. حتی در این صورت هم از لاستیک طبیعی ضعیفتر است. خواص وولکانشی آن خوب و مشخصات پیرسازی آن رضایت بخش است. بالغ بر 70 درصد SBR تولیدی در آج تایر ، 15 درصد قطعات مکانیکی و حدود 10 درصد به شکل شیرابه مصرف می‌شود.

لاستیکهای نیتریل (NBR)

همبسپارهای بوتا‌دی‌ان و آکریلونیتریل مثل SBR به طریق امولسیونی ساخته می‌شوند. البته به خواص مورد نیاز مقدار آکریلونیتریل در همبسپار از 20 تا 50 درصد متغیر است. با افزایش مقدار نیتریل ، مقاومت در برابر هیدروکربنها ، حلالها ، سایش و نفوذ گاز افزایش می‌یابد. کاهش مقدار نیتریل ، خواص در دمای پایین و جهندگی را افزایش می‌دهد. لاستیکهای NBR در برابر روغنها ، حلالها ، آب ، نمکها ، ترکیبات آلیفاتیک ، صابونها و اغلب مواد غذایی مقاوم‌اند. این دست مواد به شکل پیوسته در دمای 120 درجه سانتی گراد در مجاورت هوا و در دمای 150 درجه سانتی گراد در محیط روغن کارایی دارند.

لاستیک نئوپرن

این لاستیک از بسپارش امولسیونی کلروپرن خالص در دمای 38 درجه سانتیگراد در مجاورت گوگرد بدست می‌آید. در برابر اکسایش ، روغن ، گرما و آتش مقاوم است و مصارف خاصی در قطعات خودرو ، چسبها ، درزگیرها و پوشش‌ها دارد. از لاستیک طبیعی گرانتر است به همین سبب زمانی استفاده می‌شود که به خواص ویژه نیاز باشد.

لاستیک تیوکول

نوعی لاستیک پلی سولفیدی است که در اوایل دهه 1920 در ایالات متحده ابداع شد. این لاستیک اولین لاستیک سنتزی بود که به شکل تجاری در این کشور تولید شد. لاستیکهای تیوکول از بسپارش تراکمی یک پلی سولفید قلیایی و یک دی هالید آلی مناسب تهیه می‌شوند. محصول این واکنشها بویژه برای آستری مخازن نفت ، گلهای ساختمانی و بتونه کاری ، چسبها و درزگیرها و اخیرا ماده چسبی سوخت موشک ، پوشش‌های فرسابی و سایر قطعاتی که به سهولت کاربری و مقاومت خوب هوازدگی نیازمندند به کار برد.

لاستیکهای سیلیکون

این لاستیکها مخلوط بسپارهای کانی – آلی هستند که از بسپارش انواع سیلانها و سیلوکسانها بدست می آیند. با اینکه گران‌اند ولی مقاومت قابل توجه آنها در برابر گرما به استفاده منحصر از این لاستیکها در مصارف دمای بالا منجر می‌شود. زنجیر این ترکیبات یک در میان از سیلسیم و اکسیژن درست شده و فاقد کربن است. ترکیبات سیلیکون و مشتقات آنها از نظر تنوع خواص غیر عادیشان شاخص‌اند، مثل حل پذیری در حلالهای آلی ، حل ناپذیری در آب و الکلها ، پایداری گرمایی ، بی‌اثری شیمیایی ، خواص بالای دی‌الکتریک ، اشتعال پذیری نسبتا پایین ، گرانروی کم در درصد بالای رزین ، تغییر اندک گرانروی با دما و عدم سمیت.

به دلیل همین خواص ، ترکیبات سیلیکون به عنوان سیال هیدرولیک و انتقال گرما ، روان کننده و گریس ، درزگیر برای مصارف برقی ، رزینهای لایه کاری و پوشش و لعاب مقاوم در دمای بالا ، لاستیک سیلیکون ، ترکیبات آبگریز ، واکسها و مواد صیقل کاری قابل استفاده‌اند. بیشترین مصرف لاستیکهای سیلیکون در صنایع هوا فضا است که از آنها در دستگاههای یخ نزن ، واشر ، سپرهای فرسابی و مصارف مشابه که مسئله دما مطرح است استفاده می‌شود.

لاستیک بوتیل

همبسپار ایزوبوتیلن با حدود 2 درصد ایزوپرن به لاستیک بوتیل موسوم است. ایزوپرن ، در ساختار زنجیر سیرنشدگی کافی بوجود می‌آورد تا پخت یا وولکانش صورت گیرد. لاستیک بوتیل نفوذپذیری بینهایت کلی در برابر گازها دارد و به همین علت مصرف عمده آن در ساخت تیوب و آستری تایرهای بدون تیوب است لاستیک بوتیل در برابر اکسایش هم خنثی است و برای مصارف ضد هوازدگی مفید است. نوع دیگر لاستیک بوتیل یعنی لاستیک بوتیل هالوژن دارد. در مقابل پیرسازی مقاومت بهتری دارد، با سایر لاستیک‌ها نیز سازگارتر است و در تایرهای بدون تیوب مصرف می‌شود.

لاستیک اورتان

محصول واکنش برخی پلی گیلکونها و دی ایزوسیاناتهای آلی فرآورده‌های لاستیک موسوم به پلی اورتان هستند. این ترکیبات لاستیکهای خاص با خواص ویژه‌اند. به این صورت که مقاومت سایشی بالایی دارند و ضمن آنکه در دمای بالا قابل استفاده اند و در غلظتهای بالایی از حلالها ، اکسیژن و اوزون نیز مقاومند. مصرف اصلی این نوع لاستیک ، تولید اسفنج انعطاف پذیر و الیاف کشسان است. مصرف این مواد در ساخت مبلمان ، تشک ، مواد عایق ، نوسانگیر و سایر زمینه هایی که به اسفنجهای لاستیکی مربوط می شود رو به گسترش است.

لاستیک هالیپون

لاستیک موسوم هایپالون از واکنش کاتالیز شده رادیکالی کلر و SO₂ با پلی‌اتیلن به دست می‌آید. نتیجه این واکنش تبدیل پلی اتیلن گرما نرم به یک کشپار وولکانش پذیر است. هالیپالون در برابر اوزون ، هوازدگی و گرما بینهایت مقاوم و مقاومت شیمیایی آن نیز عالی است.

لاستیک فضا ویژه – پلی ایزوپرن و پلی بوتادی‌ان

کشف اینکه کاتالیزگرهای زیگلر – ناتا (آلکیل لیتیم) بسپارش ایزوپرن یا بوتا‌دی‌ان را طوری کاتالیز می‌کنند که عمدتا ساختار سیس به دست می‌آید، شبیه سازی لاستیک طبیعی را به طریق سنتزی ممکن کرد. لاستیک پلی ایزوپرن (IR) که کاملا مشابه لاستیک طبیعی است و حتی از برخی جهات مثل رنگ بهتر ، کیفیت یکدست‌تر ، بوی کمتر ، فراورش پذیری و اختلاط سریعتر ، روزن رانی و ورقه سازی مطلوبتر ، جریان قالب عالی و وزن مولکولی کنترل شده‌ ، برتر است.

در مقابل ، استحکام پارگی ، چسبناکی و استحکام کششی لاستیک طبیعی بالاتر است. پلی ایزوپرن به شکل تجاری تولید و به تنهایی یا همراه با لاستیک طبیعی مصرف می شود. 1 و 4 - پلی ‌بوتا‌دی‌ان با درصد بالای سیس ، نرم است به سهولت حل می‌شود. پسماند ناچیز و مقاومت سایشی خوب دارد. از طرف دیگر 1 و 4 - پلی‌بوتا‌دی ان با درصد بالای ترانس ، سخت ، بلوری و از انحلال پذیری ضعیفی برخوردار است. از این بسپار می‌توان در روکش توپ گلف استفاده کرد.

