گزارش کارآموزی از شرکت لاستیک سازی دنا

[ghasvarimohamma]

دانشکده علوم پایه

موضوع:


گزارش کارآموزی
عنوان:


- ترکیبات و مواد بکار رفته در تهیه لاستیک

- آزمایشگاه ترکیبات شرکت لاستیک سازی دنا

COMPOUNDING LAB
نام استاد کارآموزی:


آقای دکتر یعقوب صرافی
نام سرپرست کارآموز:


آقای زارع
تهیه کننده:


محمد حسن قسوری جهرمی

دانشجوی رشته شیمی-گرایش کاربردی
شماره دانشجویی:


815226121






زمستان 85














فهرست مطالب











عنوان صفحه
پیشگفتار.................................. .................................................. .................................................. ...................... 3
فصل اول- ترکیبات و مواد به کار رفته در تهیه لاستیک...................................... .............. ........... 4
فصل دوم- آزمایشگاه ترکیبات.................................... .................................................. ............................ 29








پیشگفتار
بدون شک نمی‌توان منکر نقش لاستیک در زندگی روزمره انسان عصر حاضر شد. از کاربرد آن در صنایع مختلف نظیر حمل و نقل، ساختمان سازی، صنایع نظامی و... گرفته تا ساخت انواع وسایل و ادوات زندگی از قبیل انواع کف پوش‌ها، پادری‌ها، انواع شیلنگها، پاشنه و تخت کفش، لوازم التحریر، وسایل تزیینی داخل خودروها و منازل، روکش انواع سیمها و کابلها و... و به طور کلی در صنایع مختلف کاربرد دارد. همه اینها به واسطه خواص مختلف لاستیک مانند خاصیت ارتجاعی لاستیک و نرمی آن که منجر به ضربه گیر بودن آن است و یا عایق الکتریسیته و رطوبت بودن آن می‌باشد. برای همین می‌توان لاستیک را در ساخت انواع عایق وسایل برقی و یا وسایل ضد آب به کار برد.
موضوع این تحقیق در مورد کارخانه لاستیک دنا و نحوه تولید لاستیک، مواد اولیه به کار رفته در ساخت لاستیک و آزمایشهای انجام گرفته بر روی آنها می‌باشد. امید است که اطلاعات جمع آوری شده در این تحقیق برای خوانندگان مفید واقع شود و خوانندگان بتوانند تصویری از فرآیند تولید لاستیک و کارخانه لاستیک دنا را در ذهن خود تصور نمایند.


فصل اول


ترکیبات و مواد به کار رفته در

تهیه لاستیک



کائوچوی طبیعی
کائوچوی طبیعی تقریباً 40٪ کل مصرف کائوچو را در برمی‌گیرد. در واقع کل کائوچوی طبیعی جهان از یک نوع درخت به نام هوآرازیلینس یا درخت لاستیک که بومی جلگه‌های آمازون اما کشت شده در مناطق دیگر استوایی است فراهم آمده است. به طور کلی 95٪ مصرف فعلی این کائوچو از باغستهای جنوب شرقی آسیا تامین می‌شود.
به طور کلی کائوچوی طبیعی از بیوسنتز کربوهیدراتها توسط درخت کائوچو حاصل می‌شود. و درخت کائوچو هوآبرازیلینس که در جنگل‌های آمازون می‌روید درختی است بلند با قامتی افراشته با رنگ خاکستری مایل به سبز و با پوستی صاف که عمر آن گاه به 100 سال نیز می‌رسد ارتفاع آن به 36 متر رسیده و قطری در حدود 5/4 متر دارد. در باغستها معمولا قد درخت کوتاه‌تر (کمتر از 18 متر) و قطر آن کوچک‌‌تر (5/7 الی 100 سانتی‌متر) می‌باشد. معمولا درخت هوآ باید حداقل حدود 5 الی 6 سال عمر داشته باشد تا برای شیره گیری (Tapping) آماده شود ولی باید دانست که تا سن 12 تا 15 سالگی به ماکزیمم مقدار شیره دهی نمی‌رسد.کائوچوی طبیعی در انواع مختلف کاربرد و مصرف از شیره‌گیری درخت کائوچو بدست می‌آید که در زیر به طور اختصار به چگونگی آن می‌پردازیم.



عملیات شیره گیری از درخت کائوچو

لاتکس (Latex) از درخت کائوچو با برش یا قطع آوندهای حاوی لاتکس در تنه درخت تحت شرایط و عملیات کنترل شده‌ای که شیره گیری نام دارد بدست می‌آید. سیستمهای شیره‌گیری متفاوت است، اما یک سیستم که خیلی معمول و متداول است سیستم زخمی کردن تنه درخت به شکل نیمه مارپیچ است.درخت کائوچو حوالی صبح زود یعنی بعد از سپیده دم شیره گیری می‌شود زیرا در ساعت‌های اول صبح هوا سردتر، فشار غشای سلولی در آوندها بالاتر و در نتیجه لاتکس بیشتری جاری می‌شود. 3 الی 4 ساعت بعد از شیره گیری کارگران لاتکس را در سطلهایی جمع و آنها را به ایستگاه مرکزی حمل می‌کنند. در ایستگاه مرکزی لاتکس از توریها و الکهای خاص صاف می‌شود تا آنچه که منعقد گردیده و همچنین ذرات پوست درخت و بقیه ناخالص ها از لاتکس باقیمانده جدا شود آن گاه آن را به تانکهای خاصی هدایت می‌کنند.
در باغستهای بزرگ لاتکس دریافتی از ایستگاه مرکزی به وسیله‌ی کامیون به کارخانه مادر حمل می‌شود البته قبل از حمل به لاتکس مقدار بیشتری از ماده محافظت کننده می‌افزایند تا مطمئن شوند که لاتکس در کارخانه مادر به حالت مایع و قابل استفاده باقی می‌ماند. برحسب این که لاتکس تغلیظ شده مستقیما مورد استفاده قرار گیرد یا جهت تولیدی کائوچوی خشک و خام به کار رود روش عملیاتی حفاظت آن تغییر می‌کند. بخشی از لاتکس که به صورت تغلیظ شده مورد استفاده واقع می‌شود با آمونیاک یا فرمالین و بخشی که برای کائوچوی خشک مصرف می‌گردد با سولفیت سدیم محافظت می‌شود.

کائوچوهای مصنوعی
کائوچو پلی بوتادین (PBR)
پلی بوتادین اولین بار توسط لبدو (Lebdev) روسی تهیه گردید. وی در سال 1910 فلزات قلیایی را به عنوان آغازگر پلیمریزاسیون به کار برد. تحقیقات او نهایتا شرایطی را برای اولین تولید صنعتی کائوچوهای مصنوعی به وجود آورد.
در جنگ جهانی اول آلمان روی جایگزینی کائوچوی طبیعی مطالعه کرد و در این بررسیها 1 و 3 بوتادین به عنوان اصلی ترین منومر مورد تحقیق قرار گرفت. علاقه‌مندی آلمانها به تولید کائوچوهای پلی بوتادین (توسط کاتالیزورهای قلیایی) بعد از جنگ جهانی اول در دسترس قرار گرفتن کائوچوهای طبیعی کاهش یافت.
با ظهور جنگ جهانی دوم مجدداً تحقیقات روی کائوچوهای مصنوعی گسترش پیدا کرد و آلمان و ایالات متحده روی پلیمریزاسیون امولسیونی کائوچوها که به وسیله تولید رادیکال‌های آزاد صورت می‌گرفت مطالعه کردند و استفاده از کوپلیمرهای امولسیونی استایرن- بوتادین و اکریلونیتریل- بوتادین- موقتا نیازهای این دولتها را برآورده ساخت. بررسی‌های اولیه روی پلیمریزاسیون بوتادین به محصولی که از نظر برخی از خواص مطلوب‌تر از کوپلیمراستایرن- بوتادین بود منجر گردید. مطالعه روی پیشرفت سیستم امولسیونی پلی بوتادین به دلیل فراوانی منومرها و پایینی قیمت ادامه یافت تا این که اولین تولید تجارتی این کائوچو در سال 1950 انجام گرفت. پلی بوتادین (BR) یک هموپلیمر تهیه شده از بوتادین است که هم به روش امولسیونی و هم محلولی پلیمریزه می‌گردد. روش اخیر (محلولی) پلی بوتادینی با محتوای سیس زیاد تولید می‌کند.
این روش در سال 1956 توسط شرکت شیمیایی فیلیپس معرفی گردید. امروزه پلی بوتادین به میزان قابل توجهی در تایرها و دیگر محصولات مصرف می‌گردد. به طور کلی این کائوچو از نظر میزان مصرف بعد از کائوچوی استایرن بوتادین قرار می‌گیرد.


ساختمان
ساختمان کائوچو پلی بوتادین به صورت سیس، ترانس و وینیل می‌باشد و از آنجایی که یک یا هر دو باند دوگانه می‌توانند در پلیمریزاسیون شرکت کند در نتیجه پلیمر ممکن است آرایشهای گوناگونی داشته باشد.
سه ساختمان مختلف کائوچوی پلی بوتادین موجب رفتارهای متفاوتی می‌شوند. ایزومرسیس 1 و 4 در اثر کشش بیش از 200٪ کریستاله می‌شود در حالیکه ایزومرهای ترانس و وینیلی (بدون هیچ گونه کششی) کریستاله هستند. سپس پلی بوتادین نرم و دارای حلالیت بالایی می‌باشد و همین مساله سبب بروز خواص دینامیکی عالی، پسماند حرارتی پایین و مقاومت عالی آن در برابر سایش می‌گردد. ترانس پلی بوتادین برعکس یک الاستومر سخت می‌باشد و به میزان اندکی در حلالهای آلی حل می‌گردد. این کائوچو در پوشش توپهای گلف و کاربردهای ویژه دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی بوتادین دارای ساختمان وینیلی نیز، سخت،کریستالی و دارای حلالیت پایینی می‌باشد.

سیس 1 و 4 پلی بوتادین

ترانس 1 و 4 پلی بوتادین

وینیل 1 و 2 پلی بوتادین

خواص
قابلیت کشش
آمیزه پلی بوتادین قابلیت کشش بیشتری نسبت به آمیزه‌های SBR و کائوچوی طبیعی دارد زیرا در آمیزه کاری آن روغن و پر کننده‌های تقویت کننده بیشتری قابل استفاده است.
زمانی که پلی بوتادین در تهیه آمیزه به کار می‌رود محدوده وسیع‌تری از خواص خوب و سرویسهای عالی را عرضه خواهد داشت و همین امر سبب می‌گردد که آمیزه کار بتواند قیمت آمیزه را در بسیاری از کاربردها کاهش دهد.

قابلیت انعطاف پذیری در درجه حرارتهای پایین
در درجه حرارتهای پایین کائوچوی پلی بوتادین دارای مقاومت بالایی در برابر شکنندگی (Brittleness) می‌باشد. پلی بوتادین با درصد سیس بالا تمایل زیادی برای بلوری (Crystallized) شدن از خود نشان می‌دهد اما نقطه انجماد آن خیلی پایین است. پلی میرها دارای 40 تا 80 درصد سیس بیشتر بی شکل یا آمورف بوده و تمایل کمی برای کریستاله شدن دارند و پلی بوتادین با درصد ترانس بالا کریستاله و سخت می‌باشد.
پلی بوتادین امولسیونی نقطه انجماد پایین‌تری نسبت به SBR دارد و از نظر مقاومت در مقابل یخ زدن (انجماد) بین SBR و پلی بوتادین محلولی واقع است.


قابلیت نفوذ
پلی بوتادین نسبت به گازها از SBR و کائوچوی طبیعی قابل نفوذتر است. به همین دلیل برای ساخت تیوپ و سایر کاربردهایی که نیاز به مقاومت در مقابل گاز می‌باشد به کار برده نمی‌شود به طور کلی قابلیت نفوذ بالای بوتادین برای آن یک مزیت به شمار می‌رود و از این کائوچو برای ساخت کالاهای خاصی که به طریقی باید هوای حبس شده را خارج سازند استفاده می‌شود.

مقاومت سایشی
محصولات ساخته شده از کائوچوی پلی بوتادین دارای مقاومت سایشی بالایی می‌باشند و به همین دلیل از این کائوچو در روکش تایرها، تخت کفش، پاشنه کفش و به طور کلی در مواردی که مقاومت سایشی بالایی مورد نیاز باشد استفاده می‌گردد.

مقاومت دینامیکی
کائوچوی پلی بوتادین دارای مقاومت برجسته‌ای در مقابل شروع ترک و رشد آن در شرایط دینامیکی می‌باشد.

