Sa isang tipikal na tambalan ng gulong, ang rubber polymer ay bumubuo lamang ng halos 47 porsiyento ng kabuuang timbang. Ang natitira ay dumating sa mixer bilang carbon black, process oil, zinc oxide, sulfur, accelerators at antidegradants. Ang solong proporsyon na iyon ay ang pinakamabilis na paraan upang sagutin ang tanong kung saan ginawa ang goma, dahil ang materyal na mga tao ay talagang pinutol, hinuhubog at ibinebenta ay hindi isang sangkap. Ito ay isang polimer kasama ang isang maingat na tinimbang na pakete ng kimika.
30-40% Rubber hydrocarbon content ng fresh field latex
100 ph Ang nakapirming reference weight bawat recipe ay binuo
1.5-2.5 phr Sulfur sa isang maginoo na sistema ng pagpapagaling
Ang Maikling Sagot: Isang Polymer Backbone Plus isang Pagsasama-sama Package
Ang goma ay gawa sa isang long-chain polymer na sinamahan ng mga filler, langis, curative at protective chemicals. Ang polymer mismo ay alinman sa cis-1,4-polyisoprene na na-tap mula sa puno ng Hevea brasiliensis, o isang sintetikong chain na binuo sa isang reactor mula sa mga monomer na nakuha mula sa petrolyo at natural na gas. Ang lahat ng iba pa sa recipe ay umiiral upang gawin ang chain na iyon na maproseso, matibay at mahuhulaan sa serbisyo.
Ang goma ay isang nababanat na polymer network sa halip na isang solong sangkap. Ang rubbery na pag-uugali nito ay nagmumula sa mga crosslink na nagtatali ng mahabang polymer chain sa isa't isa; kung wala ang mga crosslink na iyon, ang parehong mga chain ay lumalambot at dumadaloy kapag pinainit.
Ang Isoprene, ang limang-carbon monomer sa likod ng natural na goma, ay isang maliit na molekula. Ang polymerization ay nag-uugnay sa libu-libong mga yunit na iyon patungo sa buntot sa isang kadena na ang molecular weight ay maaaring umabot ng ilang daang libong gramo bawat nunal. Ang haba na iyon ay kung ano ang nagpapahintulot sa materyal na mag-abot sa ilang beses sa orihinal na haba nito at mabawi, kung ang mga kadena ay nakaangkla sa isa't isa.
Ang isang hilaw na polimer sa sarili nitong ay malapit sa walang silbi sa isang linya ng produksyon. Ang unvulcanised natural na goma ay tacky sa mainit-init na panahon at malutong sa malamig na panahon, at mabilis itong nawawalan ng lakas sa itaas 60 degrees Celsius. Inaayos ng compounding package ang mga kahinaan na iyon, kaya naman halos lahat ng detalyeng mababasa mo ay naglalarawan ng isang tambalan, hindi isang polimer.
Natural na Goma: Kung Ano ang Lumalabas sa Puno
Ang natural na goma ay gawa sa field latex, isang gatas na suspensyon na humigit-kumulang 30 hanggang 40 porsiyentong polyisoprene, 55 hanggang 65 porsiyentong tubig, at isang maliit ngunit mahalagang bahagi ng mga protina, lipid, asukal at mineral na asin. Ang non-rubber fraction ay maliit sa timbang, ngunit ito ay nagtutulak ng pag-uugali ng lunas, amoy, pagtanda at panganib sa allergy.