بسپارها و سربسپارها اتیلن – پرو پیلن

همبسپارهای اتیلن و پروپیلن (EPM) که به روش بسپارش محلول و با استفاده از یک کاتالیزگر زیگلر ساخته می‌شوند، کشپارهایی فاقد پیوند دوگانه هستند. به این علت ، توان وولکانشی ندارند و در عین حال در برابر اکسیژن و اوزون مقاوم‌اند. واکنش پذیری اتیلن و پروپیلن بسیار متفاوت است، به همین سبب ترکیب تکپاره‌ها با ترکیب همبسپار تولید شده تفاوت دارد.

EPR را می‌توان با گرما دهی در حضور پراکسید وولکانشی کرد. در این روش زنجیرها با اتصال مستقیم اتمهای کربن به هم وصل می‌شوند و این مغایر با وصل شدن زنجیرها از طریق اتصالات گوگردی در فرایندهای معمول است. از این لاستیکها برای بسیاری از کاربردها بی آنکه وولکانش شوند می‌توان استفاده کرد. برای وولکانشی سهلتر ، سر بسپارهای اتیلن – پروپیلن همراه با یک دی ان (EPDM) ساخته می‌شوند. بسپارهای EPDM در برابر گرما ، اکسیژن و اوزون مقاومت منحصر به فردی دارند و به عنوان پوشش بام جانشین آسفالت گرم می‌شوند. از مصارف دیگر می‌توان عایق سیم و کابل را نام برد که با نئوپرن رقابت می‌کنند.

نگاه اجمالی

لاستیک‌های سنتزی به دو گروه ولکانش پذیر و ولکانش ناپذیر دسته بندی شده‌اند. این کار از طریق ترکیب شیمیایی زنجیر بسپار هم انجام می‌گیرد. پرمصرف‌ترین لاستیک سنتزی SBR است. از دیگر کشپارهای معمولی می‌توان پلی ‌بوتا‌دی‌ان ، پلی اتیلن – پروپیلن ، لاستیک پوتیل ، نئوپرن ، لاستیکهای نیتریل و پلی ایزوپرن را نام برد.

تولید مواد اولیه لاستیک‌های سنتزی

مواد اولیه‌ای یاتکپارهایی که بطور عمده در تولید لاستیکها مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از :

• بوتا‌دی‌ان :
  بخش عمده بوتا دی ان به عنوان محصول جانبی از کراکینگ نفت (با بخار) در تولید اتیلن بدست می‌آید. هیدروژن زدایی از بوتان یا بوتن روش دیگری است که در صورت کمی تولید بصورت عملیات یک مرحله‌ای یا دو مرحله‌ای انجام می‌گیرد. تولید سالانه بوتا دی ان حدود 1.8 میلیون تن است.
  
  
• استیرن :
  عمدتا در تولید پلاستیکهای پلی استیرن به کار می‌رود. روش عمده تولید استیرن از طریق واسطه اتیل بنزن است. ابتدا بنزن با اتیلن آلکیل‌دار می‌شود. سپس بر روی کاتالیزگر کلرید آلومینیم ، اسید فسفریک جامد یا سیلیس – آلومین به استیرن هیدروژن زدایی می‌شود.
  
  
• اکریلونیتریل :
  عمدتا از روش سوهیو ساخته می‌شود. در این فرآیند ، پروپیلن در یک واکنشگاه کاتالیزی سیال بستر با هوا و آمونیاک عمل می‌شود. سیال خروجی در یک واحد خوب دوسویه تصفیه و آکریلونیتریل از طریق تقطیر جز به جز جدا می‌شود.
  
  
• کلروپرن :
  تکپاری است که از آن لاستیک نئوپرن ساخته می شود. این ماده از استیلن و هیدروژن کلرید بدست می‌آید. ابتدا استیلن به مونو وینیل استیلن ، دیمر می‌شود (دیمریزاسیون). سپس در واکنش با کلرید هیدروژن به کلروپرن تبدیل می گردد.
  
  
• ایزو بوتیلن :
  تکپار مصرفی در ساخت لاستیک بوتیل است و از تقطیر مشتقات گازی نفت بدست می‌آید.
  
  
• ایزوپرن :
  ایزوپرن را می‌توان از هیدروژن زدایی ایزوپنتال تولید کرد. ایزوپرن از پروپیلن هم ساخته می‌شود. همچنین از ایزوبوتیلن و متانول می‌توان ساخت و محصولی که به این روش بدست می‌آید خلوص بالایی دارد.
  
  
• __اتیلن و پروپیلن از برشهای سبک نفتی به راحتی بدست می‌آید و این دو ترکیب را می‌توان از کراکینگ پروپان با برشهای سنگینتر (توسط بخار) تهیه کرد.

روش تولید لاستیک سنتزی

• روش امولسیون سرد :
  بسپاری در یک امولسیون در دمای 5 درجه سانتیگراد و به مدت 8 تا 12 ساعت انجام می‌گیرد. این عمل اغلب در یک مجموعه واکنشگاه انجام می‌گیرد. واکنش در 60 تا 75 درصد تبدیل خاتمه می‌یابد. امولسیون به صورت شیرابه در مخازن ذخیره انبار و برای رسیدن به نوع لاستیک مورد نظر با دستور کار مناسبی مخلوط می‌شود. مخلوط ابتدا منعقد ، سپس کاملا شستشو و پیش از عملیات خشکاندن آبگیری می‌شود. به عمده لاستیکهای SBR پیش از وولکانش روغن زده می‌شود. نرم شدن لاستیک با روغن با اضافه کردن دوده جبران می‌شود.
  
  
• روش محلول :
  در این نوع بسپارش ، کنترل بیشتری بر ساختار فضایی بسپار حاصل و طبعا خواص فیزیکی آن وجود دارد. توزیع واحدهای استیرن در طلوع زنجیر اتفاقی است. این بسپارش نسبت به بسپارش امولسیونی ، مقاومت سایشی و خستگی بهتر ، جهندگی بالاتر و گرما اندوزی کمتر دارد.
  
  
• .در شرایط ویژه بسپارش ، همبسپارهای دسته‌ای استیرن و بوتا‌دی‌ان را می‌توان تولید کرد. این بسپارها گرما نرم‌اند و برای اینکه مفید باشند به وولکانشی نیازی ندارند.

نکات قابل توجه در تولید لاستیک سنتزی

• بازیابی تکپار :
  کیفیت لاستیک و سرعت واکنش هر دو با پیشرفت بسپارتی کاهش می یابند، به همین علت رسم بر این است که واکنش پیش از تبدیل کامل متوقف شود. بازیابی تکپار واکنش نکرده و تخلیص ، مرحله ضروری در واحد صنعتی تولید لاستیک سنتزی است. روشهای بازیابی از طریق عریانسازی با بخار شیرابه‌ها یا تقطیر از سیستم حلال بکار گرفته می‌شود.
  
  
• انعقاد و خشکاندن :
  فرایند تکمیل معمولا رسوب دهی لاستیک از امولسیون شیرابه یا از محلول حلال در شکل تکه‌ای است، پس از آن لاستیک خشک و به شکل عدل متراکم می‌شود.
  
  
• بسته بندی لاستیک :
  بسته بندی لاستیک‌های سنتزی مهم است چون بر طرف کردن مشکلاتی از قبیل چسبندگی به کیسه بسته بندی و آلودگی ناشی از حفاظت ناکافی گاهی امکان‌پذیر است و برخی لاستیکها بدلیل جریان یافتن شکل خود را از دست می‌دهند.

دید کلی

لاستیک به ماده مهم اقتصادی و راهبردی تبدیل شده است. در ایالات متحده ، مصرف سرانه لاستیک تقریبا 16.8 و در هندوستان تنها 0.22 است. صنایع حمل و نقل ، شیمیایی ، برق و الکترونیک و همچنین فضایی همگن از مصرف کنندگان اصلی لاستیک هستند. وقتی تولید لاستیک طبیعی (کائوچو) بدلیل تهاجم ژاپن به مناطق تولید لاستیک سنتزی کرد که به سرعت هم توسعه یافت. بطوری که در حال حاضر 88 درصد لاستیک مصرفی در ایالات متحده منشا سنتزی دارد. صنعت لاستیک موارد زیر را شامل می‌شود. تولید مواد اولیه لاستیک‌های سنتزی ، انواع گوناگون لاستیک ، واردات لاستیک طبیعی ، تولید افزودنیهای لاستیک و نهایتا ساخت فراورده‌های لاستیکی.