کائوچوی استایرن – بوتادین (SBR)
پر مصرف‌ترین کائوچوی مصنوعی در دنیا کائوچوی استایرن- بوتادین است که در حقیقت کوپلیمری از استایرن و بوتادین می‌باشد. در سال 1920 قابلیت سیستمهای امولسیونی در ایجاد سرعت پلیمریزاسیون و وزن مولکولی بالای محصولات برای اولین بار در نتیجه‌ی کاربرد کاتالیزورهای تولید کننده رادیکال آزاد کشف گردید. در دو دهه بعد حکومت آلمان نازی به منظور بی‌نیاز ساختن خود به کائوچوهای وارداتی پژوهشی در زمینه تولید کائوچوهای مصنوعی را آغاز نمود.
اولین کوپلیمربوتادین- استایرن از یک سیستم امولسیونی (بوناالس) در آزمایشگاههای پژوهشی فاربن اینداستری توسط بک وشونکر تهیه شد و چون کار ادامه یافت کوپلیمر بوتادین – آکریلونیتریل نیز تهیه گردید. این محصولات در مقایسه با کائوچوی طبیعی از کیفیت پایینی برخوردار بودند و از این رو فکر توسعه و تکامل آنها پایه‌ای برای تولید کائوچوهای مصنوعی در ایالات متحده آمریکا شد.حکومت ایالات متحده کمبودهای کائوچوی طبیعی را به علت گسترش جنگ در خاور دور پیش بینی نموده و یک شرکت دولتی به نام شرکت رزرو کائوچو تاسیس کرد. کار این شرکت جمع آوری کائوچوی طبیعی و تحقیق درباره ساخت و تهیه‌ی کائوچوی مصنوعی بود (1940). برنامه تحقیق از زمانی که آمریکا وارد جنگ جهانی دوم شد به طور جدی دنبال گردید و ترتیباتی در زمینه مبادله دانش فنی و برنامه‌های پژوهش جمعی روی کائوچوی مصنوعی و چگونگی امکان استفاده از این ماده داده شد.
در آغاز ساخت پلی بوتادین به روش امولسیونی مورد نظر بود که غیر قابل قبول تلقی شده و سپس ساخت کوپلیمر استایرن-بوتادین با نسبت 25٪ استایرن و 75٪ بوتادین به عنوان بهترین امکان برای مصارف عمومی کائوچو در مواقع اضطراری شروع گردید. در اواسط 1942 تولید جی، آر، آس (که بعدها اس. بی. آر نام گرفت) در یک کارخانه دولتی شروع شد.
در سال 1945 مصرف این ماده به بیش از 820 هزار تن رسید. برای رسیدن به این هدف حکومت آمریکا از نظر مالی بودجه ساخت 15 کارخانه تولید SBR را تامین کرد. همچنین هزینه دو کارخانه کائوچوی بیوتیل، 16 واحد تولید بوتادین و 5 کارخانه تولید استایرن نیز تامین شد. بین سال‌های 1946 و 1955 این کارخانه‌ها به شرکتهای خصوصی مختلف واگذار شدند که بعد از مرمت و تعمیر اساسی توسعه و گسترش یافتند.

کائوچوی بازیافته
کائوچوی بازیافته در نتیجه انجام فرآیند دی پلیمریزاسیون و شکست شبکه‌های عرضی روی ضایعات محصولات لاستیکی (توسط کاربرد گرما و عوامل شیمیایی) به دست می‌آید. عمل بازیابی (Reclaming) سبب نرم و پلاستیکی شدن لاستیک بازیافتی شده و به این ترتیب فرایند پذیری، آمیزه کاری و پخت آن را آسان می‌گرداند. در بازیابی یا واکنش دی پلیمریزاسیون اساساً گوگرد موجود در ترکیب حذف نمی‌شود و محصول به دست آمده معمولاً همراه با کائوچوی خام طبیعی و مصنوعی و یا بدون اختلاط با آنها برای تولید وسایل لاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کمبود منابع طبیعی و نیز تاثیر ضایعات صنعتی بر روی آلودگی محیط زیست سبب کاربرد انواع ضایعات صنعتی به عنوان مواد خام و انرژی گردیده است. به عنوان مثال تولید جهانی تایرهای فرسوده و ضایعات لاستیکی بیش از 9 میلیون تن در هر سال می باشد که میزان آن سال به سال افزایش می‌یابد. البته جمع آوری این ضایعات مشکل و گران می‌باشد اما با استفاده از روشهایی می‌توان از آنها به عنوان منابع انرژی و یا مواد خام برای تولید کائوچوی بازیافته استفاده کرد. میزان استفاده از کائوچوی بازیافته در کشور‌های مختلف بین 1 تا 50 درصد کل ضایعات لاستیکی را در بر می‌گیرد.

فرآیند تولید کائوچوی بازیافته
ضایعات تایر منبع اصلی ضایعات لاستیکی می‌باشند. اساساً وجود کائوچوهایی مانند کائوچوی استایرن- بوتادین و پا پلیمرهای دیگر (البته به غیر از پلیمرهای دارای میزان اشباعیت بالا) همراه با کائوچوی طبیعی اشکال عمده‌ای را در روش بازیابی به وجود نمی‌آورد. واکنش دی پلیمریزاسیون توسط شکست شبکه‌های عرضی موجود در پلیمر پخت شده یا به وسیله انفصال زنجیره اصلی پلیمر و یا هر دو صورت می‌گیرد. این واکنش در کائوچوهای طبیعی آسان‌تر و با استفاده از گرما صورت می‌پذیرد. کائوچوی استایرن-بوتادین مشکلتر دی پلیمریزه گشته و در اثر گرما تمایل به سفت شدن نشان می‌دهد، بنابراین کاربرد مواد شیمیایی برای پیشرفت واکنش و نیز ایجاد نرمینگی در پلیمرهای مصنوعی لازم می‌باشد. همان طور که قبلا اشاره گردید پلیمرهایی مانند ترپلیمرهای اتیلن پروپیلن (EPDM) یا کائوچوی بیوتیل باید از دیگر پلیمرها به دلیل حساسیت آنها نسبت به پخت و نیز ایجاد آلودگی جدا گردند.
به طور کلی ساخت کائوچوی بازیافته از سه مرحله تشکیل می‌گرددکه عبارتند از:
1- مرحله طبقه بندی ضایعات و خرد کردن آنها
2- مرحله پخت زدایی (Devulcanization)
3-مرحله پالایش (refining) و تصفیه (Straining)
که به ترتیب در مورد هر کدام از مراحل توضیحاتی ارائه می‌گردد.
طبقه بندی و خرد کردن ضایعات لاستیکی
برای اینکه کائوچوی بازیافتی دارای کیفیت بالایی باشد باید به دقت ضایعات را طبقه بندی و جدا نمود. به عنوان مثال تایرهای سواری از تایرهای سنگین و تیوبهای بیوتیل از دیگر ضایعات جدا می‌گردند. بعد از طبقه بندی ضایعات آنها پودر و سپس غربال می‌شوند. معمولا قبل از پودر کردن تایرها طوقه آنها جدا می‌شود. البته دستگاههای خرد کن جدیدی نیز ساخته شده‌اند که به وسیله آنها می‌توان تایرهای سواری و تایرهای سنگین را بدون حذف طوقه خرد نمود. البته اشاره به این نکته نیز لازم می‌باشد که در بعضی از فرایندها، نخ موجود در ضایعات لاستیکی در ابتدا توسط روشهای مکانیکی جدا شده و سپس مرحله پخت زدایی روی آن انجام می‌پذیرد.

مرحله پخت زدایی
در این مرحله واکنش پخت زدایی صورت می‌پذیرد. فرایندهای مختلفی برای انجام این واکنش وجود دارد که عبارتند از:
1- روش دایجستر (Digester) (خنثی یا قلیایی)
2- روش گرمایی یا پن (Pen)
3- روش اسیدی
4- روش ریپ یا ریکلماتور (Refclamator)
5- روش حرارتی
6- روش ترمودینامیکی یا بنبوری داغ
7- روش پالمر یا بخار فشار بالا

1) فرآیند دایجستر
ضایعات پودر شده به تنهایی و یا همراه با نرم ساز یا محلولهایی برای تخریب نخها در یک اتوکلاو گرم می‌شوند. واکنش معمولا 15-3 ساعت به طول می‌انجامد. حرارت حدوداً 180 تا 205 درجه سانتیگراد می‌باشد. تحت این شرایط لاستیک پلاستیکی شده و نخهای آن تخریب می‌شود. سپس مواد به دست آمده از داخل اتوکلاو شسته و خشک می‌شوند. در روش دایجستر می‌توان از محلولهای قلیایی و یا خنثی استفاده کرد. روشهای خنثی به دلیل ارزان بودن، برشتگی و چسبندگی کمتر کائوچوی بازیافته و نیز به دلیل اینکه وجود قلیا مانع از کاربرد عوامل بازیانی می‌شود بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2) فرآیند گرمایی یا پن
این فرایند در یک اتوکلاو افقی و با استفاده از بخار (با فشار 7/0 تا 2 مگا پاسکال) انجام می‌گیرد و معمولا برای ضایعات بدون نخ بکار برده می‌شود (در این روش از ضایعات پودر شده بدون نخ همراه با روغنهای نرم ساز استفاده می‌شود) محصول به دست آمده از داخل اتوکلاو که معمولا به شکل کیک می‌باشد غلتک شده و سپس خشک می‌گردد.



3)فرآیند اسیدی
در این روش ضایعات نخ‌دار با اسید سولفوریک گرم و رقیق در یک تانک روباز وارد واکنش می‌شوند سپس مواد شسته و خنثی می‌گردند. عملیات پالایش شبیه به روشهای دیگر می‌باشد.

4) فرآیند دیپ یا دیکلیماتور
در این روش ابتدا نخهای موجود در ضایعات به طور مکانیکی جدا شده و سپس لاستیک بدون نخ با عوامل بازیابی مخلوط گشته و به داخل یک اکسترودر هدایت می‌گردد.
درجه حرارت دستگاه در محدوده‌ی 150 تا 210 درجه سانتی‌گراد می‌باشد و محصول قبل از قرار گرفتن در معرض هوا به سرعت سرد می‌شود.

5) فرآیند حرارتی
در این روش تخریب نخها و نرم شدن ضایعات پودر شده توسط بخار فوق گرم صورت می گیرد به این ترتیب که این ضایعات به داخل اتوکلاو بخار (دارای گرمکن‌های الکتریکی) ریخته می‌شود. فشار بخار داخل اتوکلاو پایین بوده و درجه حرارت آن حدوداً °C250-220 می‌باشد. با وجود اینکه کائوچوی بازیافتی بدست آمده از این روش دارای کیفیت پایین‌تری می‌باشد ولی سادگی این فرایند سبب کاربرد هرچه بیشتر آن گشته است. برای بازیابی تیوبهای بیوتیل، روش حرارتی ساده‌ترین و در عین حال بهترین روش می‌باشد.


6) فرآیند ترمودینامیکی یا فرآیند بنبوری داغ
در این روش ضایعات پودر شده به داخل بنبوری بارگیری شده و تحت عمل برش قرار می‌گیرند. فشار توپی 2/1 مگا پاسکال و درجه حرارت ممکن است حتی بیش از °C260 گردد. نرم سازها، عوامل بازیابی، دوده و غیره ممکن است در این فرآیند مورد استفاده قرار گیرند. بعد از انجام واکنش بچ در ابتدا سرد شده و سپس تخلیه می‌گردد. در این فرآیند نخها سوخته شده و در کائوچوی بازیافته باقی می‌ماند.

7)فرآیند پالمر یا استفاده از بخار با فشار بالا
ضایعات بدون نخ همراه با عوامل بازیابی به داخل یک ظرف بسته مخصوص بارگیری می‌گردند و به مدت بیش از 10 دقیقه در معرض بخار (با فشار 6 تا 7 مگا پاسکال) قرار می‌گیرند. سپس به وسیله کاربرد یک والوهیدرولیکی، فشار ناگهان پایین می‌آید. روی ماده به دست آمده از این فرآیند نیز همانند روشهای دیگر عملیات پالایش و تصفیه انجام می‌گیرد.

مرحله پالایش و تصفیه
این مرحله در اغلب فرآیندها مشترک می‌باشد و معمولا برای پلاستیکی ساختن محصول انجام می‌گیرد. طی این مراحل مولکولهای درشت باقی مانده شکسته می‌شوند و ناخالصیهای باقیمانده تا حد امکان از کائوچوی بازیافته جدا می‌گردند که به طور کلی نسبت به مراحل قبلی پر هزینه تر بوده و از بخشهای زیر تشکیل می‌گردد:

1) امتزاج
محصولات خشک به دست آمده توسط مخلوط‌کنهای داخلی یا برونی با مقادیر اندکی دوده، نرم کننده و غیره مخلوط گشته و سپس نرم می‌گردند. به این ترتیب انجام عملیات بعدی روی کائوچو آسانتر شده و خواص محصول نهایی بهبود می‌یابد.