| Component | Karaniwang pagbabahagi | Bakit ito mahalaga |
| cis-1,4-polyisoprene | 30 hanggang 40 porsiyento | Ang nababanat na gulugod ng materyal |
| Tubig | 55 hanggang 65 porsiyento | Carrier phase, inalis sa panahon ng coagulation at pagpapatuyo |
| Mga protina | 1 hanggang 2 porsiyento | Patatagin ang latex sa puno at maging sanhi ng Type I latex allergy sa mga tao |
| Mga lipid at resin | 1 hanggang 2 porsiyento | Kumilos bilang natural na antioxidant at nakakaimpluwensya sa paggamot |
| Mga karbohidrat | Mga 1 percent | Feed bacteria, kaya naman ang ammonia o iba pang preservative ay idinagdag |
| Mga abo at mineral na asin | Wala pang 1 porsyento | Manatiling nalalabi at iniuulat bilang nilalamang abo sa data sheet |
Ang pag-aani ay nagsisimula kapag ang isang puno ay mga lima hanggang pitong taong gulang. Ang isang tapper ay nag-ahit ng isang manipis na spiral ng bark, ang latex ay tumatakbo sa isang tasa, at ang likido ay pinapanatili ng ammonia para sa kargamento. Sa pabrika ang latex ay pinagsasama-sama ng formic acid at pagkatapos ay ipinoproseso sa isa sa tatlong komersyal na anyo: unsmoked sheets, ribbed smoked sheets, o crumb rubber na ibinebenta sa ilalim ng teknikal na tinukoy na mga marka.
Ang mga pangalan ng grado ay naglalaman ng impormasyon sa komposisyon. Ang mga marka tulad ng SVR 10, SIR 20 o SMR 20 ay tumutukoy sa maximum na pinapahintulutang nilalaman ng dumi sa mga bahagi bawat daan, kaya ang isang 20-grade na goma ay pinapayagan nang humigit-kumulang dalawang beses sa kontaminasyon ng isang 10-grade na materyal.
Para sa mas malalim na paghahambing ng dalawang ruta ng polimer, ang pagkasira ng natural na latex at sintetikong polimer ay sulit na basahin kasama ng mga detalye ng hilaw na materyal na natatanggap mo mula sa iyong supplier.
Synthetic Rubber: Kung Ano ang Lumalabas sa Refinery
Ang sintetikong goma ay gawa sa mga monomer na nakuhang muli mula sa petrolyo at natural na gas, pagkatapos ay na-polymerised sa isang reaktor sa ilalim ng kontroladong temperatura, presyon at mga kondisyon ng katalista. Dahil ang mga ratio ng monomer ay maaaring iakma sa loob ng masikip na bintana, ang resultang polymer ay mas pare-pareho ang batch sa batch kaysa sa plantasyong goma.
| Pamilya | Pagsisimula ng mga monomer | Namumukod-tanging ari-arian | Mga tipikal na bahagi |
| SBR | Styrene at butadiene | Basang pagkakahawak at paglaban sa abrasion | Tapak ng gulong, talampakan ng sapatos |
| BR | Butadiene | Mababang-temperatura na kakayahang umangkop | Mga sidewall, mga takip ng sinturon |
| EPDM | Ethylene, propylene at isang diene tulad ng ENB | Ozone at paglaban sa panahon | Bubong, panlabas na banig, hose |
| NBR | Acrylonitrile at butadiene | Lumalaban sa langis at gasolina | Mga gasket, hose ng gasolina, mga seal |
| CR | Chloroprene | Panlaban sa apoy at katatagan ng panahon | Mga sinturon, mga cable jacket |
| IIR | Isobutylene na may ilang porsyentong isoprene | Napakababa ng air permeability | Mga panloob na tubo, pagpapagaling ng mga pantog |
| Silicone | Polydimethylsiloxane | Malawak na saklaw ng temperatura ng serbisyo | Mga seal, mga bahagi ng food-contact |
Ang butyl rubber ay naglalaman lamang ng mga 1 hanggang 2 porsiyentong isoprene ayon sa timbang. Ang maliit na bahagi na iyon ng mga unsaturated units ang nagbibigay-daan sa kung hindi man ay inert chain na ma-vulcanize.