در ابتدای جنگ جهانی دوم وقتی تولید لاستیک طبیعی (کائوچو) بدلیل تهاجم ژاپن به مناطق تولید لاستیک متوقف شد. ایالات متحده اقدام به ساخت واحدهای تولید لاستیک سنتزی کرد که به سرعت هم توسعه یافت. به طوری که در حال حاضر 88 درصد لاستیک مصرفی در ایالات متحده منشا سنتزی دارد. بنابراین عموما لاستیکها را به دو نوع لاستیک طبیعی و لاستیک سنتزی طبقه بندی می‌کردند. امروزه لاستیکها را به روشهای مختلف دسته بندی می‌کنند.

تاریخچه

کریستف کلمب دریافت که بومیان آمریکا با توپهای لاستیکی بازی می کنند. اشیای لاستیکی نیز از چاه مقدس مایا در یوکاتان بدست آمده بود. لاستیک ، تا جایی که می‌دانیم محصول سرزمین آمریکا است ولی تنها از طریق انتقال آن به خاور دور و کشت در آنجا به این حد توسعه یافته است. نام Rubber به معنی پاک کن را پریستلی کاشف اکسیژن عنوان کرد. وی اولین کسی بود که قابلیت لاستیک در پاک کردن اثر مواد را مشاهده کرد. مواد لاستیکی تنها نتیجه تلاش در جهت تفلیحی و حفظ موادی چون افتیون ، بوتا‌دی‌ان و ایزوپرن بودند که از تقطیر تخریبی لاستیک طبیعی بدست می‌آمدند، بدین ترتیب راه تولید لاستیک سنتزی گشوده شد.

با آغاز جنگ جهانی اول ، انواع نامرغوب لاستیک از دی متیل بوتا‌دی‌ان در آلمان و روسیه تولید شد. گو دید با کشف پخت لاستیک توسط گوگرد در سال 1839 به شهرت رسید. این کشف مشکل چسبانکی طبیعی لاستیک را حل کرد و آن را به صورت تجاری در آورد. بیشترین تغییرات به لحاظ تاریخی نتیجه محدودیت واردات لاستیک طبیعی به آمریکا بر اثر تهاجم نیروهای ژاپنی در سال 1941 بوده است. این حرکت سبب پژوهش و ساخت انواع لاستیک‌های سنتزی طی سالهای بعد شد.

منابع لاستیک طبیعی (کائوچو)

گیاهان بیشماری از جمله قاصدک ، گوایل ، گل روبینه و توت آمریکایی به عنوان منبع لاستیک پیشنهاد شده بودند. ولی هیچ یک توفیق درخت شیرابه ساز هوآ برزیلینسیس و همچنین صمغ درخت ساپوریلا و درخت بالاتا را نداشته است. لاستیک طبیعی عمدتا در کشتزارهای مالزی ، اندونزی ، لیبریا و همساگیانثی تولید شد، احتمالا به این علت که آنها مشکل بیماری‌های قارچی و حشرات را که کشتزاهای بومی در آمریکا را تهدید می‌کرد نداشتند. حدود 7 سال زمان لازم است تا این درختان به سن باروری برسند و پس از آن به مدت چند سال بار می‌دهند. بهره باردهی در طول جنگ دوم افزایش یافت و در حال حاضر از کشف انواع اصلاح شده درخت ، بهره‌ای بیش از 3000 کیلوگرم در هکتار (در سال) بدست می‌آید.

ساختار لاستیک طبیعی

لاستیک طبیعی یا کائوچو ، سیس- 1 ، 4- پلی ایزوپرن است و مولکولهای آن بر اثر کشش ، بلوری می‌شوند، بدین ترتیب شکل مطلوبی از تقویت حاصل می‌شود. به عنوان پیش نیاز ساختاری ، مولکولهای لاستیکهای طبیعی و سنتزی باید طویل باشند. خاصیت مشخصه کشیدگی برگشت‌پذیر به دلیل ترتیب اتفاقی و کلافی زنجیرهای بلند بسپاری است. بر اثر کشش ، زنجیرها بهم می‌خورند ولی مثل یک فلز ، پس از رها کردن تنش به شکل کلافی خود بر می گردند. لاستیک طبیعی 6 تا 8 درصد مواد غیر پلاستیکی دارد و در برابر گرما اندوزی مقاومت زیادی نشان می‌دهد.

روش تهیه لاستیک طبیعی

برای بدست آوردن شیرابه ، پوست درخت را طوری برمی‌دارند که مایع در فنجانهای کوچکی جمع شود، فنجانها باید مرتبا جمع‌آوری شوند تا از گندیدگی یا آلودگی شیرابه جلوگیری شود. پس از آن شیرابه به محل جمع آوری برده می‌شود و در آنجا پس از صاف شدن با افزودن آمونیاک محافظت می‌شود. لاستیک از طریق فرآیندی موسوم به انعقاد جدا می‌شود. این کار با افزودن اسیدها یا نمکهای مختلف انجام می گیرد. در طی این عمل ، لاستیک به شکل یک توده سفید خمیری از مایع جدا می شود، و سپس از آن با استفاده از غلتک ورقه‌ای و در نهایت خشک می گردد.

روش جدیدتر این است که با استفاده تیغه‌های دوار یا اعمال برش بین دو غلتکی که با سرعت متفاوت می چرخند ، شیرابه منعقد شده را به دانه تبدیل می‌کنند. دانه‌ها سپس به مدت چند ساعت در خشک کن‌های مکانیکی خشک می‌شوند، این عمل در روش قدیمی که از هوا یا دود چوب برای خشک کردن استفاده می شد چندین روز به طول می‌انجامید. به هر صورت ورقه یا دانه خشک شده متراکم و از آن مدلهایی به وزن 33 کیلوگرم می سازند.

مقداری از لاستیک طبیعی بصورت شیرابه به بازار عرضه می‌شود. پیش از آنکه لاستیک را بتوان با انواع افزودنیهای لازم آمیزه کاری مثل دوده (به عنوان پرکن) گوگرد یا ترکیبات گوگردی ، تسریع کننده و ولکانش ، ضد اکسنده محافظ و روغن بر روی همان غلتکها یا مخلوط‌کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها مقدار کمی لاستیک را در یک زمان می‌توانند عمل آورند. یک نمونه مخلوط‌کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها بسته‌های 250 کیلوگرمی را جوابگو باشد. پس از اختلاط ، لاستیک با روزن رانی یا قالب گیری به شکل محصول دلخواه در می آید و بعد پخت می شود. و ولکانشی به یک پلیمر سخت شبکه‌ای می‌انجامد که با گرمادهی مجدد نرم و با ذوب نمی‌شود.

ضرورت وجود تایر در خودرو

• تحمل وزن خودرو
• کاهش ضربه ناشی از نیروهای وارده از طرف جاده
• امکان ایجاد حرکت در جهت دلخواه
• انتقال نیروی ترمز و یا شتابگیری به جاده__

ساختمان تایر

• آج تایر (tread) :
  این قسمت به عنوان رابط بین سطح جاده و تایر ، با ترکیبی از لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی به عنوان لایه خارجی وظیفه محافظت از بدنه را در برابر سایش و صدمات احتمالی بر عهده دارد. طرح‌های مختلف آج برای تخلیه بهتر آب از زیر تایر و افزایش قابلیت تایر در برخورد با شرایط گوناگون سطح جاده ساخته می‌شود. می‌توان به طرح‌های رگه‌ای (Rib) ، عرضی (Lug) ، ترکیبی از عرضی و رگه‌ای (Rib & Lug) و بلوکی (Block) اشاره کرد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند.
  
  

برای مثال طرح رگه‌ای در تایرها جهت استفاده در جاده‌های هموار برای حرکت سریع کاربرد دارد. مقاومت بالا در برابر لغزش و صدای کم از جمله ویژگی‌های این طرح است. همچنین در مورد طرح عرضی می‌توان گفت تایر با این آج نسبت به طرح رگه‌ای ، کشش (traction) بهتری دارد. اما صدای آن زیاد است و مقاومت کمی هم در برابر لغزش دارد. این طرح بطور کلی بیشتر مناسب خودروهایی است که در مسیرهای ناهموار تردد می‌کنند. طرح بلوکی تایر نیز بیشتر در تایرهای ویژه برف کاربرد دارد، زیرا باعث کاهش لغزش در جاده‌های برفی می‌شود.