2) ورقه کردن
کائوچوی بدست آمده از مرحله امتزاج روی غلتکهای پالایش قرار می‌گیرد. این دستگاه فشار زیادی را به کائوچو اعمال کرده و آن را به صورت ورقه‌های نازک با قطر تقریبی 25/0 میلی‌متر در می‌آورد.

3) تصفیه
عمل تصفیه توسط یک اکسترودر بزرگ انجام می‌گیرد به این ترتیب که کائوچوی ورقه‌ای شده از میان غربال تعبیه شده در دهانه این دستگاه عبور کرده و ذرات فلزی و مواد خارجی دیگر از آن حذف می‌گردند. سپس محصول به دست آمده توسط تیغه‌های متحرکی برش داده شده و به مرحله بعد منتقل می‌گردد.

4) پالایش
آخرین و حساس‌ترین مرحله در عملیات بازیابی، پالایش می‌باشد و به همین دلیل نیاز به مهارت بیشتری دارد. در این مرحله مواد از میان تعدادی رلهای نزدیک به هم عبور داده شده و ضخامت آنها به 5/0 میلی متر می‌رسد. به دلیل سرعت زیاد و فاصله نزدیک رلها باید از جداره آنها آب سرد عبور داده شود.

فواید و معایب کائوچوی بازیافته
کائوچوی بازیافته دارای فوایدی می‌باشدکه عبارتند از:
1- قیمت نسبتا پایین
2- زمان اختلاط سریع‌تر
3- توان مصرفی کمتر
4- تولید گرمای کمتر (در اثر اختلاط)
5- فرایند پذیری سریع‌تر
6- ترمو پلاستیسیته (Thermo Plasticity) کمتر
7- تورم و جمع شدگی کمتر
8- سرعت پخت سریع‌تر
9- برگشت (Reverse) حداقل
10- خواص زمان بندی خوب
11- اصلاح خواص (خواص این کائوچوها در اثر کاربرد فرایندهای بازیابی مختلف تغییر می‌کند)
معایب استفاده از این کائوچو عبارتند از:
1- کاهش میزان مقاومت مقابل سایش (به همین دلیل در آمیزه‌های آج تایر به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد)
2- محدودیت کاربرد آن در محصولات دارای رنگ روشن

مصارف کائوچوی بازیافته
مزایای فراوان کائوچوی بازیافته سبب کاربرد گسترده آن گردیده است.مصارف کائوچوی بازیافته در جدول (1) نوشته شده است. همان طور که در این جدول مشخص گردیده قسمت عمده مصرف کائوچوی بازیافته در تایرها می‌باشد. این کائوچوها در آمیزه‌های منجید و دیواره تایر مورد استفاده قرار می‌گیرند. کائوچوی بیوتیل بازیافته نیز به میزان گسترده‌ای در تیوب تایرها به کار برده می‌شود.



نام محصول

مقدار مصرفی (درصد)
تایر


0/67
تیوب


2/5
جعبه‌های باتری، فرمان اتومبیل و پوششها


3/1
پادریها و وسایل مکانیکی داخل اتومبیل


0/10
پاشنه، تخت کفش وپا افزارها


0/2
سیمانها


2/3
شیلنگها، تسمه و محصولات بسته بندی


3/4
وسایل مکانیکی به کار برده شده در موارد دیگر به غیر از اتومبیل


1/4
سطح لاستیکی محصولات


9/0
کاربردهای دیگر (مانند اسباب بازیها و پوشش کابلها)


0/100٪




جدول (1)
کاربرد دوده در آمیزه کاری
بین 90 تا 95 درصد کل دوده تولیدی در صنعت لاستیک به کار می‌رود تقریبا 80٪ این مقدار در ساخت تایر و محصولات وابسته به آن نظیر تیوب و آمیزه‌های روکش مصرف می‌شود.
بیشترین مقدار دوده مصرفی را امروزه نوع کوره‌ای تشکیل می‌دهد. دوده‌های کوره‌ای را می‌توان تقریبا در هر نوع قطعه لاستیکی پر شده با دوده مشاهده نمود گونه‌های این دوده در اجزای مختلف تایر به کار می‌روند. دوده‌های حرارتی به علت تقویت کنندگی کمی که ایجاد می‌نمایند در ساخت تسمه پروانه (به علت حرارت اندوزی کم) انواع کفیها و کاسه نمدها، آستر داخلی تایر استفاده می‌شود.
گونه‌های کوره‌ای با تقویت کنندگی کم در منجید و گونه‌های با تقویت کنندگی بالا در آج مصرف می‌شوند. گونه‌های کوره‌ای با تقویت کنندگی و ساختمان بالا در آمیزه‌های آج ساخته شده از کائوچوی مصنوعی به منظور افزایش عمر آج و کاهش تَرَک‌‌زایی شیاری به کار می‌روند.
گونه‌های با تقویت کنندگی بالا و ساختمان پایین در آج تایرهای راه سازی که از کائوچوی طبیعی ساخته می‌شوند و همچنین به مقدار محدود در آج تایرهای باری به منظور افزایش مقاومت نسبت به بریدگی و لب پریدگی مصرف می‌شوند. گونه‌های تقویت کننده با ساختمان پایین در دیواره و برکر تایرهای رادیال به کار برده می‌شوند.
دوده لامپی (لامپ بلاک) دارای ذرات درشت و با ساختمان بالا می‌باشد و در ساخت آمیزه‌های با سختی بسیار بالا که بایستی دارای جهندگی خوب و حرارت اندوزی پایین باشند و همچنین ساخت سیمانهای مورد مصرف در صنعت تایر سازی به کار می‌روند.
دوده کانالی یا ناودانی گران قیمت است و میزان مصرف آن‌ها نیز مرتبا کاهش می‌یابد. اثر تاخیری آنها روی پخت از مزایایی که می‌توان برای چسباندن لاستیک به سایر موارد یا ساختن قطعه‌ای متشکل از آمیزه‌های متفاوت (مانند تایر) سود جست.
این دوده برای آمیزه‌هایی که نیاز به استحکام بسیار بالا داشته باشد نیز به کار می رود.
دوده‌های نوع استیلنی اصولا برای ایجاد قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی به کار برده می‌شوند این دوده‌ها همچنین می‌توانند برای ایجاد سختی بالا در آمیزه‌هایی که به سادگی فرایند یافته و نسبتا جهنده باشند نیز مصرف شوند.

پرکننده‌های غیر دوده‌ای
این دسته از پر کننده‌ها به منظور بهبود فرایند پذیری، کاهش مقاومت آمیزه در مقابل تغییر شکل، مقاومت در برابر پارگی، مقاومت در برابر سایش و ... به کار می‌روند. این مواد از تنوع خاصی برخوردار بوده و به طور کلی شامل پر کننده‌های معدنی و آلی می باشند.
در اینجا تعدادی از آنها را نام می‌بریم:
هیدروکسید آلومینیوم Al(OH)3 ، سیلیکات آلومینیوم (SiO2)3Al2 یا کائولین اکسید آنتیموان Sb2O3 ،کربنات کلسیم CaCO3، دی اکسید تیتانیوم TiO2

پرکننده‌های بی‌اثر
پرکننده‌های از این نوع صرفا به منظور افزایش حجم و وزن و در نتیجه ارزان نمودن کالاهای لاستیکی به کار می‌روند و اثر خاصی روی خواص مختلف لاستیک ندارند مانند:
خاک رس- پودر تالک- سولفات باریم و...
به طور کلی باید اذعان نمود که این مواد دقیقا بی‌اثر نبوده بلکه اثر بسیار جزئی بر خواص فیزیکی محصول لاستیکی دارند ولی این تغییر خواص آن قدر کم است که می‌توان از آن صرف نظر نمود.

نرم سازها
نرم کننده‌ها آن دسته از موادی هستند که نقش دوگانه تسهیل کردن فرآیند و نرم یا منعطف نمودن محصول نهایی را بر عهده دارند. نمی‌توان برای آن 2 نقش دقیقا حد و مرزی را مشخص نمود تا براساس آن نرم کننده‌های محصول و تسهیل کننده‌های فرایند را از یکدیگر جدا نمود. به عنوان مثال اگر مقدار روغن در یک آمیزه کم باشد صرفا به عنوان یک منعطف کننده عمل می‌کند در حالی که مقدار بالای آن علاوه بر نرمینگی محصول باعث تسهیل نمودن فرایند شده ضمن آن که در موارد بسیاری کاهش قیمت را نیز موجب می‌گردد. (در این حالت آن را گستراننده (extender) می‌نامند)، معهذا نرم کننده‌ها را به 2 دسته عمده شیمیایی و فیزیکی تقسیم‌بندی می‌کنند.

نرم سازهای شیمیایی
نرم کننده‌های شیمیایی یا پپتایزرها جزو نرم کننده‌هایی هستند که عملکرد اصلی آنها تسهیل نمودن فرایند می‌باشد. در حقیقت این مواد با کمک به عمل فرو شکنی کائوچو باعث بهبود اعمال فرایندی نظیر اختلاط، کلندرینگ، اکستروژن و غیره می‌شوند. بسیاری از کائوچوها به ویژه کائوچوی طبیعی به علت داشتن گرانروی بالا نیاز به خرد کردن اولیه جهت اختلاط دارند. نقش و عملکرد پپتایزرها بدین صورت است که با گرفتن رادیکال آزادی که حین اعمال نیرو بر زنجیره کائوچو ایجاد می‌شود سرعت فروشکنی را افزایش داده و زمان خرد شده را کاهش می‌دهند.
اکثر پپتایزرها دارای عامل SH – هستند. معروف ترین پپتایزرهایی که با کائوچوی طبیعی به کار می‌روند عبارتند از: گزیلیل مرکا‌پتان، پتاکلروتیوفنل و نمک روی آن و نمکهای فنیل هیدرازین.

نرم سازهای فیزیکی
برخلاف نوع شیمیایی، این دسته از نرم کننده‌ها طیف وسیعی از مواد را تشکیل می‌دهند و نقش و عملکرد هر کدام از آنها بستگی به ماهیت خود نرم کننده دارد. در هر حال یک نرم کننده فیزیکی باید با کائوچو و بقیه اجزای آمیزه سازگار باشد تا بتواند بیشترین نقش خود را حین عملکرد ایفا نماید. دراجین انواع مختلف نرم کننده‌های فیزیکی مورد مصرف را براساس نقش و اثری که در آمیزه ایفا می‌نمایند ارزیابی نموده که در جدول (2) نشان داده می‌شود.





جدول (2) انواع نرم سازهای فیزیکی و اثرات آنها بر خواص آمیزه



نام

خواص

شاخص خواص
اسیدهای چرب



1- بهبود اکستروژن جنس به صورت تیوب
دانه پنبه


1
2- ایجاد چسبندگی بهتر
رینسینولئیک


1
3- افزایش نرمینگی
لوریک


1
4- کاهش مدولوس
روغنهای گیاهی



5- افزایش قدرت کششی
روغنهای ژله شده


13.12.6.1
6- بهبود ازدیاد طولی
روغن سویای جامد


4
7- نرم سازی کالای پخت شده
روغن تال


13.5.4
8- سخت سازی کالاهای پخت شده
پلی استر حاصل از سویا


13
9- افزایش بر جهندگی
محصولات نفتی



10- مقاومت بهتر در پارگی
غیر اشباع


1
11-کاهش پسماند حرارتی
روغنهای معدنی


11.9.7.6.4.3
12- افزایش پسماند حرارتی
اسفالت غیر اشباع


3
13- بهبود عمر کالای تحت تکانش
اسفالتهای ویژه


11.10.7

محصولات قطران زغال سنگ




قیر حاصل از قطران




مشتقات نرم کومارون حاصل از قطران


3

مشتقات نرم حاصل از قطران زغال سنگ


1

رزین‌های کومارون


6.5

محصولات درخت کاج




شیره خام تربانتین


13.12.5.4.3

روغن روزین


6.5.2

کلوتفون


12.8.2

قطران درخت کاج


7.6.5.4.3

دی پنتین


13.6

روزین‌های ویژه


13

استرها




دی کاپریل فنالات


3

بوتیل کومینات


9

دی بوتیل فنالات


9

بوتیل لاکتات


10

کلروبنزوات گلیسرول


10

کلرودی بوتیل کربنات


13

متیل رسینولئات


2




مواد متفرقه مورد استفاده در آمیزه‌ کاری

رنگ‌ها
این مواد فقط در آمیزه‌های غیر دوده‌ای به کار رفته و شامل دی اکسید تیتانیوم (سفید)، اکسید آهن (قرمز یا زرد) و تمام گروه‌های رنگریزه‌های آلی است.