Pinagpangkat ng ISO 1629 na sistema ng pagbibigay ng pangalan ang mga materyales na ito ayon sa istruktura ng kanilang gulugod. Ang mga gradong may R suffix, gaya ng NR, SBR, BR, NBR at CR, ay may mga unsaturated carbon chain at madaling nalulunasan ng sulfur. Ang mga grade na may M suffix, kabilang ang EPDM at silicone, ay may mga saturated chain at karaniwang nangangailangan ng peroxide, resin o isang katulad na sistema ng pagpapagaling.
Ano Pa Ang Pumapasok: Ang Compounding Recipe
Sa bawat 100 bahagi ng goma, ang isang general-purpose compound ay karaniwang nagdadala ng 40 hanggang 60 phr carbon black, 5 hanggang 30 phr process oil, 3 hanggang 5 phr zinc oxide, 1 hanggang 2 phr stearic acid, 1.5 hanggang 2.5 phr sulfur, 0.8 hanggang 2 phr na accelerator at 3 phr. Ang mga figure na iyon ay ang working range para sa isang conventional sulfur-cured compound, at sila ay nagbabago nang malaki kapag ang heat resistance, oil resistance o low compression set ay pumasok sa specification.
Rubber Banbury Machine para sa Goma at Plastic Paghahalo High-performance mixer na may hydraulic control at optimized rotor para sa dispersing carbon black, process oil, at additives sa rubber compounds. Tingnan ang Produkto → Ang bawat numero sa pangungusap na iyon ay sinusukat sa phr, na kumakatawan sa mga bahagi bawat daang goma. Ang reference weight ay palaging 100 bahagi ng polymer, hindi kailanman ang natapos na compound weight, kaya ang isang recipe ay maaaring palakihin o pababain nang hindi muling kinakalkula ang mga ratio.
Ang carbon black ay bihirang mas mababa sa 40 phr sa isang mekanikal na goma. Gupitin ito sa ibaba ng antas na iyon at mabilis na bumaba ang tensile strength at tear resistance, kahit na ang tambalan ay nagiging mas madaling iproseso at mas murang ihalo.
Ang mga pamilya ng sangkap ay nahahati sa limang functional na grupo:
- Ang mga filler, pangunahin ang carbon black at precipitated silica, ay nagdaragdag ng lakas, tigas at paglaban sa abrasion.
- Pinapalambot ng mga plasticizer at process oils ang halo, pagpapabuti ng daloy at pagbaba ng temperatura ng paghahalo.
- Ang mga activator tulad ng zinc oxide at stearic acid ay nagko-convert ng accelerator sa aktibong anyo nito.
- Ang mga curative, sulfur o peroxide, ay lumikha ng mga crosslink na ginagawang nababanat ang goma.
- Ang mga antidegradant, kabilang ang mga amine, phenols at waxes, ay nagpapabagal ng oxygen, ozone at heat aging.
Mula sa Polimer hanggang sa Produkto: Apat na Hakbang sa Pagproseso
Ang paggawa ng mga sangkap na iyon sa isang magagamit na bahagi ay sumusunod sa apat na hakbang, at nagbabago ang komposisyon sa bawat isa. Ang mga error sa pagtimbang ng ilang gramo sa isang 50 kilo na batch ay sapat na upang ilipat ang katigasan ng ilang puntos sa IRHD scale.
3 Rolls Rubber Calender Machine para sa Coating at Calendering Three-roll calender na may kontrol ng PLC at adjustable roll spacing para sa coating cord, canvas, o calendering engineering tire inner liner sheet. Tingnan ang Produkto → Compounding
Ang mga sangkap ay tinitimbang sa recipe ng phr at inilagay sa sako. Ang mga polymer bale ay pinutol, pinainit at kadalasang na-pre-masticated upang dalhin ang Mooney viscosity sa hanay bago pumasok ang mga filler.
Mixing
Ang panloob na mixer o open mill ay nagtitiklop ng carbon black at langis sa polimer. Ang temperatura ng dump ay ang kritikal na punto ng kontrol, dahil ang isang halo na naglalabas ng masyadong mainit ay mapapaso o bahagyang mapapawi sa mixer.