• لایه های سرپوش (Cap plies) :
  برخی تایرها با دارا بودن 2 یا چند لایه از جنس پلی‌استر جهت نگه داشتن هر چه بهتر بقیه اجزای داخلی تایر خصوصا در سرعت‌های بالا انتخاب مناسبی برای خودروهای پرسرعت خواهند بود.
  
  
• تسمه محافظ (Belts) :
  در تایرهای رادیال ، لایه‌های محافظ فولادی مانند حلقه‌ای پیرامون تایر ، بین آج و بدنه قرار می‌گیرند. و علاوه بر ایجاد اتصال بین این دو قسمت و جذب ضربات ناشی از سطح جاده ، مانعی در مقابل سوراخ شدن بدنه ایجاد می‌کنند. البته در تایرهای بایاس پلای نیز لایه‌های محافظی از جنس نایلون و (بعضا در خودروهای سواری از جنس پلی استر) وجود دارد.
  
  
• بدنه تایر (Car Cass):
  بدنه متشکل از لایه‌هایی از رشته‌های مقاوم و مستحکم است که مجموعا قابلیت تحمل فشار داخلی تایر و همچنین جذب نیروهای وارده از سطح جاده را داراست. معمولا در خودروهای سواری جنس این لایه از الیاف پلی‌استر است و در خودروهای سنگین از فولاد استفاده می‌شود. زاویه نصب این لایه‌ها نسبت به محیط تایر در نوع رادیال بین 88 تا 90 درجه و در نوع بایاس پلای 30 تا 40 درجه است. استحکام یک تایر معمولی با تعداد لایه‌های بدنه توصیف می‌شود.
  
  
• زهوار تایر (Bead Bundle) :
  زهوار ، حلقه‌ای از سیم‌های فولادی با استحکام بالاست که با لاستیک پوشانده شده‌اند و جهت حفظ وضعیت تایر در رینک و جلو گیری از خروج تایر بکار می‌رود.
  
  
• دیواره‌های کناری (Side Walls) :
  پایداری جانبی تایر توسط این دیواره‌ها فراهم می‌شود و مشخصات تایر و نام سازنده آن نیز بر روی این قسمت نوشته می‌شود.
  
  
• آستر داخلی تایر (Inner Liner) :
  این لایه لاستیکی که جایگزینی برای تیوپ در تایرهای بدون تیوپ (Tubeless) است، جهت جلوگیری از نفوذ آزمایش‌های مربوط به هوا به بیرون از تایر بکار می‌رود.

آخرین مرحله در تولید تایر

ابتدا طی مراحلی تمام اجزای مورد نیاز تایر تولید می‌شوند، ولی تا این مرحله آنها هنوز به صورت کاملا ثابت و محکم جای‌گیری نشده‌اند، در ضمن هیچ گونه علامتی روی دیواره و یا طرحی روی آج آن وجود ندارد. در این مرحله به این مجموعه ، تایر نارس (Green tire) می‌گویند. در مرحله آخر تایر در ماشین کیورینگ (Curing machine) قرار می‌گیرد تا با کار کردی تقریبا مشابه فر اجاق گاز ، تمام علامت‌ها و الگوی آج بوسیله قالب‌های مربوط روی تایر ایجاد شود، گرمای بکار رفته در حین انجام این کار باعث محکم شدن هر چه بیشتر اتصال بین اجزای تایر می‌شود، کمی بعد از این جوشکاری (vulcanizing) و گذراندن مراحل بررسی کیفیت تایر تولیدی ، محصول آماده عرضه است.

دید کلی

لاستیک طبیعی یا سنتزی معمولا به تنهایی قابل استفاده نیست خواص مطلوب نرمینگی ، کشسانی ، چقرمگی ، سختی یا نرمی ، مقاومت سایشی ، نفوذ ناپذیری و هزاران ترکیب مختلف از خواص بدست آمده ، آمیزه کار لاستیک ، تامین می‌شود. لاستیک ماده‌ای بینهایت چقرمه است و به ماشین آلات سنگین نیاز دارد. مقادیر قابل توجه گرمای تولید شده در طول عملیات اختلاط ، خرد کردن ، آسیاب کردن و روزن رانی در هنگام ساخت لاستیک باید دفع و تحت کنترل داشت.

آمیزه کاری لاستیکها

در آمیزه کاری لاستیکها افزودنیهای شیمیایی بسته به مصرفشان به گروههای دسته بندی می‌شوند.

• مواد ولکانشی :
  معمولا ترکیبات گوگردی هستند که از واکنش آنها با بسپار مواد شبکه‌ای بدست می‌آید و اتصالات شبکه از نوع است. اتصالات عرضی ممکن است مونو – ، دی - ، یا پلی سولفیدی باشند. نوع اتصال از طریق غلظت گوگرد ، تسریع کننده ، باز دارنده و دما تعیین می‌شود.
  
  
• تسریع کننده‌ها :
  ترکیباتی هستند که زمان لازم برای ولکانشی لاستیک را از چند ساعت به چند دقیقه کاهش می‌دهند. ضمنا به گوگرد کمتری نیاز است و محصول یکنواخت‌تری هم بدست می‌آید. اغلب تسریع کننده‌ها نیتروژن و گوگرد دارند.
  
  
• مواد ضد پیری یا ضد اکسنده‌ها :
  این مواد قطعات لاستیکی را از تهاجم اکسیژن و اوزون محافظت می‌کنند. این ترکیبات به عنوان ضد اکسنده ، ضد اوزون یا عوامل ضد ترک خمشی دسته بندی می‌شوند. عمل آنها به این صورت است که واکنشهای زنجیری رادیکالی را متوقف می‌کنند و بدین ترتیب مانع از تخریب پیشتر زنجیر می شوند. مواد صنعتی معمولا آمینی یا فنلی هستند. آمینها محافظهای قوی هستند و به شکل وسیع در تایر و سایر قطعات تیره مصرف می‌شوند.
  
  
• نرمسازهای کاتالیزی یا مواد لخته‌زدا :
  این مواد با کاهش گرانروی لاستیک فراورش آنرا آسان می‌کند. موقع اختلاط با لاستیک سبب شکست زنجیر و طبعا کاهش وزن مولکولی زیاد قابل استفاده‌اند.
  
  
• پراکنهای بی‌اثر یا خنثی :
  این مواد به مقدار زیاد به لاستیک اضافه می‌شوند. بعضی از آنها تنها برای سخت کردن یا نرم کردن فیزیکی است. خاک رس ، کربنات کلسیم ، خرده ذغال ، باریت و تقریبا گرد هر جامدی را می‌توان به لاستیک افزود که در نتیجه آن کلیه خواص کشش کاهش می‌یابد. ولی در عین حال کاهش می‌یابد ولی در عین حال کاهش قیمت ، سخت مناسب ، فقط شکل ، رنگ و سایر خواص مطلوب از دیگر آثار آن است. اما گرد بعضی مواد بی شکل خصوصا دوده و سیلیس ، به طرز ناباورانه‌ای سبب افزایش استحکام ، جهندگی ، مقاومت سایشی و سایر خواص مطلوب می‌شود و به همین سبب به تقویت کننده موسوم‌اند.
  
  فراوش پذیری با استفاده از لاستیک بازیافتی ، واکسها ، روغنها ، فاکتیس (روغنهای گیاهی و ولکانیده) و لاستیکهای معدنی (آسفالت ، قیر و هیدروکنهای سیر نشده و ولکانیده) یا از طریق واکنش شیمیایی روی مولکول ، کار مکانیکی ، گرما و خرد کردن بهبود می یابد. ساختار اسفنجی با افزودن بی‌کربنات سدیم ، کربنات سدیم ، کربنات آمونیوم و بی‌کربنات ، اوره یا ترکیبات آلی گاز زا به دست می‌آید. با افزایش قابل توجه و گوگرد و استفاده از پرکن در مقادیر زیاد به لاستیک سخت می‌توان دست یافت.