عوامل اسفنجی
این مواد برای ایجاد خلل و فرج در ساخت اسفنج‌های لاستیکی با سلول کوچک به کار برده می‌شوند که شامل بی‌کربنات سدیم، بی‌کربنات آمونیوم و تعدادی از ترکیبات آلی (که در حرارتهای پخت تجزیه می‌شوند) می‌باشند. بی‌کربنات سدیم، گاز CO2 آزاد می‌کند که در کائوچو قدرت نفوذ فراوانی دارد و ساختمان سلولی مرتبط ایجاد می‌نماید و غالبا برای تولید اسفنجها به کار برده می‌شود.
بیشتر عوامل اسفنج کننده آلی ازت آزاد می‌کنند که سرعت نفوذ کمتری داشته و تمایل به ایجاد سلولهای مسدود دارند.

تاخیر اندازها
این مواد پیدایش پخت زود رس را در مواردی که دمای فرایند بالاست و یا هنگامی که آمیزه مراحل گرمایی متعددی را در طول فرایند طی می‌کند به تعویق می‌اندازد. اینها شامل مواد اسیدی مانند اسید بنزوئیک و اسید سالیسیلیک یا ایندریدهای آنها و آمین‌ها از قبیل نیتروزودی فنیل آمین (NDPA) می‌باشد. پر مصرف ترین این گروه نرمال سیلکو هگزیل تیوفتالئیماید (CTP) می‌باشد.


فصل دوم


آزمایشگاه ترکیبات

Compounding Laboratory



بطور کلی آزمونهایی که در صنعت لاستیک صورت می‌گیرند بر دو دسته هستند، آنهایی که بر روی مواد اولیه خام (مثل کائوچو، دوده و ...) انجام می‌گیرند و آنهایی که روی آمیزه صورت می‌پذیرند.
در صنعت لاستیک اندازه‌گیری خواص آمیزه قبل از پخت و بعد از آن از زمره‌ی ضروری‌ترین کارها به منظور نیل به محصولی با کیفیت و خواص مطلوب می‌باشند. آزمونهای انجام شده روی یک آمیزه به دو منظور صورت می‌گیرد، یکی به جهت کنترل کیفیت و دیگر اینکه محصول ساخته شده تا چه حد قادر به تامین و برآوردن نیازهای مصرف کننده می‌باشند.
آزمونهای معمول در صنعت لاستیک را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:
1- آزمونهایی که روی آمیزه خام، یعنی آمیزه پخت نشده صورت می‌گیرد.
2- آزمونهایی که روی آمیزه پخت شده صورت می‌گیرد.
در آزمایشگاه ترکیبهای شرکت لاستیک دنا، آزمونهای انجام گرفته از نوع اول بوده (شماره 1) و چندان هم متنوع نیست، که به ترتیب عبارتند از:
1- قسمت راپید (کشش) که میزان تنش لاستیک و مقاومت آن در برابر کشش را بررسی می‌کند.
2- تست وزن مخصوص لاستیک (sp.gr)
3- تست مونی (تعیین ویسکوزیته لاستیک)
4- تست رئومتر (تعیین زمان پخت لاستیک)
5- تست سختی سمنت
وظیفه آزمایشگاه ترکیبات این است که نمونه (Sample) آمیزه‌های خام را از واحد (بنبوری) تهیه کرده و تستهای فوق را (4-1) روی آنها انجام هد.

واحد بنبوری – bunbory (mixing process)
در این واحد مواد اولیه تولید لاستیک از قبیل کائوچوی طبیعی، کائوچوی مصنوعی، روغن، کربن و مواد شیمیایی دیگر (انواع شتاب دهنده‌ها، فعال کننده‌ها و ...) با یکدگر مخلوط می‌شوند. شرکت لاستیک دنا کلیه مواد شیمیایی و ترکیبات بکار رفته در ساخت تایر را به صورت ترکیبی از حروف و اعداد کد گذاری و رمز گذاری کرده است، به عنوان مثال کلیه کربنهای به کار رفته با (WH) و انواع روغنهای بکار رفته با (WS) نشان داده می‌شود.
علت تفاوت در نوع، جنس و خواص لاستیکی مختلف ناشی از اختلاف در مقدار و نوع ترکیبات بکار رفته در ساخت آنها می‌باشد.
برای هر نوع لاستیک که با یک حرف و یک شماره نشان داده می‌شود یک برگ شناسایی وجود دارد که شخص آمیزه کار و یا اپراتور براساس آن مواد اولیه را با جرمهایی که در آن برگه قید شده به داخل دستگاه (بنبوری) ریخته و دستگاه که از قبل برنامه ریزی شده تحت دما و زمان مشخص عملیات آمیزه کاری (اختلاط) را انجام داده و تحت همان دما و زمان عملیات، تخلیه را انجام می‌دهد. به محصول (آمیزه تخلیه شده) یک بچ (batch) گفته می‌شود. جرم هر بچ برابر است با جرم کل موادی که در یک فرآیند اختلاط به داخل دستگاه ریخته شده است. به عنوان نمونه می‌توان به مشخصات یک برگه شناسایی که حاوی اطلاعات مربوط به لاستیک 129 می‌باشد و در زیر آمده توجه کرد.
نوع محصول KN129-SO
لاستیک و ترکیبات مخلوط:
FY.334A 92.1 kg
TC.11 23 kg
WH 12 50.7 kg
WS 21 9.8 Lit
وزن مواد شیمیایی: 12.65 kg
وزن کل (وزن هر بچ) 186.958 kg

ترکیب مواد شیمایی

Y 788.6 gr
WL 13
Y 131.4 gr
WN 21
V 86.3 gr
WL 21
وزن کل 12.65 kg



نوع ماشین: (واحد بنبوری شماره 3) NO. 3 BB
حرارت بدنه: 15-30 °C
درجه حرارت آمیزه موقع تخلیه: 140- 150 °C
ضخامت رل: 10 -14 mm
پهنای رل و عرض رل: 550 – 650 mm
وزن مخصوص آمیزه: 1.12
موارد استفاده: PG 129- 40
همانطور که گفته شد وظیفه آزمایشگاه ترکیبات این است که نمونه آمیزه‌های خام را از واحد بنبوری تهیه کرده و آزمایشهای لازم را روی آنها انجام دهد و به همین منظور شخص اپراتوری که در قسمت تخلیه واحد بنبوری کار می‌کند موظف است که پس از تخلیه هر بچ و به صورت رل در آوردن، آن را وارد دستگاه خنک کننده کرده تا دمای آن کاهش یابد و در همین زمان قطعه‌ای به عنوان نمونه از همان بچ به اندازه یک کف دست بریده و کارت حاوی مشخصات آن بچ را (شماره، نوع و تاریخ ساخت) بر روی آن نمونه نصب کرده و برای آزمایشگاه بفرستد.
آزمایشگاه براساس کارت نصب شده بر روی نمونه و مشخصات درج شده بر روی کارت و با توجه به جدولی که برای انواع مختلف لاستیک زمان پخت، spgr و رنج (بازه) کشش به صورت استاندارد تعیین شده است، تکه‌هایی را از نمونه‌ها بریده، آن را در قالب پخت گذاشته و تحت دما و زمان پخت تعیین شده براساس جدول آن را پخته و توسط دستگاه (machine tension testing) آزمون راپید (کشش) را روی نمونه‌ها انجام دهد. دستگاه فوق نیز که به کامپیوتر متصل است به طور خودکار نتایج را ثبت می‌کند.
نشانه‌ها و حروف اختصاری که در جدول وجود دارند هر کدام نشانه‌ی نوع کاربرد لاستیک مورد نظر می‌باشد که عبارتند از:
G: لاستیک‌های این گروه به دلیل نرمتر بودن در قسمت کلندر در ساخت لایه‌های داخلی تایر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
T: لاستکیهای این گروه به دلیل سخت‌تر بودن در قسمت extroder در ساخت لایه‌های خارجی تایر از جمله آج تایر و دیواره تایر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
cb: لاستیکهای این گروه در ساخت تسمه نقاله مورد استفاده قرار می‌گیرند.
X: لاستکیهای این گروه علاوه بر داشتن خاصیت نرمی و ارتجاعی بالا باید از خاصیت نفوذ ناپذیری مناسب نسبت به هوا برخوردار باشند چون در ساخت تیوپ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
St و Sg: لاستیکهای این گروه در ساخت اجزا مختلف تایرهای رادیال (سیمی) یاهمان (استیل بلت) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
F: این نوع لاستیک در ساخت فلاپ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فلاپ نواری لاستیکی است که روی رینگ قرار می‌گیرد و از تماس مستقیم تیوپ با رینگ و ضربه دیدن آن جلوگیری می‌کند.
A: این نوع لاستیک در ساخت بلادر مورد استفاده دارد.
بلادر قطعه‌ای لاستیکی است که در قالب پخت تایر مورد استفاده قرار گرفته و مانند یک تیوپ با فشار بخار باد شده و در هنگام پرس شدن تایر در قالب مانع از جمع شدن تایر در هنگام پخت گردیده و باعث شکل پذیری بهتر تایر در تماس با جداره قالب می‌شود و در ساختمان خود تایر نقشی ندارد.
B: این نوع لاستیک نیز در ساخت طوقه دور تایر کاربرد دارد.
پس از انجام تست کشش و مثبت بودن آزمایش و ثبت نتایج آن توسط کامپیوتر از همان نمونه‌های پخت شده تست کشش به ترتیب شماره هر بچ که در قالب چیده شده بود آن شماره‌ها روی نمونه پخته شده شماره گذازی کرده و قطعات کوچکی را که شماره‌ها بر روی آنها نوشته شده است را بوسیله قیچی بریده و تست SPGR را روی آنها انجام می‌دهیم.
برای انجام تست SPGR با توجه به جداولی که در صفحات قبل آمده است به این صورت عمل می‌کنیم:
در آزمایشگاه ترکیبات، ظروفی حاوی آب نمک با SPGR مشخص که بر روی آنها نوشته شده است وجود دارد که مقدار آنها در (35/1- 01/1) می‌باشد.
قطعات لاستیکی بریده شده و شماره گذاری شده را به ترتیبی که در بالا ذکر شده با توجه به داده‌های جدول، درون ظروف حاوی آب نمک می‌ریزیم اگر قطعات لاستیک ته‌نشین گردید آنها را در آورده و در ظرف بعدی (با 0.01 SPGR بیشتر می ریزیم) و آنقدر این کار را ادامه می‌دهیم تا قطعات لاستیک درون ظرفی قرار بگیرند که روی آب نمک شناور شوند. آنگاه برای ثبت SPGR قطعات لاستیک با توجه به SPGR ظرفی که در آن شناور شدند و SPGR ظرف قبلی که در آن ته نشین شدند‌ SPGR بدست آمده برای قطعات لاستیک میانگین این دو SPGR می‌باشد. به عنوان مثال اگر قطعات لاستیک در ظرفی با SPGR (1.12) ته‌نشین شدند و در ظرف بعدی با SPGR (1.13) بر روی آب نمک شناور شدند، SPGR ثبت شده برای این قطعات لاستیک: 1.125 نکته مهم برای هرچه سریعتر پیدا کردن SPGR درست آن است که با توجه به رِِنْجِ تعیین شده در جداول صفحه قبل برای هر نوع لاستیک ما باید با استفاده از آن داده‌ها قطعات لاستیک را در ظروفی بیندازیم که در آن رنج برای آن نمونه از لاستیک قرار داشته باشند. گاهی ممکن است تمام قطعات لاستیک دارای یک SPGR باشند ولی گاهی از اوقات نیز ممکن است بعضی از قطعات لاستیک دارای SPGR (0.01 یا 0.02) بیشتر یا کمتر نسبت به بقیه لاستیکها باشند ولی در عین حال در آن رنج تعیین شده برای نمونه از لاستیک قرار داشته باشند که این مورد از نظر داده‌های آزمایشگاهی مشکلی ندارد. ولی گاهی اوقات نیز ممکن است با قطعات لاستیکی روبرو شویم که ‌SPGR آن خارج از رنج تعیین شده قرار دارد دلیل این امر می‌تواند وجود حبابهای هوای درون قطعه لاستیکی باشد به طوری که با فشردن آن و ترکاندن حبابها SPGR درست معلوم گردد در غیر اینصورت مشکل می‌تواند ناشی از خوب مخلوط نگردیدن آمیزه و یا کم و زیاد بودن بعضی از ترکیبات باشد برای همین باید برای آن نمونه‌هایی که در تست SPGR مردود شده‌اند برای دومین بار و در صورت جواب ندادن برای سومین بار تست SPGR تکرار گردد تا به جواب قابل قبول برسیم در غیر اینصورت آن نمونه‌ها در واحدهای دیگر غیر قابل استفاده‌اند. در صورت مثبت بودن و قابل قبول بودن نتایج حاصل از هر دو تست SPGR و راپید (کشش) بر روی کارت تمام پالتهایی که بچها را روی آن چیده‌اند مهر (قبول است) را می‌زنند. نکته‌ای که در اینجا باید به آن اشاره کرد این است که بر روی هر پالت معمولا شش بچ قرار داده می‌شود و روی کارت موجود بر روی هر پالت شماره بچ‌ها و مشخصات محصول مورد نظر درج گردیده است. شماره بچ‌ها به صورت سری و پشت سرهم می‌باشد.
گاهی اوقات ممکن است در تست کشش همانند تست SPGR بعضی از نمونه ها جواب مثبت ندهند برای همین برای دومین بار و در صورت جواب ندادن برای سومین بار روی آنها آزمایش کشش انجام می‌دهیم در صورتیکه برای سومین بار هم جواب منفی بود شماره بچ نمونه‌هایی که جواب منفی داده است را روی فرم (تحت بررسی) ثبت کرده و آن را بر روی پالتهایی که آن بچ روی آن قرار دارد می‌گذاریم. بر روی فرم تحت بررسی واژه (تا اطلاع ثانوی مصرف نشود) وجود دارد که بیان کننده این است که بچ (بچهایی) را که شماره آنها روی این فرم می‌باشد تا اطلاع ثانوی مصرف نشود. برای وزن مخصوص SPGR نیز فرم ویژه‌ای برای ثبت نتایج آزمایش وجود دارد که نمونه آنها را مشاهده می‌کنید.