Paghubog
Ang pag-calender ay gumagawa ng sheet ng controlled gauge, mga extrusion form na profile at hose, at ang compression o injection molding ay pumupuno sa isang lukab. Ang tambalan ay thermoplastic pa rin sa yugtong ito at maaaring i-rework.
Bulkanisasyon
Pina-trigger ng init ang sistema ng pagpapagaling at permanenteng nakakandado ang hugis. Ang isang makapal na bahagi ay maaaring umupo sa isang press sa loob ng 20 minuto sa 150 hanggang 160 degrees Celsius, habang ang isang manipis na extruded na profile ay maaaring patuloy na gamutin.
Ang sulfur sa sarili nitong maaaring tumagal ng ilang oras upang gamutin ang isang mabigat na seksyon. Pinaikli iyon ng mga accelerator sa ilang minuto, kaya naman halos hindi nalulunasan ng sulfur ang anumang komersyal na tambalan.
Paano Lumalabas ang Komposisyon sa isang Data Sheet
Ang isang rubber data sheet ay nag-uulat ng pagkakakilanlan ng polimer, mga ratio ng monomer, mga limitasyon sa kontaminasyon at pag-uugali sa pagpoproseso, na ginagawang mga numero ang hindi nakikitang kimika na maaari mong ihambing. Ang pagbabasa ng mga numerong iyon laban sa application ay ang pinakamabilis na paraan upang mahuli ang hindi pagkakatugma bago maabot ng materyal ang linya.
- Ang nilalaman ng Acrylonitrile sa NBR ay tumatakbo mula sa humigit-kumulang 18 porsiyento para sa mababang oil resistance hanggang sa 42 porsiyento para sa matinding pakikipag-ugnay sa gasolina.
- Ang nakatali na styrene sa SBR ay karaniwang humigit-kumulang 23.5 porsyento sa karaniwang grado ng emulsion, at ang mas mataas na styrene ay nagpapataas ng wet grip at heat build-up.
- Ang ratio ng ethylene at propylene kasama ang nilalaman ng ENB ay tumutukoy kung paano gumagaling ang isang EPDM at kung gaano ito kahusay na pinahihintulutan ang ozone.
- Ang money viscosity ML(1 4) sa 100 degrees Celsius ay karaniwang lumalabas sa pagitan ng 40 at 80 para sa isang pinaghalong tambalan.
- Ang abo, volatile matter at dumi na nilalaman ay nagtakda ng kisame sa pagpili ng grado ng natural na goma.
Maaaring mag-quote ng parehong pangalan ng grado ang dalawang supplier at maghatid ng magkaibang materyal. Ang batch-to-batch na pagkakaiba-iba sa natural na goma ay isang realidad ng plantasyon, habang ang mga sintetikong grado ay nananatili sa loob ng masikip na mga bintana ng detalye.
Likas na goma
- Pinagmulan: latex mula sa mga puno ng Hevea
- Napakataas na makunat at lakas ng pagkapunit
- Napakahusay na kakayahang umangkop sa mababang temperatura
- Mahinang langis at fuel resistance
- Ang presyo ay gumagalaw sa panahon at mga ikot ng pagtatanim
Sintetikong goma
- Pinagmulan: refinery monomers
- Mga katangian na nakatutok sa ratio ng monomer
- Available ang oil, heat at ozone resistance
- Consistent mula batch hanggang batch
- Ang presyo ay nakatali sa feedstock at mga gastos sa enerhiya
Kung saan pinakamahalaga ang pagtutukoy, ang data ng tambalan ay dapat suriin laban sa natapos na bahagi, hindi ang polimer lamang. Ang parehong pangangatwiran ay nalalapat sa kabuuan mga produktong pang-industriya na goma , mula sa sheet at matting hanggang sa hose cover at belt compound.
Reclaimed Rubber: Komposisyon Pagkatapos ng Ikalawang Buhay
Ang na-reclaim na goma ay gawa sa ground scrap, karamihan ay mga end-of-life na gulong, na na-devulcanize at pinipino pabalik sa isang naprosesong sheet. Naglalaman pa rin ang materyal ng rubber hydrocarbon, ngunit nagdadala din ito ng carbon black, langis, abo at mga nalalabi sa gamot na nasa orihinal na tambalan.