روشها و مراحل ساخت لاستیک

• غلتک زنی یا پوشش دهی :
  یکی از ابتدایی‌ترین مصارف لاستیکها ، پوشش دهی پارچه برای ضد آب کردن آن بوده است. محلول یا بتونه‌های لاستیکی در حلالها را می‌توان به سادگی روی پارچه پخش کرد. اما اگر از مواد لازم برای پخت و کنترل خواص استفاده نشود نتایج کاملا نامطلوبی به دست می‌آید. برای آغشته کردن پارچه به آمیزه‌های لاستیکی از روش غلتک زنی استفاده می‌شود، به این صورت که بر روی دستگاههای غلتک زن چند استوانه‌‌ای آمیزه لاستیکی را تحت فشار به داخل پارچه نورد می‌کنند. نخ تایر مورد خاصی است که برای ساخت آن نخهای پنبه ، ریون ، نایلون یا پلی استر در آرایش موازن توسط لاستیک روی یک دستگاه غلتک‌زن به هم می‌چسبند.
  
  
• قالب گیری :
  آمیزه‌های خمیری لاستیکی را می‌توان به هر شکلی قالب‌گیری و شکل آنها را با پخت در قالب تثبیت کرد. یک نمونه مناسب توپ تنیس است. یک نوع بسیار مرغوب و ارتجاع پذیر لاستیک در قالبی که به شکل دو نیمه توپ است قالب گیری می‌شود. سپس این دو نیمه را به هم می‌چسبانند (با قرضی از ماده‌ای شیمیایی گاز زا که در داخل قرار دارد) و پخت می‌کنند، بر روی این مغزی پارچه و الیاف پرزدار مناسب چسبانده می‌شود این ماده سازه‌ای پیچیده که برای مصارف خیلی خشن مناسب است.
  
  
• روزن رانی :
  نوار درزگیر ، شیلنگ ، تیوپ ، نخ تایر ، واشر ، پروفیل و بسیاری دیگر از قطعات لاستیکی به تقلید از روش روزن رانی پلاستیک‌ها ساخته و در طول همین عملیات یا بعدا ، پخت می‌شوند. تایر خودروها نمونه مناسبی است، مصرف عمده لاستیک در حمل و نقل است که به مصرف تایر می‌رسد. تایرهای امروزی ممکن است فاقد تیوپ باشند که در این صورت مجهز به لایه‌ای محافظ هستند یا این که تیوپ روزن رانی شده از جنس لاستیک بوتیل در آنها قرار داده می‌شود. لاستیک بوتیل با اینکه بسیار بی اثر یا مرده است ولی در برابر عبور هوا مقاومت بسیار عالی از خود نشان می دهد. در خودروهای جدید ، لاستیک را علاوه بر استفاده در تایر در پروفیل پنجره ، نوار درزگیر ، برف پاک کن ، شاسی موتور ، صندلی و به عنوان صدا خفه کن نیز به کار می‌برند. به طوری که در هر وسیله نقلیه چیزی حدود Kg 115 لاستیک به کار می‌رود.

آمیزه‌های شیرابه‌ای

شیرابه‌های غلیظ امکان استفاده از لاستیک را در شکل مایع فراهم می‌کنند، به صورتی که می‌توان عملیات پخش کردن ، رنگ کردن ، غوطه وری یا اسفنج سازی را روی آنها اجرا کرد. مواد پخت به شکل تعلیق اضافه می‌شوند ولی تقویت روی شیرابه‌ها چندان موثر نیست. با اینکه تجارت مبلمان ، بالش و تشک اسفنجی به استفاده از لاستیک‌های پلی اورتان و پلی‌اتر روی آورده ، ولی استفاده از شیرابه‌ها رو به گسترش است.

لاستیک‌های بازیافتی

لاستیک بازیافتی ماده‌ای مفید در آمیزه کاری است که از قطعات لاستیکی ضایعاتی به دست می‌آید. این قطعات را خرد و سپس با اعمال روشهای توام شیمیایی ، مکانیکی و حلال ، لاستیک ، پارچه ، فلز و سایر اجزای آن را جدا می کنند. لاستیک بازیافتی تا حدی وابسپارش می‌شود. و در حد بالایی دوده (یا رنگدانه دیگر) ، خاکستر و روغن دارد. با افزودن این ماده به آمیزه لاستیکی ، فراروش آمیزه بهتر می‌شود و معمولا به عنوان یک ماده ضایعاتی ارزان در محصولات بسیار ارزان هم به کار می‌رود. تنها حدود 10 درصد لاستیکهای نو بازیافت می‌شوند.


افزایش اخیر قیمت انرژی سبب توجه به ضایعات تایر به عنوان سوخت شده است. از سوختن 1Kg لاستیک MJ 17.7 انرژی بدست می‌آید. در حالی که سوختن همین مقدار زغال سنگ ، MJ 26.5 انرژی می‌دهد. استفاد از خرده تایرهای مستعمل در آسفالت نسبت به آسفالت معمولی مزایای بی‌شماری دارد. با اجرای این فرآیند سوئدی ، عمر جاده‌ها بیش از چهار برابر شده ، اصطکاک چرخ با سطح افزایش یافته ، صدا و براقی سطح هم کاهش یافته است.

مشتقات لاستیکی

از لاستیکها به ویژه لاستیک طبیعی به عنوان ماده اولیه در تولید انواع مشتقات لاستیکی استفاده شده است. صنایع پلاستیک در حال حاضر به این درست مواد شیمیایی لاستیکی روی آورده است، چون خود لاستیک یک مواد اولیه گران است. هالید‌ها با لاستیک در موضع پیوند دوگانه‌اش واکنش می‌دهند. محصول ، لاستیک کلردار (از برم و ید هم می‌توان استفاده کرد) است که به عنوان افزودنی رنگ قابل استفاده و در مقابل مواد شیمیایی مقاوم است.


از عمل کلرید هیدروژن بر محلول لاستیک در بنزن ، مشتق هیدروکلرید لاستیک بدست می‌آید، که بدون شک از بسیاری جوانب با خود لاستیک تفاوت دارد. این ماده پلاستیکی چقرمه و شفاف است که از فیلم آن در بسته بندی استفاده می‌شود. مشتق هیدرو کلرید لاستیک در برابر مواد شیمیایی مقاوم ، فیلم نازک عالی بدست می‌دهد و ضمنا رنگ ، بو ، مزه هم ندارد. PVC ، پلی اتیلن ، پلی پروپیلن و پلاستیک‌های جدیدتر کاربرد این مشتق گران را محدود کرده اند. از مخلوط لاستیک‌ها و رزین‌ها به وفور استفاده می‌رود. با افزودن لاستیک خواص ویژه‌ای چون مقاومت ضربه‌ای ، کش پذیری و جهندگی افزایش می‌یابد.

تاریخچه

اولین قدم در مورد صنعت پلاستیک ، توسط فردی به نام وایسا هیکات انجام گرفت که تلاش می‌کرد ماده‌ای بجای عاج فیل تهیه کند. چون عاج فیل بعنوان ماده‌ای سخت ، گرانقیمت و همینطور کمیاب کاربردهای فراوانی داشت. وی توانست نیترات سلولز را (که به غلط نیتروسلولز گفته می‌شود) از سلولز تهیه کند. پس نیترات سلولز اولین پلاستیک با منشا طبیعی است.

ویژگیهای مواد پلاستیکی

یک ویژگی مهم مواد پلاستیکی در صنعت ، فرآیند پذیر بودن یا Processible بودن آن است. اگر ماده‌ای قابل ذوب یا قابل حل باشد، در صنعت قابل استفاده است و گرنه نمی‌توان از آن استفاده صنعتی کرد. چون نمی‌توانیم آن را برای تهیه مواد بکار ببریم.

ویژگی سلولز و نیترات سلولز

سلولز نه قابل حل و نه قابل ذوب است و قبل از ذوب تجزیه می‌شود. پس فرآیند پذیر نیست. اما نیترات سلولز هم قابل حل و هم قابل ذوب است. یعنی وایسا هیکات ، سلولز فرآیند ناپذیر را به نیترات سلولز فرآیند پذیر تبدیل کرد.