طریقه انجام تست مونی و رئومتر
در تست مونی از هر نوع لاستیک نمونه بچ شماره 4 را (به طور قراردادی) انتخاب کرده و تست مونی را روی آن انجام می‌دهیم.
تست مونی همان آزمایش تعیین ویسکوزیته (viscosity) می‌باشد و به دلیل اینکه اولین بار توسط شخصی به نام مونی انجام شد آن را تست مونی نامیدند.
نحوه انجام آن به این صورت است که برای هر نوع لاستیک، داده‌هایی به صورت زمان پخت، دما و ویسکوزیته تحت شرایط استاندارد در جدولی تنظیم گردیده و پس از بریدن قطعاتی از نمونه‌ها و قرار دادن آنها در دستگاه مونی کافی است با دادن زمان و دمای مورد نظر به دستگاه براساس داده‌های جدول منتظر شد تا دستگاه به طور اتوماتیک و با توجه به داده‌های جدول، آزمایش را انجام داده و نتایج را به طور اتوماتیک در کامپیوتر ثبت کند و با مقایسه جواب بدست آمده با داده‌های استاندارد جدول می‌توان به این نتیجه رسید که لاستیک (آمیزه خام) مورد نظر از ویسکوزیته مناسب برخوردار است یا خیر. در مورد آزمایش رئومتر (تعیین زمان پخت آمیزه خام) باید اشاره کرد که این آزمایش دقیقا مشابه آزمون مونی و با دستگاهی مشابه آن انجام می‌شود و پس از ثبت نتایج توسط کامپیوتر با مقایسه زمان پخت تعیین شده برای نمونه آزمایش شده توسط دستگاه با زمان پخت استاندارد موجود در جدول می‌توان به این نتیجه رسید که آمیزه مورد نظر از اختلاط مناسبی برخوردار بوده و یا میزان ترکیبات بکار رفته از نظر جرم مناسب بوده یا خیر.
تست سمنت (Cement)
به محلول یا به عبارت بهتر پراکنشی (Dispersion) از لاستیک خام دریک حلال مناسب که به عنوان چسب بکار می‌رود سمنت (سیمان) گفته می‌شود.
در صنعت تایر سازی لایه‌های مختلف تایر توسط این چسب به یکدیگر چسبانده می‌شود. در کارخانه لاستیک دنا این چسب توسط خود کارخانه تولید می‌شود. مواد پایه و تشکیل دهنده این چسب عبارتند از:
نوعی بنزین به عنوان حلال WT 16
نوعی لاستیک که کم و زیاد بودن آن روی ویسکوزیته سمنت تاثیرگذار است. C130 نوعی لاستیک که کم و زیاد بودن آن روی سختی و استحکام سمنت بعد از پخت تاثیرگذاز است. A991
نوعی ماده شیمیایی که بر روی خصلت چسبندگی سمنت تاثیر گذار است و آن را بهبود می‌بخشد. WN 23
میزان (WN 23) را تا جایی می‌توان تغییر داد (کم و زیاد کرد) که در هنگام پخت تایر در قالبها تایر به جداره قالب نچسبد.
نحوه انجام آزمایش به این ترتیب است که سمنت را بر روی یک پلاستیک ضخیم می‌ریزند و آن را در مجاورت هوا قرار می‌دهند تا خود را بگیرد. بعد از گذشت نیم ساعت تا چهل و پنج دقیقه یا بیشتر سمنت را که به پلاستیک چسبیده و خود را گرفته است از پلاستیک جدا کرده و آن را به قطعات مدور به اندازه یک سکه بسیار کوچک تقسیم کرده و آن را درون قالبی با خانه‌هایی به همان شکل و اندازه قرار داده و با توجه به جداولی که برای پخت سمنت وجود دارد درجه حرارت و زمان پخت استاندارد را تعیین کرده آنرا در زیر دستگاه پرس گذاشته و می‌گذاریم تا تحت دما و زمان تعیین شده توسط جد.ول پخته شود.
پس از انجام عملیات پخت، قطعات سمنت پخته شده را که به شدت سخت گردیده از قالب خارج کرده و پس از خنک شدن آنها را در زیر دستگاه (سختی سنج) قرار می‌دهند که سختی قطعات سمنت را نشان می‌دهد و پس از گرفتن جواب مطلوب اجازه استفاده از آن را با زدن مهر (قبول است) بر روی برگه سمنت به واحدهای دیگر صادر می‌کنند.
مشخصات جدول سمنت عبارت است از:
A شفاف تر B کدرتر می‌باشد.



درجه شفافیت

Viscosity

زمان پخت

درجه حرارت هنگام پخت

نام سمنت

A

0.3-1.1

22

145C

C131

A

2-5.5

22

145C

C130

B

0.4-1.5

22

145C

C120

B

1.5-5

22

145C

C540


به صورت کلی تست سمنت را برای اندازه گرفتن سختی (شکنندگی) آن انجام می‌دهند تا بدانند در هنگام پخت تایر از خواص چسبندگی و پیوستگی قابل توجهی برخوردار است یا اینکه دچار شکنندگی شده و لایه‌های تایر را به خوبی به هم نمی‌چسباند.
این بود شرح مختصر از آنچه که در آزمایشگاه ترکیبات شرکت لاستیک دنا صورت می‌گیرد.








تصویر قالب سمنت

[N I M A]

دانشکده علوم پایه

موضوع:


گزارش کارآموزی
عنوان:


- ترکیبات و مواد بکار رفته در تهیه لاستیک


- آزمایشگاه ترکیبات شرکت لاستیک سازی دنا


COMPOUNDING LAB
نام استاد کارآموزی:


آقای دکتر یعقوب صرافی
نام سرپرست کارآموز:


آقای زارع
تهیه کننده:


محمد حسن قسوری جهرمی


دانشجوی رشته شیمی-گرایش کاربردی
شماره دانشجویی:


815226121







زمستان 85



















فهرست مطالب

















عنوان صفحه
پیشگفتار.................................. .................................................. .................................................. ...................... 3
فصل اول- ترکیبات و مواد به کار رفته در تهیه لاستیک...................................... .............. ........... 4
فصل دوم- آزمایشگاه ترکیبات.................................... .................................................. ............................ 29












پیشگفتار
بدون شک نمی‌توان منکر نقش لاستیک در زندگی روزمره انسان عصر حاضر شد. از کاربرد آن در صنایع مختلف نظیر حمل و نقل، ساختمان سازی، صنایع نظامی و... گرفته تا ساخت انواع وسایل و ادوات زندگی از قبیل انواع کف پوش‌ها، پادری‌ها، انواع شیلنگها، پاشنه و تخت کفش، لوازم التحریر، وسایل تزیینی داخل خودروها و منازل، روکش انواع سیمها و کابلها و... و به طور کلی در صنایع مختلف کاربرد دارد. همه اینها به واسطه خواص مختلف لاستیک مانند خاصیت ارتجاعی لاستیک و نرمی آن که منجر به ضربه گیر بودن آن است و یا عایق الکتریسیته و رطوبت بودن آن می‌باشد. برای همین می‌توان لاستیک را در ساخت انواع عایق وسایل برقی و یا وسایل ضد آب به کار برد.
موضوع این تحقیق در مورد کارخانه لاستیک دنا و نحوه تولید لاستیک، مواد اولیه به کار رفته در ساخت لاستیک و آزمایشهای انجام گرفته بر روی آنها می‌باشد. امید است که اطلاعات جمع آوری شده در این تحقیق برای خوانندگان مفید واقع شود و خوانندگان بتوانند تصویری از فرآیند تولید لاستیک و کارخانه لاستیک دنا را در ذهن خود تصور نمایند.




فصل اول


ترکیبات و مواد به کار رفته در


تهیه لاستیک



کائوچوی طبیعی
کائوچوی طبیعی تقریباً 40٪ کل مصرف کائوچو را در برمی‌گیرد. در واقع کل کائوچوی طبیعی جهان از یک نوع درخت به نام هوآرازیلینس یا درخت لاستیک که بومی جلگه‌های آمازون اما کشت شده در مناطق دیگر استوایی است فراهم آمده است. به طور کلی 95٪ مصرف فعلی این کائوچو از باغستهای جنوب شرقی آسیا تامین می‌شود.
به طور کلی کائوچوی طبیعی از بیوسنتز کربوهیدراتها توسط درخت کائوچو حاصل می‌شود. و درخت کائوچو هوآبرازیلینس که در جنگل‌های آمازون می‌روید درختی است بلند با قامتی افراشته با رنگ خاکستری مایل به سبز و با پوستی صاف که عمر آن گاه به 100 سال نیز می‌رسد ارتفاع آن به 36 متر رسیده و قطری در حدود 5/4 متر دارد. در باغستها معمولا قد درخت کوتاه‌تر (کمتر از 18 متر) و قطر آن کوچک‌‌تر (5/7 الی 100 سانتی‌متر) می‌باشد. معمولا درخت هوآ باید حداقل حدود 5 الی 6 سال عمر داشته باشد تا برای شیره گیری (Tapping) آماده شود ولی باید دانست که تا سن 12 تا 15 سالگی به ماکزیمم مقدار شیره دهی نمی‌رسد.کائوچوی طبیعی در انواع مختلف کاربرد و مصرف از شیره‌گیری درخت کائوچو بدست می‌آید که در زیر به طور اختصار به چگونگی آن می‌پردازیم.



عملیات شیره گیری از درخت کائوچو

لاتکس (Latex) از درخت کائوچو با برش یا قطع آوندهای حاوی لاتکس در تنه درخت تحت شرایط و عملیات کنترل شده‌ای که شیره گیری نام دارد بدست می‌آید. سیستمهای شیره‌گیری متفاوت است، اما یک سیستم که خیلی معمول و متداول است سیستم زخمی کردن تنه درخت به شکل نیمه مارپیچ است.درخت کائوچو حوالی صبح زود یعنی بعد از سپیده دم شیره گیری می‌شود زیرا در ساعت‌های اول صبح هوا سردتر، فشار غشای سلولی در آوندها بالاتر و در نتیجه لاتکس بیشتری جاری می‌شود. 3 الی 4 ساعت بعد از شیره گیری کارگران لاتکس را در سطلهایی جمع و آنها را به ایستگاه مرکزی حمل می‌کنند. در ایستگاه مرکزی لاتکس از توریها و الکهای خاص صاف می‌شود تا آنچه که منعقد گردیده و همچنین ذرات پوست درخت و بقیه ناخالص ها از لاتکس باقیمانده جدا شود آن گاه آن را به تانکهای خاصی هدایت می‌کنند.
در باغستهای بزرگ لاتکس دریافتی از ایستگاه مرکزی به وسیله‌ی کامیون به کارخانه مادر حمل می‌شود البته قبل از حمل به لاتکس مقدار بیشتری از ماده محافظت کننده می‌افزایند تا مطمئن شوند که لاتکس در کارخانه مادر به حالت مایع و قابل استفاده باقی می‌ماند. برحسب این که لاتکس تغلیظ شده مستقیما مورد استفاده قرار گیرد یا جهت تولیدی کائوچوی خشک و خام به کار رود روش عملیاتی حفاظت آن تغییر می‌کند. بخشی از لاتکس که به صورت تغلیظ شده مورد استفاده واقع می‌شود با آمونیاک یا فرمالین و بخشی که برای کائوچوی خشک مصرف می‌گردد با سولفیت سدیم محافظت می‌شود.