Waste Tire Recycling Machine para sa Rubber Powder Production Pagdurog, screening, at magnetic separation system na naghahanda ng 10 mesh at -40 mesh rubber powder mula sa end-of-life na mga gulong. Tingnan ang Produkto → Ang proseso ay nagsisimula sa paggiling, pagkatapos ay magnetic separation ng bakal at pagtanggal ng textile fiber. Sumusunod ang devulcanization, alinman sa thermo-mechanical, chemical o microwave assisted, at ang pagpino sa wakas ay gumagawa ng isang makinis na sheet. Ang isang tipikal na reclaim ay naglalaman ng humigit-kumulang 40 hanggang 50 porsiyento ng rubber hydrocarbon, na may balanseng binubuo ng carbon black at mineral fillers.
Ang pag-reclaim ay karaniwang nilo-load sa 5 hanggang 20 phr sa isang technical compound. Sa itaas ng antas na iyon, kapansin-pansing bumababa ang tensile strength at compression set, bagama't kadalasang tumataas ang bilis ng pagpapagaling.
Ang pagdaragdag ng reclaim ay nagpapababa ng halaga ng hilaw na materyal at naglilihis ng scrap mula sa landfill, kaya naman regular itong lumilitaw sa mga banig, wheel chocks at iba pang hindi kritikal na mga produkto. Ito ay hindi angkop para sa mga dynamic na seal o mataas na temperatura na mga application kung saan ang pare-parehong compression set ay mahalaga kaysa sa presyo.
Mga Madalas Itanong
Ang goma ba ay gawa sa langis?
Bahagyang. Ang synthetic rubber ay gawa sa mga monomer gaya ng butadiene, styrene at isoprene na nagmumula sa petrolyo at natural gas. Ang natural na goma ay hindi, dahil ito ay nagmula sa latex ng puno ng Hevea brasiliensis. Karamihan sa mga produktong pang-industriya na goma ay gumagamit ng isa o iba pa, at marami ang gumagamit ng pareho sa isang solong tambalan.
Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng natural at synthetic na goma sa antas ng molekular?
Ang natural na goma ay halos purong cis-1,4-polyisoprene, isang regular na chain na nag-kristal sa ilalim ng strain at nagbibigay ng napakataas na lakas. Ang mga sintetikong grado ay binuo mula sa dalawa o higit pang mga monomer, kaya ang kadena ay nagdadala ng iba't ibang mga pangkat sa gilid sa haba nito. Ang mga side group na iyon ang lumilikha ng oil resistance sa NBR o weather resistance sa EPDM.
Ano ang ibig sabihin ng phr sa isang recipe ng goma?
Ang Phr ay kumakatawan sa mga bahagi bawat daang goma. Ang bawat sangkap ay ipinahayag na may kaugnayan sa 100 bahagi ng rubber polymer ayon sa timbang, kaya ang isang compound na may 50 phr carbon black ay naglalaman ng kalahati ng itim kaysa sa polymer. Ito ay isang sistema ng ratio, hindi isang porsyento ng natapos na halo.
Maaari bang gawin ang goma nang walang asupre?
Oo. Ang EPDM, silicone at maraming specialty na grado ay ginagamot gamit ang mga peroxide, phenolic resin o metal oxide sa halip na sulfur. Ang sulfur ay nananatiling pinakakaraniwang nakakagamot dahil ito ay mura at mahusay na gumagana sa mga unsaturated chain gaya ng NR, SBR at NBR.
Nagtatapos ang kwento ng komposisyon kung saan nagsisimula ang aplikasyon: tama lang ang isang tambalan kapag ang polymer, filler load at sistema ng pagpapagaling nito ay tumugma sa init, langis at pagbaluktot sa bahagi.
Previous