ویژگی استات سلولز

نیترات سلولز ایراداتی دارد. از این رو تلاش برای جایگزین کردن یک پلاستیک دیگر به جای آن آغاز شد. در سال 1908 مایلز استات را تهیه کرد که هم مزیت نیتروسلولز را دارد و هم کارکردن با آن آسانتر است و خطرات کمتری دارد.

اولین پلاستیک سنتزی

اولین پلاستیک سنتزی ، رزین فنل- فرمالدئید بود که در تلاش برای ساخت مواد پلیمری کاملا سنتزی ، در سال 1907 لئو بلکند موفق شد از متراکم کردن فنل با فرمالدئید ، رزین فنل فرمالدئید را که بعدها تحت عنوان بالکیت (بعنوان محصول نهایی) نامیده شد، تولید کند. این رزین هم در محیطهای اسیدی و هم قلیایی قابل تهیه است.

محیط اسیدی نوالاک بالکیت محیط بازی رزول رزیتول رزیت

فنوپلاستها

از متراکم شدن فنل با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی فنوپلاست یا رزین فنل-فرمالدئید حاصل می‌شود. ماکزیمم PH که در صنعت با آن کار می‌شود 8/5 است و برای ایجاد این PH البته در محیط بازی به محیط ، NH₃ یا NaOH اضافه می‌شود. برای این که چسب نجاری حاصل شود، در انتهای مولکول ، باید گروه OH باشد. هر چه گروههای OH بیشتر باشد چسبندگی بیشتر خواهد بود. پس برای تولید چسب بهتر ، باید فرمالدئید اضافی برداریم. بهترین چسب آن است که گروه فرمالدئید آزاد داشته باشد.

آمینوپلاستها

این پلاستیک‌ها از متراکم شدن اوره یا ملامین با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی بدست می‌آیند. دمای این واکنش باید بین 60 تا 80 درجه سانتیگراد باشد. چسب فنل فرمالدئید بعلت بدبویی در بازار نیست. ولی این چسب ، در بازار موجود است. ملامین یا 8 ، 4 ، 6 _ تری آمینو _ 1 ، 3 ، 5 _ تری آزید با فرمالدئید می‌تواند در محیط اسیدی یا بازی ، واکنش چند تراکمی انجام دهد و برحسب شرایط تنظیم واکنش ، پلیمر یک بعدی ایجاد کند.

وقتی که شرایط را با تنظیم PH در محیط اسیدی و دمای زیاد تغییر دهیم، پلیمر یک بعدی به سه بعدی تبدیل می‌شود و همراه با 20 درصد کائولن تبدیل به فرمیکال می‌شود که ماده استخوانی روی میزهای کابینت‌هاست که در خلا تحت فشار بالا پرس می‌شود. حال اگر 40 - 30 درصد کربنات کلسیم اضافه کنیم، تبدیل به زیر سیگاری و مواد دیر اشتعال پذیر می‌شود که قیمت آن ، فوق‌العاده افت می‌کند. اما قدرت مکانیکی آن بالا می‌رود.

کلید و پریز برق بدون استثنا از این ماده می‌باشد.

ترموپلاستها

پلیمرهایی هستند که در اثر فشار ، تغییر شکل می‌دهند و بعد از حذف نیروی خارجی ، این تغییر شکل همچنان ادامه می‌یابد و باقی می‌ماند. به عبارت دیگر ، خاصیت پلاستیسیتی دارند. این پلیمرها در اثر گرما بتدریج نرم می‌شوند و با افزایش دما به حالت فیزیکی جامد خود تبدیل می‌شوند. این خصلت ، کاربرد این پلیمرها را تضمین می‌کند یا بوجود می‌آورد. اگر ترموپلاستیکی را بصورت پودر یا حلقه‌های کوچک حرارت دهیم، ابتدا نرم و سپس مذاب و وسیکوز می‌شود و اگر آنها را قالب بگیریم، شکل قالب را به خود می‌گیرد.

نگاه کلی

اسفنجها مواد متخلخلی هستند که حبابهای گاز در حفره‌های آنها حبس شده است. اسفنجها انواع گوناگونی دارند و با توجه به نرمی یا سختی کاربرهای مختلفی دارند. از اسفنجهای نرم در تهیه بالش و تشک و … استفاده می‌شود و اسفنجهای سخت و با چگالی گوناگون مصارف گوناگونی در تهیه وسایل خانگی و صنعتی دارند. امروزه ، گونه‌های زیادی از اسفنجها شناخته شده و تولید و مصرف می‌شوند. پلی‌اورتانها و پلی‌استایرن از عمده‌ترین و پُرمصرف‌ترین اسفنجها می‌باشند.

انواع اسفنج

اسفنجها با توجه به ساختار سلولی به دو گونه نرم و سخت تقسیم می‌شوند. اسفنجهای سخت ، سیستمهای بسته سلولی و متخلخل هستند و اسفنجهای نرم سیستمهای باز می‌‌باشند. برای اینکه اسفنجی انعطاف‌پذیر باشد، باید دارای سلولهای باز باشد تا هنگام فشردگی هوای داخل آنها خارج شود.

تشکیل اسفنج

رزینهای پلاستیکی را می‌توان با روشهای زیر بصورت اسفنج در آورد:

• فرآورده‌های جنبی گازی‌ که طی واکنش پلیمریزاسیون تشکیل می‌شوند.
  
  
• تبخیر یک مایع که دارای نقطه جوش پایین باشد.
  
  
• واکنش شیمیایی یک عامل پُف‌کننده ثانوی که بوسیله حرارت فعال می‌شود.

رسانایی گرمایی اسفنجها

رسانایی گرمایی در اسفنجهای با چگالی کم ، اندکی بیشتر از رسانایی گاز حبس شده در سلولهای آنهاست. هرچه وزن مولکولی گاز بیشتر باشد، رسانایی گرمایی کمتر می‌گردد. گازهایی که رسانایی گرمایی کمتری دارند، در تهیه اسفنجهای نارسانا بکار می‌روند. ممکن است در اثر مرور زمان ، گاز اسفنج از آن خارج شده و گازهای دیگر مثل هوا یا بخار آب در آن وارد شود.

فرئونها ( گازهای فلوئوروکربن ) معمولا در سلولهای پلی اورتان ماندگارترند، اما هوا و آب هم ممکن است وارد سلولها شوند و رسانایی گرمایی اسفنج را حدود 20 تا 40 درصد افزایش دهند.

گاز	فرمول شیمیایی	جرم مولکولی	نقطه جوش	رسانایی گرمایی
هیدروژن	H2	2	- 253	4.28
نیتروژن	N2	28	-196	0.62
اکسیژن	O2	32	-183	0.62
بخار آب	H2O	18	100	0.43
دی‌اکسید کربن	CO2	44	-78	0.40
پنتان	C5H12	72	36	0.34
فلوئوروکربن12	CCl2F2	121	-30	0.23
فلوئوروکربن11	CCl3F	127	24	0.18

نمونه اسفنجهای کاربردی

اسفنج	نوع	سلول	گستره چگالیKg/M3	حداکثر دمای کار بر درجه سانتی‌گراد
گرما سختها
پلی اورتان	سخت	بسته	24 – 640 +	93 – 121
پلی اورتان	انعطاف پذیر	باز	14.5 – 320	66 – 93
پلی ایزو سیانورات	سخت	بسته	24 – 320 +	149+
فنولی	سخت	باز یا بسته	5.1 – 352	149+
اوره فرمالدئید	نیمه سخت	کمی بسته	13 – 19	49
پلی آمید	سخت	باز یا بسته	32 – 640	260
گرمانرم
پلی استیرن	سخت	بسته	16 – 160	79
پلی اتیلن	نیمه سخت	بسته	21 – 800	82
پلی وینیل کلرید	سخت	بسته	32 – 64	93
پلی وینیل کلرید	انعطاف پذیر	باز یا بسته	46 – 960	62 – 107
نایلون	سخت	بسته	640 – 960	149

• اسفنجهای گرماسخت : پلیمرهایی که در اثر گرما به پلیمرهای غیر قابل ذوب و انحلال ناپذیر تبدیل می‌شوند.
  