کائوچوهای مصنوعی
کائوچو پلی بوتادین (PBR)
پلی بوتادین اولین بار توسط لبدو (Lebdev) روسی تهیه گردید. وی در سال 1910 فلزات قلیایی را به عنوان آغازگر پلیمریزاسیون به کار برد. تحقیقات او نهایتا شرایطی را برای اولین تولید صنعتی کائوچوهای مصنوعی به وجود آورد.
در جنگ جهانی اول آلمان روی جایگزینی کائوچوی طبیعی مطالعه کرد و در این بررسیها 1 و 3 بوتادین به عنوان اصلی ترین منومر مورد تحقیق قرار گرفت. علاقه‌مندی آلمانها به تولید کائوچوهای پلی بوتادین (توسط کاتالیزورهای قلیایی) بعد از جنگ جهانی اول در دسترس قرار گرفتن کائوچوهای طبیعی کاهش یافت.
با ظهور جنگ جهانی دوم مجدداً تحقیقات روی کائوچوهای مصنوعی گسترش پیدا کرد و آلمان و ایالات متحده روی پلیمریزاسیون امولسیونی کائوچوها که به وسیله تولید رادیکال‌های آزاد صورت می‌گرفت مطالعه کردند و استفاده از کوپلیمرهای امولسیونی استایرن- بوتادین و اکریلونیتریل- بوتادین- موقتا نیازهای این دولتها را برآورده ساخت. بررسی‌های اولیه روی پلیمریزاسیون بوتادین به محصولی که از نظر برخی از خواص مطلوب‌تر از کوپلیمراستایرن- بوتادین بود منجر گردید. مطالعه روی پیشرفت سیستم امولسیونی پلی بوتادین به دلیل فراوانی منومرها و پایینی قیمت ادامه یافت تا این که اولین تولید تجارتی این کائوچو در سال 1950 انجام گرفت. پلی بوتادین (BR) یک هموپلیمر تهیه شده از بوتادین است که هم به روش امولسیونی و هم محلولی پلیمریزه می‌گردد. روش اخیر (محلولی) پلی بوتادینی با محتوای سیس زیاد تولید می‌کند.
این روش در سال 1956 توسط شرکت شیمیایی فیلیپس معرفی گردید. امروزه پلی بوتادین به میزان قابل توجهی در تایرها و دیگر محصولات مصرف می‌گردد. به طور کلی این کائوچو از نظر میزان مصرف بعد از کائوچوی استایرن بوتادین قرار می‌گیرد.


ساختمان
ساختمان کائوچو پلی بوتادین به صورت سیس، ترانس و وینیل می‌باشد و از آنجایی که یک یا هر دو باند دوگانه می‌توانند در پلیمریزاسیون شرکت کند در نتیجه پلیمر ممکن است آرایشهای گوناگونی داشته باشد.
سه ساختمان مختلف کائوچوی پلی بوتادین موجب رفتارهای متفاوتی می‌شوند. ایزومرسیس 1 و 4 در اثر کشش بیش از 200٪ کریستاله می‌شود در حالیکه ایزومرهای ترانس و وینیلی (بدون هیچ گونه کششی) کریستاله هستند. سپس پلی بوتادین نرم و دارای حلالیت بالایی می‌باشد و همین مساله سبب بروز خواص دینامیکی عالی، پسماند حرارتی پایین و مقاومت عالی آن در برابر سایش می‌گردد. ترانس پلی بوتادین برعکس یک الاستومر سخت می‌باشد و به میزان اندکی در حلالهای آلی حل می‌گردد. این کائوچو در پوشش توپهای گلف و کاربردهای ویژه دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی بوتادین دارای ساختمان وینیلی نیز، سخت،کریستالی و دارای حلالیت پایینی می‌باشد.

سیس 1 و 4 پلی بوتادین

ترانس 1 و 4 پلی بوتادین

وینیل 1 و 2 پلی بوتادین

خواص
قابلیت کشش
آمیزه پلی بوتادین قابلیت کشش بیشتری نسبت به آمیزه‌های SBR و کائوچوی طبیعی دارد زیرا در آمیزه کاری آن روغن و پر کننده‌های تقویت کننده بیشتری قابل استفاده است.
زمانی که پلی بوتادین در تهیه آمیزه به کار می‌رود محدوده وسیع‌تری از خواص خوب و سرویسهای عالی را عرضه خواهد داشت و همین امر سبب می‌گردد که آمیزه کار بتواند قیمت آمیزه را در بسیاری از کاربردها کاهش دهد.

قابلیت انعطاف پذیری در درجه حرارتهای پایین
در درجه حرارتهای پایین کائوچوی پلی بوتادین دارای مقاومت بالایی در برابر شکنندگی (Brittleness) می‌باشد. پلی بوتادین با درصد سیس بالا تمایل زیادی برای بلوری (Crystallized) شدن از خود نشان می‌دهد اما نقطه انجماد آن خیلی پایین است. پلی میرها دارای 40 تا 80 درصد سیس بیشتر بی شکل یا آمورف بوده و تمایل کمی برای کریستاله شدن دارند و پلی بوتادین با درصد ترانس بالا کریستاله و سخت می‌باشد.
پلی بوتادین امولسیونی نقطه انجماد پایین‌تری نسبت به SBR دارد و از نظر مقاومت در مقابل یخ زدن (انجماد) بین SBR و پلی بوتادین محلولی واقع است.


قابلیت نفوذ
پلی بوتادین نسبت به گازها از SBR و کائوچوی طبیعی قابل نفوذتر است. به همین دلیل برای ساخت تیوپ و سایر کاربردهایی که نیاز به مقاومت در مقابل گاز می‌باشد به کار برده نمی‌شود به طور کلی قابلیت نفوذ بالای بوتادین برای آن یک مزیت به شمار می‌رود و از این کائوچو برای ساخت کالاهای خاصی که به طریقی باید هوای حبس شده را خارج سازند استفاده می‌شود.

مقاومت سایشی
محصولات ساخته شده از کائوچوی پلی بوتادین دارای مقاومت سایشی بالایی می‌باشند و به همین دلیل از این کائوچو در روکش تایرها، تخت کفش، پاشنه کفش و به طور کلی در مواردی که مقاومت سایشی بالایی مورد نیاز باشد استفاده می‌گردد.

مقاومت دینامیکی
کائوچوی پلی بوتادین دارای مقاومت برجسته‌ای در مقابل شروع ترک و رشد آن در شرایط دینامیکی می‌باشد.

کائوچوی استایرن – بوتادین (SBR)
پر مصرف‌ترین کائوچوی مصنوعی در دنیا کائوچوی استایرن- بوتادین است که در حقیقت کوپلیمری از استایرن و بوتادین می‌باشد. در سال 1920 قابلیت سیستمهای امولسیونی در ایجاد سرعت پلیمریزاسیون و وزن مولکولی بالای محصولات برای اولین بار در نتیجه‌ی کاربرد کاتالیزورهای تولید کننده رادیکال آزاد کشف گردید. در دو دهه بعد حکومت آلمان نازی به منظور بی‌نیاز ساختن خود به کائوچوهای وارداتی پژوهشی در زمینه تولید کائوچوهای مصنوعی را آغاز نمود.
اولین کوپلیمربوتادین- استایرن از یک سیستم امولسیونی (بوناالس) در آزمایشگاههای پژوهشی فاربن اینداستری توسط بک وشونکر تهیه شد و چون کار ادامه یافت کوپلیمر بوتادین – آکریلونیتریل نیز تهیه گردید. این محصولات در مقایسه با کائوچوی طبیعی از کیفیت پایینی برخوردار بودند و از این رو فکر توسعه و تکامل آنها پایه‌ای برای تولید کائوچوهای مصنوعی در ایالات متحده آمریکا شد.حکومت ایالات متحده کمبودهای کائوچوی طبیعی را به علت گسترش جنگ در خاور دور پیش بینی نموده و یک شرکت دولتی به نام شرکت رزرو کائوچو تاسیس کرد. کار این شرکت جمع آوری کائوچوی طبیعی و تحقیق درباره ساخت و تهیه‌ی کائوچوی مصنوعی بود (1940). برنامه تحقیق از زمانی که آمریکا وارد جنگ جهانی دوم شد به طور جدی دنبال گردید و ترتیباتی در زمینه مبادله دانش فنی و برنامه‌های پژوهش جمعی روی کائوچوی مصنوعی و چگونگی امکان استفاده از این ماده داده شد.
در آغاز ساخت پلی بوتادین به روش امولسیونی مورد نظر بود که غیر قابل قبول تلقی شده و سپس ساخت کوپلیمر استایرن-بوتادین با نسبت 25٪ استایرن و 75٪ بوتادین به عنوان بهترین امکان برای مصارف عمومی کائوچو در مواقع اضطراری شروع گردید. در اواسط 1942 تولید جی، آر، آس (که بعدها اس. بی. آر نام گرفت) در یک کارخانه دولتی شروع شد.
در سال 1945 مصرف این ماده به بیش از 820 هزار تن رسید. برای رسیدن به این هدف حکومت آمریکا از نظر مالی بودجه ساخت 15 کارخانه تولید SBR را تامین کرد. همچنین هزینه دو کارخانه کائوچوی بیوتیل، 16 واحد تولید بوتادین و 5 کارخانه تولید استایرن نیز تامین شد. بین سال‌های 1946 و 1955 این کارخانه‌ها به شرکتهای خصوصی مختلف واگذار شدند که بعد از مرمت و تعمیر اساسی توسعه و گسترش یافتند.

کائوچوی بازیافته
کائوچوی بازیافته در نتیجه انجام فرآیند دی پلیمریزاسیون و شکست شبکه‌های عرضی روی ضایعات محصولات لاستیکی (توسط کاربرد گرما و عوامل شیمیایی) به دست می‌آید. عمل بازیابی (Reclaming) سبب نرم و پلاستیکی شدن لاستیک بازیافتی شده و به این ترتیب فرایند پذیری، آمیزه کاری و پخت آن را آسان می‌گرداند. در بازیابی یا واکنش دی پلیمریزاسیون اساساً گوگرد موجود در ترکیب حذف نمی‌شود و محصول به دست آمده معمولاً همراه با کائوچوی خام طبیعی و مصنوعی و یا بدون اختلاط با آنها برای تولید وسایل لاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کمبود منابع طبیعی و نیز تاثیر ضایعات صنعتی بر روی آلودگی محیط زیست سبب کاربرد انواع ضایعات صنعتی به عنوان مواد خام و انرژی گردیده است. به عنوان مثال تولید جهانی تایرهای فرسوده و ضایعات لاستیکی بیش از 9 میلیون تن در هر سال می باشد که میزان آن سال به سال افزایش می‌یابد. البته جمع آوری این ضایعات مشکل و گران می‌باشد اما با استفاده از روشهایی می‌توان از آنها به عنوان منابع انرژی و یا مواد خام برای تولید کائوچوی بازیافته استفاده کرد. میزان استفاده از کائوچوی بازیافته در کشور‌های مختلف بین 1 تا 50 درصد کل ضایعات لاستیکی را در بر می‌گیرد.

فرآیند تولید کائوچوی بازیافته
ضایعات تایر منبع اصلی ضایعات لاستیکی می‌باشند. اساساً وجود کائوچوهایی مانند کائوچوی استایرن- بوتادین و پا پلیمرهای دیگر (البته به غیر از پلیمرهای دارای میزان اشباعیت بالا) همراه با کائوچوی طبیعی اشکال عمده‌ای را در روش بازیابی به وجود نمی‌آورد. واکنش دی پلیمریزاسیون توسط شکست شبکه‌های عرضی موجود در پلیمر پخت شده یا به وسیله انفصال زنجیره اصلی پلیمر و یا هر دو صورت می‌گیرد. این واکنش در کائوچوهای طبیعی آسان‌تر و با استفاده از گرما صورت می‌پذیرد. کائوچوی استایرن-بوتادین مشکلتر دی پلیمریزه گشته و در اثر گرما تمایل به سفت شدن نشان می‌دهد، بنابراین کاربرد مواد شیمیایی برای پیشرفت واکنش و نیز ایجاد نرمینگی در پلیمرهای مصنوعی لازم می‌باشد. همان طور که قبلا اشاره گردید پلیمرهایی مانند ترپلیمرهای اتیلن پروپیلن (EPDM) یا کائوچوی بیوتیل باید از دیگر پلیمرها به دلیل حساسیت آنها نسبت به پخت و نیز ایجاد آلودگی جدا گردند.
به طور کلی ساخت کائوچوی بازیافته از سه مرحله تشکیل می‌گرددکه عبارتند از:
1- مرحله طبقه بندی ضایعات و خرد کردن آنها
2- مرحله پخت زدایی (Devulcanization)
3-مرحله پالایش (refining) و تصفیه (Straining)
که به ترتیب در مورد هر کدام از مراحل توضیحاتی ارائه می‌گردد.
طبقه بندی و خرد کردن ضایعات لاستیکی
برای اینکه کائوچوی بازیافتی دارای کیفیت بالایی باشد باید به دقت ضایعات را طبقه بندی و جدا نمود. به عنوان مثال تایرهای سواری از تایرهای سنگین و تیوبهای بیوتیل از دیگر ضایعات جدا می‌گردند. بعد از طبقه بندی ضایعات آنها پودر و سپس غربال می‌شوند. معمولا قبل از پودر کردن تایرها طوقه آنها جدا می‌شود. البته دستگاههای خرد کن جدیدی نیز ساخته شده‌اند که به وسیله آنها می‌توان تایرهای سواری و تایرهای سنگین را بدون حذف طوقه خرد نمود. البته اشاره به این نکته نیز لازم می‌باشد که در بعضی از فرایندها، نخ موجود در ضایعات لاستیکی در ابتدا توسط روشهای مکانیکی جدا شده و سپس مرحله پخت زدایی روی آن انجام می‌پذیرد.

مرحله پخت زدایی
در این مرحله واکنش پخت زدایی صورت می‌پذیرد. فرایندهای مختلفی برای انجام این واکنش وجود دارد که عبارتند از:
1- روش دایجستر (Digester) (خنثی یا قلیایی)
2- روش گرمایی یا پن (Pen)
3- روش اسیدی
4- روش ریپ یا ریکلماتور (Refclamator)
5- روش حرارتی
6- روش ترمودینامیکی یا بنبوری داغ
7- روش پالمر یا بخار فشار بالا

1) فرآیند دایجستر
ضایعات پودر شده به تنهایی و یا همراه با نرم ساز یا محلولهایی برای تخریب نخها در یک اتوکلاو گرم می‌شوند. واکنش معمولا 15-3 ساعت به طول می‌انجامد. حرارت حدوداً 180 تا 205 درجه سانتیگراد می‌باشد. تحت این شرایط لاستیک پلاستیکی شده و نخهای آن تخریب می‌شود. سپس مواد به دست آمده از داخل اتوکلاو شسته و خشک می‌شوند. در روش دایجستر می‌توان از محلولهای قلیایی و یا خنثی استفاده کرد. روشهای خنثی به دلیل ارزان بودن، برشتگی و چسبندگی کمتر کائوچوی بازیافته و نیز به دلیل اینکه وجود قلیا مانع از کاربرد عوامل بازیانی می‌شود بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2) فرآیند گرمایی یا پن
این فرایند در یک اتوکلاو افقی و با استفاده از بخار (با فشار 7/0 تا 2 مگا پاسکال) انجام می‌گیرد و معمولا برای ضایعات بدون نخ بکار برده می‌شود (در این روش از ضایعات پودر شده بدون نخ همراه با روغنهای نرم ساز استفاده می‌شود) محصول به دست آمده از داخل اتوکلاو که معمولا به شکل کیک می‌باشد غلتک شده و سپس خشک می‌گردد.



3)فرآیند اسیدی
در این روش ضایعات نخ‌دار با اسید سولفوریک گرم و رقیق در یک تانک روباز وارد واکنش می‌شوند سپس مواد شسته و خنثی می‌گردند. عملیات پالایش شبیه به روشهای دیگر می‌باشد.

4) فرآیند دیپ یا دیکلیماتور
در این روش ابتدا نخهای موجود در ضایعات به طور مکانیکی جدا شده و سپس لاستیک بدون نخ با عوامل بازیابی مخلوط گشته و به داخل یک اکسترودر هدایت می‌گردد.
درجه حرارت دستگاه در محدوده‌ی 150 تا 210 درجه سانتی‌گراد می‌باشد و محصول قبل از قرار گرفتن در معرض هوا به سرعت سرد می‌شود.

5) فرآیند حرارتی
در این روش تخریب نخها و نرم شدن ضایعات پودر شده توسط بخار فوق گرم صورت می گیرد به این ترتیب که این ضایعات به داخل اتوکلاو بخار (دارای گرمکن‌های الکتریکی) ریخته می‌شود. فشار بخار داخل اتوکلاو پایین بوده و درجه حرارت آن حدوداً °C250-220 می‌باشد. با وجود اینکه کائوچوی بازیافتی بدست آمده از این روش دارای کیفیت پایین‌تری می‌باشد ولی سادگی این فرایند سبب کاربرد هرچه بیشتر آن گشته است. برای بازیابی تیوبهای بیوتیل، روش حرارتی ساده‌ترین و در عین حال بهترین روش می‌باشد.


6) فرآیند ترمودینامیکی یا فرآیند بنبوری داغ
در این روش ضایعات پودر شده به داخل بنبوری بارگیری شده و تحت عمل برش قرار می‌گیرند. فشار توپی 2/1 مگا پاسکال و درجه حرارت ممکن است حتی بیش از °C260 گردد. نرم سازها، عوامل بازیابی، دوده و غیره ممکن است در این فرآیند مورد استفاده قرار گیرند. بعد از انجام واکنش بچ در ابتدا سرد شده و سپس تخلیه می‌گردد. در این فرآیند نخها سوخته شده و در کائوچوی بازیافته باقی می‌ماند.

7)فرآیند پالمر یا استفاده از بخار با فشار بالا
ضایعات بدون نخ همراه با عوامل بازیابی به داخل یک ظرف بسته مخصوص بارگیری می‌گردند و به مدت بیش از 10 دقیقه در معرض بخار (با فشار 6 تا 7 مگا پاسکال) قرار می‌گیرند. سپس به وسیله کاربرد یک والوهیدرولیکی، فشار ناگهان پایین می‌آید. روی ماده به دست آمده از این فرآیند نیز همانند روشهای دیگر عملیات پالایش و تصفیه انجام می‌گیرد.

مرحله پالایش و تصفیه
این مرحله در اغلب فرآیندها مشترک می‌باشد و معمولا برای پلاستیکی ساختن محصول انجام می‌گیرد. طی این مراحل مولکولهای درشت باقی مانده شکسته می‌شوند و ناخالصیهای باقیمانده تا حد امکان از کائوچوی بازیافته جدا می‌گردند که به طور کلی نسبت به مراحل قبلی پر هزینه تر بوده و از بخشهای زیر تشکیل می‌گردد:

1) امتزاج
محصولات خشک به دست آمده توسط مخلوط‌کنهای داخلی یا برونی با مقادیر اندکی دوده، نرم کننده و غیره مخلوط گشته و سپس نرم می‌گردند. به این ترتیب انجام عملیات بعدی روی کائوچو آسانتر شده و خواص محصول نهایی بهبود می‌یابد.

2) ورقه کردن
کائوچوی بدست آمده از مرحله امتزاج روی غلتکهای پالایش قرار می‌گیرد. این دستگاه فشار زیادی را به کائوچو اعمال کرده و آن را به صورت ورقه‌های نازک با قطر تقریبی 25/0 میلی‌متر در می‌آورد.

3) تصفیه
عمل تصفیه توسط یک اکسترودر بزرگ انجام می‌گیرد به این ترتیب که کائوچوی ورقه‌ای شده از میان غربال تعبیه شده در دهانه این دستگاه عبور کرده و ذرات فلزی و مواد خارجی دیگر از آن حذف می‌گردند. سپس محصول به دست آمده توسط تیغه‌های متحرکی برش داده شده و به مرحله بعد منتقل می‌گردد.

4) پالایش
آخرین و حساس‌ترین مرحله در عملیات بازیابی، پالایش می‌باشد و به همین دلیل نیاز به مهارت بیشتری دارد. در این مرحله مواد از میان تعدادی رلهای نزدیک به هم عبور داده شده و ضخامت آنها به 5/0 میلی متر می‌رسد. به دلیل سرعت زیاد و فاصله نزدیک رلها باید از جداره آنها آب سرد عبور داده شود.

فواید و معایب کائوچوی بازیافته
کائوچوی بازیافته دارای فوایدی می‌باشدکه عبارتند از:
1- قیمت نسبتا پایین
2- زمان اختلاط سریع‌تر
3- توان مصرفی کمتر
4- تولید گرمای کمتر (در اثر اختلاط)
5- فرایند پذیری سریع‌تر
6- ترمو پلاستیسیته (Thermo Plasticity) کمتر
7- تورم و جمع شدگی کمتر
8- سرعت پخت سریع‌تر
9- برگشت (Reverse) حداقل
10- خواص زمان بندی خوب
11- اصلاح خواص (خواص این کائوچوها در اثر کاربرد فرایندهای بازیابی مختلف تغییر می‌کند)
معایب استفاده از این کائوچو عبارتند از:
1- کاهش میزان مقاومت مقابل سایش (به همین دلیل در آمیزه‌های آج تایر به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد)
2- محدودیت کاربرد آن در محصولات دارای رنگ روشن

مصارف کائوچوی بازیافته
مزایای فراوان کائوچوی بازیافته سبب کاربرد گسترده آن گردیده است.مصارف کائوچوی بازیافته در جدول (1) نوشته شده است. همان طور که در این جدول مشخص گردیده قسمت عمده مصرف کائوچوی بازیافته در تایرها می‌باشد. این کائوچوها در آمیزه‌های منجید و دیواره تایر مورد استفاده قرار می‌گیرند. کائوچوی بیوتیل بازیافته نیز به میزان گسترده‌ای در تیوب تایرها به کار برده می‌شود.


نام محصول

مقدار مصرفی (درصد)
تایر


0/67
تیوب


2/5
جعبه‌های باتری، فرمان اتومبیل و پوششها


3/1
پادریها و وسایل مکانیکی داخل اتومبیل


0/10
پاشنه، تخت کفش وپا افزارها


0/2
سیمانها


2/3
شیلنگها، تسمه و محصولات بسته بندی


3/4
وسایل مکانیکی به کار برده شده در موارد دیگر به غیر از اتومبیل


1/4
سطح لاستیکی محصولات


9/0
کاربردهای دیگر (مانند اسباب بازیها و پوشش کابلها)


0/100٪




جدول (1)
کاربرد دوده در آمیزه کاری
بین 90 تا 95 درصد کل دوده تولیدی در صنعت لاستیک به کار می‌رود تقریبا 80٪ این مقدار در ساخت تایر و محصولات وابسته به آن نظیر تیوب و آمیزه‌های روکش مصرف می‌شود.
بیشترین مقدار دوده مصرفی را امروزه نوع کوره‌ای تشکیل می‌دهد. دوده‌های کوره‌ای را می‌توان تقریبا در هر نوع قطعه لاستیکی پر شده با دوده مشاهده نمود گونه‌های این دوده در اجزای مختلف تایر به کار می‌روند. دوده‌های حرارتی به علت تقویت کنندگی کمی که ایجاد می‌نمایند در ساخت تسمه پروانه (به علت حرارت اندوزی کم) انواع کفیها و کاسه نمدها، آستر داخلی تایر استفاده می‌شود.
گونه‌های کوره‌ای با تقویت کنندگی کم در منجید و گونه‌های با تقویت کنندگی بالا در آج مصرف می‌شوند. گونه‌های کوره‌ای با تقویت کنندگی و ساختمان بالا در آمیزه‌های آج ساخته شده از کائوچوی مصنوعی به منظور افزایش عمر آج و کاهش تَرَک‌‌زایی شیاری به کار می‌روند.
گونه‌های با تقویت کنندگی بالا و ساختمان پایین در آج تایرهای راه سازی که از کائوچوی طبیعی ساخته می‌شوند و همچنین به مقدار محدود در آج تایرهای باری به منظور افزایش مقاومت نسبت به بریدگی و لب پریدگی مصرف می‌شوند. گونه‌های تقویت کننده با ساختمان پایین در دیواره و برکر تایرهای رادیال به کار برده می‌شوند.
دوده لامپی (لامپ بلاک) دارای ذرات درشت و با ساختمان بالا می‌باشد و در ساخت آمیزه‌های با سختی بسیار بالا که بایستی دارای جهندگی خوب و حرارت اندوزی پایین باشند و همچنین ساخت سیمانهای مورد مصرف در صنعت تایر سازی به کار می‌روند.
دوده کانالی یا ناودانی گران قیمت است و میزان مصرف آن‌ها نیز مرتبا کاهش می‌یابد. اثر تاخیری آنها روی پخت از مزایایی که می‌توان برای چسباندن لاستیک به سایر موارد یا ساختن قطعه‌ای متشکل از آمیزه‌های متفاوت (مانند تایر) سود جست.
این دوده برای آمیزه‌هایی که نیاز به استحکام بسیار بالا داشته باشد نیز به کار می رود.
دوده‌های نوع استیلنی اصولا برای ایجاد قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی به کار برده می‌شوند این دوده‌ها همچنین می‌توانند برای ایجاد سختی بالا در آمیزه‌هایی که به سادگی فرایند یافته و نسبتا جهنده باشند نیز مصرف شوند.