  
• اسفنجها گرمانرم : پلیمرهایی که در اثر گرما می توانند ذوب یا نرم شوند.

سیلیکون

نگاه کلی

سیلیکونها گروه بسیار مفید و پرکار برای پلیمرها هستند. این مواد دارای خواص جالبی در دماهای بالا و پایین می‌باشند. در مقابل شرایط جوی مانند رطوبت و نور ، مقاومت خوبی دارند و تا دمای تا درجه سانتی‌گراد خاصیت لاستیکی خود را حفظ می‌کنند. از سیلیکونها درترکیب رنگها ، صنعت لاستیک و روغنهای صنعتی بطور گسترده استفاده می‌شود.

پلیمرهای سیلیکون

بسیاری از پلیمرهای سیلیکون مورد استفاده در صنعت ، دارای ساختار کلی R₂SiO_n می‌باشند. گروه R ممکن است متیل یا گروه فنیل باشد. بخش عمده پلیمر سیلیکون ، دی‌متیل سیلیکون می‌باشد. از گروههای فنیل تنها برای تولید پلیمرهای ویژه و بهبود خواص پلیمر در دمای پایین استفاده می‌شود. سیلیکانها از واکنش کلر و سیلانها با آب بدست می‌آیند. با پیرایش گروه انتهایی این پلیمر ، می‌توان فراورده‌های گوناگونی از آن تهیه کرد. انواع محصولات سیلیکونی مورد مصرف در زیر می‌آید.

روغنهای سیلیکون

روغنهای سیلیکون ، بسیار واکنش ناپذیر هستند. این روغنها با ختم زنجیر پلیمر به یک سیلان دارای یک گروه واکنش پذیر مانند تری‌متیل کلروسیلان و با انجام واکنش با آب تهیه می‌شوند. این روغنها نسبت به سایر پلیمرها وزن مولکولی کمتری دارند و به‌عنوان روان کننده استفاده می‌شوند. در کروماتوگرافی مایع - جامد و مایع - مایع از سیلیکاژل به‌عنوان ماده جاذب استفاده می‌شود.

لاستیکهای سیلیکون

لاستیکهای سیلیکون ، از پلیمرهای دارای گروههای مختلف واکنش پذیر و معمولاً به سه روش تهیه می‌شوند.

پخت تراکمی دوجزئی

تراکم دوجزئی پلیمرهای سیلیکون معمولاً با گروههای هیدروکسیل ختم می‌شود. این رزینها معمولا دارای یک عامل شبکه ساز مانند متیل سیلیکون می‌باشند. برای انجام واکنش شبکه‌سازی معمولا از یک آغازگر مانند ترکیبات آلی قلع استفاده می‌شود. این واکنشها معمولا دارای فراورده‌های فرعی هستند. مخصوصا اگر واکنش درفضای بسته صورت گیرد یا مواد اولیه به صورت لایه‌های ضخیم استفاده شود.

پخت رطوبتی یک‌جزئی

سیلیکونهای یک جزئی با رطوبت هوا پرورانده می‌شوند. سیستمهای نمونه به گروههای استات ختم شده‌اند. دراثر ایجاد شبکه با رطوبت ، استیک اسید آزاد می‌شود. اسید استیک آزاد شده در این واکنش سبب خورده شدن فولاد ، مس و سایر فلزات می‌شود. برای جلوگیری از این مسئله پلیمرهایی تهیه شده‌اند که فراورده فرعی آنها خورنده نیست. اغلب سیستم‌های یک‌جزئی ، از نوع دی‌متیل سیلیکون هستند.

سیلیکون

پخت دوجزئی وینیل

می‌توان گروههای وینیل را به‌عنوان گروههای انتهایی وارد پلیمرهای سیلیکون ساخت. دو روش برای پخت گروههای وینیل وجود دارد :

• با یک ترکیب دارای هیدروژن فعال
• با یک عامل پخت رادیکالی مانند پروکسید.
  
  

رزینهای مایع را معمولا به کمک روش اول تولید می‌کنند و از کاتالیزوزهای پلاتین اسید کلروپلاتینیک استفاده می‌کنند. این واکنش معمولا فرآورده جنبی ندارد. اما سیلیکونهای تولید شده با پخت وینیل به‌راحتی ناخالص می‌شوند. واکنش میان ناخالصی‌ها و هیدروژن سیلیکون باعث تولید گاز هیدروژن و اسفنجی شدن رزین می‌شود. در نتیجه استحکام آن کاهش می‌یابد.

دامنه کاربرد لاستیکهای سیلیکون از دمای تا درجه سانتی‌گراد می‌باشد. نقطه شکنندگی این لاستیکها در دمای پایین با مقدار فنیل آنها تعیین می‌شود. گروههای فنیل را برای کاهش تبلور در پلیمر وارد می‌کنند. در دمای پایین ، استحکام لاستیک سیلیکون افزایش می‌یابد و پایین‌تر از نقطه شکنندگی ، لاستیک ، کشسانی خود را از دست می‌دهد. نقاط شکنندگی دی‌متیل سیلیکون پایین‌تر از و متیل فنیل پائین‌تر از درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

محصولات دیگر سیلیکون

صمغهای سیلیکونی پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند. رقیق کننده‌های سیلیکونی سیالهای واکنش ناپذیر سیلیکون هستند. سیلیکونهای سخت در جلاهای سیلیکونی و رزینهای لعابی بکار می‌روند و گریس سیلیکون که از آمیختن سیلیکای اسفنجی با سایر پر کننده‌ها با روغن سیلیکون تهیه می‌شوند و کاربرد وسیعی در دماهای مختلف دارند از تا ).

خواص سیلیکونها

سیلیکونها چسبندگی بسیار خوبی دارند و برخی بطور طبیعی ، چسب می‌باشند. سیلیکونها بهترین رهاساز قالبی هستند. روغن سیلیکون به‌عنوان رهاساز قالب بکار می‌رود، اما ممکن است روی جسم قالب‌گیری شده منتقل شود و رنگ آمیزی را دشوار کند. مقاومت سیلیکونها در برابر شرایط جوی بسیار خوب است. نور فرابنفش ، ازن ، آب و ... حتی برای مدت ده سال هم بر روی آنها بی‌اثرند. قارچها می‌توانند روی لاستیکهای سیلیکون رشد کنند. اما با شوینده‌های قوی از بین می‌روند. در فرمولبندی‌های جدید ، سیلیکونهای مقاوم در برابر قارچ هم تولید می‌شوند.

 

كلمات كليدي:پيل سوختي، گرمكن، كاتاليزور، بستر كاتاليزور

وقتي پيل سوختي در معرض هواي سرد زمستاني و دماي زير صفر درجه قرار بگيرد،آب يخ مي زند.و واكنش هاي لازم در پيل سوختي انجام نمي شود.از اين رو لازم است كه پيل را توسط گرمكن برقي، حرارت داد تا شروع به كار نمايد.راه ديگري كه جهت بكار اندازي چنين پيل هايي ارائه شده است استفاده از يك كاتاليزور در چند راهه اكسيد كننده مي باشد.در صورتي كه مقدار كمي سوخت به هواي ورودي به چند راهه اضافه شود،در حضور كاناليزور با اكسيژن واكنش مي دهد،و گرماي ناشي از واكنش باعث افزايش دماي پيل سوختي مي گردد. مقدار اكسيژن اضافه شده به هواي مصرفي بسيار كم مي باشد(حدود 5% حجم مخلوط هوا، تا باعث شعله ور شدن و انفجار آن در داخل پيل نشود و از طرفي دماي پيل از 90درجه سانتي گراد بالاتر نرود).
مخلوط رقيق سوخت و اكسيد كننده بوسيله يك پمپ به داخل پيل تزريق مي شود. منبع سوخت مي تواند تحت فشار در يك سيلندر ذخيره شده باشد و يا اينكه از هيدروژني كه به عنوان پيش سوخت به كار مي رود استفاده شود. كاتاليزوري كه در ورودي هوا بكار مي رود مي تواند از فلزات بي اثر يا آلياژي از فلزات بي اثر (مثل آنچه كه در پيل سوختي بكار مي رو) باشد. بستر كاتاليزور ، آلومينا و سراميك هاي نظير آن است، بستر مي تواند فلز ويا حتي كربن باشد. همچنين كاتاليزور مي تواند فلزات واسطه مثل نيكل يا كبالت باشد، بعلاوه بستر مي تواند كروي و يا به شكل اسفنج مشبك باشد، با چنين طرحي براي كاتاليزور،در حين عمل پيل سوختي،افت فشار ايجاد نمي شود. همچنين مي توان بستر را از بافت هاي سراميكي يا كربني يا پشم شيشه يا الياف زير كونيا انتخاب كرد.
 

alsadi.sajjad@gmail.com

 

 

alesadi2001@yahoo.com

كلمات كليدي: چسب، چسب سازي، طبقه بندي، چسب گياهي، چسب حيواني، سرشيم، چسب سنتزي، نوار چسب، بتونه

 

هر چند از چسب در صنعت ، مخصوص آبنوس کاران و صحافان و بیشتر برای چسباندن قطعات چوبی و یا اشیای کاغذی بود. اما به تدریج دامنه کاربرد آن گسترش یافت. به طوری که امروزه به جای استفاده از میخ ، پیچ ، بست ، لولا و... برای اتصال قطعات فلزی ، چوبی ، کائوچویی ، ... از بخاری گرفته تا تهیه اسباب بازی , صنایع مونتاژ و حتی برخی از قسمتهای هواپیماهای مافوق صوت , از چسب‌های گوناگون و ویژه‌ای که به روش سنتزی تهیه می‌شوند , استفاده می‌شود.
 

تاریخچه
سابقه استفاده از چسب توسط انسان را می‌توان در واقع از عصر سنگ و دوران غارنشینی در تهیه تیر و کمان و یا نقاشی حیوانات غول پیکر بر روی تخته سنگها با استفاده از رنگدانه‌ها دانست. بدون شک ، خون نخستین ماده‌ای بود که بشر از آن به عنوان چسب استفاده می‌کرد که البته کیفیت خوبی نداشت و متداول نشد. به تدریج بشر به وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد و استفاده از آنها را آموخت.در واقع اولین ماده چسب دار که بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بود، مواد نشاسته‌ای ، قندی ، صمغ‌ها ، و شیره‌های برخی از گیاهان بود.
مثلا رومیان از سقز (ماده چسبدار و صمغی که از درختان برگ سوزنی نظیر سرو و کاج و یا درخت صنوبر ترشح می‌شود) در صنعت کشتی سازی استفاده می‌کردند. به تدریج مواد دیگری مانند موم ، عسل و یا مواد ژله مانندی از ماهی ، شاخ حیوانات یا شیر و تخم مرغ بکار گرفته شده بعدها ، با پیشرفت صنایع و استخراج و پالایش نفت ، از قیر و قطران چوب و ... به عنوان چسب استفاده به عمل آمد. اگر چه کائوچوی طبیعی (شیوه لاتکس) از مدتها قبل شناخته شده بود، اما چون حلال مناسبی برای آن موجود نبود، کاربردی به عنوان ماده چسبی پیدا نکرد تا اینکه با دستیابی به روغن‌های نفتی که کائوچو را در خود حل کرده و مایع چسبناکی را به وجود می آورند، کاربرد آن به عنوان ماده چسبی متداول شد.

طبقه بندی چسب‌ها
چسب گیاهی
چسب نشاسته ، دکسترین ، سرشیم ، دکسترین و نشاسته که از چسب‌های محلول در آب‌اند و از آنها در چسبانیدن تمبر ، پاکت ، کاغذ ، مقوا ، چوب ، ... استفاده می‌شود.
صمغ عربی که از درختی به نام صمغ سنگالی بدست می‌آید، سفید رنگ و محلول در آب است و عمدتا شامل هیدرات‌های کربن است.
 

چسب حیوانی
ژلاتین که از اعضای بدن حیوانات از جمله استخوان تهیه می‌شود و قدرت چسبانندگی آن از چسب‌های گیاهی بیشتر است و بیشتر در تهیه فیلم عکاسی و پوشش کپسول موارد دارویی مصرف دارد.
سرشیم حیوانی که مانند ژلاتین است ولی درصد خلوص گلوبین آن کم است و از استخوان ، پوست و یا شیر حیوانات تهیه می‌شود. و در نجاری ، کارتن سازی ، کبریت سازی ، تهیه کاغذ سمباده و غیره مصرف دارد.
لاک که در نجاری برای جلای سطح اشیای چوبی مصرف دارد و از نوعی حشره به نام ترمزدانه که در کشور هند فراوان است، به دست می‌آید.
 

چسب کانی
مانند فسفات‌ها و سیلیکات‌های قلیایی که در اتصال اشیای سرامیکی ، کوارتزی و شیشه‌ای کاربرد دارند. و بر خلاف چسب های گیاهی و حیوانی در مقابل گرما و آب مقاوم‌اند. از این رو از آنها در ساختن اجاقهای برقی و گازی و آجرهای نسوز استفاده می‌شود.

چسب سنتزی
الاستومرها : که شامل چسب‌های کائوچویی مصنوعی است و در صنعت کشتی سازی و صنایع هواپیما سازی کاربرد دارند. مانند چسب لاستیک که محلول کائوچو در بنزین است و یا چسب «اوهو» و مشابه آن که از مشتقات وینیلی در حلال‌هایی نظیر استون و اسید استواستیک حاصل می شود، این نوع چسب‌ها قدرت چسبانندگی همه چیز (غیر از لاستیک) را دارند. از این رو ، کاربردهای گوناگون و مهمی در صنعت ، تجارت و منازل پیدا کرده اند.

ترموپلاست‌ها : که شامل پلی اکریل و سیانواکریلات‌هااند که به «چسب فوری» معروف‌اند و اتصال محکم بین قطعات مختلف ایجاد می‌کند. (در حد چسب‌های اپوکسی). برخی معتقدند که سیانواکریلات یک منومر فعال است که در مجاورت مختصر رطوبت موجود در هوا بصورت پلیمر در می‌آید. از این رو ، برای محیط‌های خشک مناسب نیست.

چسب اپوکسی : که از تراکم دی فنیلو پروپان و اپیکلرهیدرین حاصل می‌شود. نوعی از آن در تجارت به نام چسب دوقلو متداول است که شامل دو قسمت است، یک قسمت ماده چسب‌دار ، و قسمت دیگر یک ماده کاتالیزور است که موجب تغییر در ماده چسب‌دار و عمل چسبانندگی آن می‌شود. قدرت چسبانندگی چسب اپوکسی فوق‌العاده زیاد است و در هواپیما سازی ، ساختن اطاق خودروها ، و پل سازی و ... کاربرد دارد.

نوار چسب‌ها : جنس این نوع نوارها ممکن است از پارچه ، کاغذ ، طلق ، و یا پلاستیک پلی کلرید وینیل (p.v.c) باشد که به چسب‌هایی مانند چسب‌های کائوچویی و سرشیم آغشته شده‌اند.
 

چسب بتونه‌ای
بتونه‌ها ، خمیرهای نرم و چسبناکی‌اند که به کندی در هوا خشک می‌شوند و برای پرکردن شکاف‌ها و منافذ ، بویژه در بخاری مصرف می‌شود. مهمترین انواع بتونه‌ها عبارت است از :

بتونه شیشه : که از مخلوط پودر کربنات کلسیم و روغن کتان تهیه می‌شود و در هوا نسبتا به سرعت خشک و سخت می‌شود. اما پس از سخت شدن ، دوباره در روغن کتان به صورت خمیر نرم و قابل استفاده در می‌آید.

بتونه آبی : که در تهیه آکواریم مصرف دارد و از مخلوط کردن پودر اکسید سرب (Pbo) با روغن کتان بدست می‌آیند.
بتونه گلسیرین و اکسید سرب : از اختلاط اکسید سرب و گلسیرین تهیه می‌شود و در مقابل آب ، اسید و قلیا مقاوم است