پرکننده‌های غیر دوده‌ای
این دسته از پر کننده‌ها به منظور بهبود فرایند پذیری، کاهش مقاومت آمیزه در مقابل تغییر شکل، مقاومت در برابر پارگی، مقاومت در برابر سایش و ... به کار می‌روند. این مواد از تنوع خاصی برخوردار بوده و به طور کلی شامل پر کننده‌های معدنی و آلی می باشند.
در اینجا تعدادی از آنها را نام می‌بریم:
هیدروکسید آلومینیوم Al(OH)3 ، سیلیکات آلومینیوم (SiO2)3Al2 یا کائولین اکسید آنتیموان Sb2O3 ،کربنات کلسیم CaCO3، دی اکسید تیتانیوم TiO2

پرکننده‌های بی‌اثر
پرکننده‌های از این نوع صرفا به منظور افزایش حجم و وزن و در نتیجه ارزان نمودن کالاهای لاستیکی به کار می‌روند و اثر خاصی روی خواص مختلف لاستیک ندارند مانند:
خاک رس- پودر تالک- سولفات باریم و...
به طور کلی باید اذعان نمود که این مواد دقیقا بی‌اثر نبوده بلکه اثر بسیار جزئی بر خواص فیزیکی محصول لاستیکی دارند ولی این تغییر خواص آن قدر کم است که می‌توان از آن صرف نظر نمود.

نرم سازها
نرم کننده‌ها آن دسته از موادی هستند که نقش دوگانه تسهیل کردن فرآیند و نرم یا منعطف نمودن محصول نهایی را بر عهده دارند. نمی‌توان برای آن 2 نقش دقیقا حد و مرزی را مشخص نمود تا براساس آن نرم کننده‌های محصول و تسهیل کننده‌های فرایند را از یکدیگر جدا نمود. به عنوان مثال اگر مقدار روغن در یک آمیزه کم باشد صرفا به عنوان یک منعطف کننده عمل می‌کند در حالی که مقدار بالای آن علاوه بر نرمینگی محصول باعث تسهیل نمودن فرایند شده ضمن آن که در موارد بسیاری کاهش قیمت را نیز موجب می‌گردد. (در این حالت آن را گستراننده (extender) می‌نامند)، معهذا نرم کننده‌ها را به 2 دسته عمده شیمیایی و فیزیکی تقسیم‌بندی می‌کنند.

نرم سازهای شیمیایی
نرم کننده‌های شیمیایی یا پپتایزرها جزو نرم کننده‌هایی هستند که عملکرد اصلی آنها تسهیل نمودن فرایند می‌باشد. در حقیقت این مواد با کمک به عمل فرو شکنی کائوچو باعث بهبود اعمال فرایندی نظیر اختلاط، کلندرینگ، اکستروژن و غیره می‌شوند. بسیاری از کائوچوها به ویژه کائوچوی طبیعی به علت داشتن گرانروی بالا نیاز به خرد کردن اولیه جهت اختلاط دارند. نقش و عملکرد پپتایزرها بدین صورت است که با گرفتن رادیکال آزادی که حین اعمال نیرو بر زنجیره کائوچو ایجاد می‌شود سرعت فروشکنی را افزایش داده و زمان خرد شده را کاهش می‌دهند.
اکثر پپتایزرها دارای عامل SH – هستند. معروف ترین پپتایزرهایی که با کائوچوی طبیعی به کار می‌روند عبارتند از: گزیلیل مرکا‌پتان، پتاکلروتیوفنل و نمک روی آن و نمکهای فنیل هیدرازین.

نرم سازهای فیزیکی
برخلاف نوع شیمیایی، این دسته از نرم کننده‌ها طیف وسیعی از مواد را تشکیل می‌دهند و نقش و عملکرد هر کدام از آنها بستگی به ماهیت خود نرم کننده دارد. در هر حال یک نرم کننده فیزیکی باید با کائوچو و بقیه اجزای آمیزه سازگار باشد تا بتواند بیشترین نقش خود را حین عملکرد ایفا نماید. دراجین انواع مختلف نرم کننده‌های فیزیکی مورد مصرف را براساس نقش و اثری که در آمیزه ایفا می‌نمایند ارزیابی نموده که در جدول (2) نشان داده می‌شود.





جدول (2) انواع نرم سازهای فیزیکی و اثرات آنها بر خواص آمیزه


نام

خواص

شاخص خواص
اسیدهای چرب



1- بهبود اکستروژن جنس به صورت تیوب
دانه پنبه


1
2- ایجاد چسبندگی بهتر
رینسینولئیک


1
3- افزایش نرمینگی
لوریک


1
4- کاهش مدولوس
روغنهای گیاهی



5- افزایش قدرت کششی
روغنهای ژله شده


13.12.6.1
6- بهبود ازدیاد طولی
روغن سویای جامد


4
7- نرم سازی کالای پخت شده
روغن تال


13.5.4
8- سخت سازی کالاهای پخت شده
پلی استر حاصل از سویا


13
9- افزایش بر جهندگی
محصولات نفتی



10- مقاومت بهتر در پارگی
غیر اشباع


1
11-کاهش پسماند حرارتی
روغنهای معدنی


11.9.7.6.4.3
12- افزایش پسماند حرارتی
اسفالت غیر اشباع


3
13- بهبود عمر کالای تحت تکانش
اسفالتهای ویژه


11.10.7

محصولات قطران زغال سنگ




قیر حاصل از قطران




مشتقات نرم کومارون حاصل از قطران


3

مشتقات نرم حاصل از قطران زغال سنگ


1

رزین‌های کومارون


6.5

محصولات درخت کاج




شیره خام تربانتین


13.12.5.4.3

روغن روزین


6.5.2

کلوتفون


12.8.2

قطران درخت کاج


7.6.5.4.3

دی پنتین


13.6

روزین‌های ویژه


13

استرها




دی کاپریل فنالات


3

بوتیل کومینات


9

دی بوتیل فنالات


9

بوتیل لاکتات


10

کلروبنزوات گلیسرول


10

کلرودی بوتیل کربنات


13

متیل رسینولئات


2




مواد متفرقه مورد استفاده در آمیزه‌ کاری

رنگ‌ها
این مواد فقط در آمیزه‌های غیر دوده‌ای به کار رفته و شامل دی اکسید تیتانیوم (سفید)، اکسید آهن (قرمز یا زرد) و تمام گروه‌های رنگریزه‌های آلی است.

عوامل اسفنجی
این مواد برای ایجاد خلل و فرج در ساخت اسفنج‌های لاستیکی با سلول کوچک به کار برده می‌شوند که شامل بی‌کربنات سدیم، بی‌کربنات آمونیوم و تعدادی از ترکیبات آلی (که در حرارتهای پخت تجزیه می‌شوند) می‌باشند. بی‌کربنات سدیم، گاز CO2 آزاد می‌کند که در کائوچو قدرت نفوذ فراوانی دارد و ساختمان سلولی مرتبط ایجاد می‌نماید و غالبا برای تولید اسفنجها به کار برده می‌شود.
بیشتر عوامل اسفنج کننده آلی ازت آزاد می‌کنند که سرعت نفوذ کمتری داشته و تمایل به ایجاد سلولهای مسدود دارند.

تاخیر اندازها
این مواد پیدایش پخت زود رس را در مواردی که دمای فرایند بالاست و یا هنگامی که آمیزه مراحل گرمایی متعددی را در طول فرایند طی می‌کند به تعویق می‌اندازد. اینها شامل مواد اسیدی مانند اسید بنزوئیک و اسید سالیسیلیک یا ایندریدهای آنها و آمین‌ها از قبیل نیتروزودی فنیل آمین (NDPA) می‌باشد. پر مصرف ترین این گروه نرمال سیلکو هگزیل تیوفتالئیماید (CTP) می‌باشد.




فصل دوم


آزمایشگاه ترکیبات


Compounding Laboratory



بطور کلی آزمونهایی که در صنعت لاستیک صورت می‌گیرند بر دو دسته هستند، آنهایی که بر روی مواد اولیه خام (مثل کائوچو، دوده و ...) انجام می‌گیرند و آنهایی که روی آمیزه صورت می‌پذیرند.
در صنعت لاستیک اندازه‌گیری خواص آمیزه قبل از پخت و بعد از آن از زمره‌ی ضروری‌ترین کارها به منظور نیل به محصولی با کیفیت و خواص مطلوب می‌باشند. آزمونهای انجام شده روی یک آمیزه به دو منظور صورت می‌گیرد، یکی به جهت کنترل کیفیت و دیگر اینکه محصول ساخته شده تا چه حد قادر به تامین و برآوردن نیازهای مصرف کننده می‌باشند.
آزمونهای معمول در صنعت لاستیک را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:
1- آزمونهایی که روی آمیزه خام، یعنی آمیزه پخت نشده صورت می‌گیرد.
2- آزمونهایی که روی آمیزه پخت شده صورت می‌گیرد.
در آزمایشگاه ترکیبهای شرکت لاستیک دنا، آزمونهای انجام گرفته از نوع اول بوده (شماره 1) و چندان هم متنوع نیست، که به ترتیب عبارتند از:
1- قسمت راپید (کشش) که میزان تنش لاستیک و مقاومت آن در برابر کشش را بررسی می‌کند.
2- تست وزن مخصوص لاستیک (sp.gr)
3- تست مونی (تعیین ویسکوزیته لاستیک)
4- تست رئومتر (تعیین زمان پخت لاستیک)
5- تست سختی سمنت
وظیفه آزمایشگاه ترکیبات این است که نمونه (Sample) آمیزه‌های خام را از واحد (بنبوری) تهیه کرده و تستهای فوق را (4-1) روی آنها انجام هد.

واحد بنبوری – bunbory (mixing process)
در این واحد مواد اولیه تولید لاستیک از قبیل کائوچوی طبیعی، کائوچوی مصنوعی، روغن، کربن و مواد شیمیایی دیگر (انواع شتاب دهنده‌ها، فعال کننده‌ها و ...) با یکدگر مخلوط می‌شوند. شرکت لاستیک دنا کلیه مواد شیمیایی و ترکیبات بکار رفته در ساخت تایر را به صورت ترکیبی از حروف و اعداد کد گذاری و رمز گذاری کرده است، به عنوان مثال کلیه کربنهای به کار رفته با (WH) و انواع روغنهای بکار رفته با (WS) نشان داده می‌شود.
علت تفاوت در نوع، جنس و خواص لاستیکی مختلف ناشی از اختلاف در مقدار و نوع ترکیبات بکار رفته در ساخت آنها می‌باشد.
برای هر نوع لاستیک که با یک حرف و یک شماره نشان داده می‌شود یک برگ شناسایی وجود دارد که شخص آمیزه کار و یا اپراتور براساس آن مواد اولیه را با جرمهایی که در آن برگه قید شده به داخل دستگاه (بنبوری) ریخته و دستگاه که از قبل برنامه ریزی شده تحت دما و زمان مشخص عملیات آمیزه کاری (اختلاط) را انجام داده و تحت همان دما و زمان عملیات، تخلیه را انجام می‌دهد. به محصول (آمیزه تخلیه شده) یک بچ (batch) گفته می‌شود. جرم هر بچ برابر است با جرم کل موادی که در یک فرآیند اختلاط به داخل دستگاه ریخته شده است. به عنوان نمونه می‌توان به مشخصات یک برگه شناسایی که حاوی اطلاعات مربوط به لاستیک 129 می‌باشد و در زیر آمده توجه کرد.
نوع محصول KN129-SO
لاستیک و ترکیبات مخلوط:
FY.334A 92.1 kg
TC.11 23 kg
WH 12 50.7 kg
WS 21 9.8 Lit
وزن مواد شیمیایی: 12.65 kg
وزن کل (وزن هر بچ) 186.958 kg

ترکیب مواد شیمایی
Y 788.6 gr
WL 13
Y 131.4 gr
WN 21
V 86.3 gr
WL 21
وزن کل 12.65 kg



نوع ماشین: (واحد بنبوری شماره 3) NO. 3 BB
حرارت بدنه: 15-30 °C
درجه حرارت آمیزه موقع تخلیه: 140- 150 °C
ضخامت رل: 10 -14 mm
پهنای رل و عرض رل: 550 – 650 mm
وزن مخصوص آمیزه: 1.12
موارد استفاده: PG 129- 40
همانطور که گفته شد وظیفه آزمایشگاه ترکیبات این است که نمونه آمیزه‌های خام را از واحد بنبوری تهیه کرده و آزمایشهای لازم را روی آنها انجام دهد و به همین منظور شخص اپراتوری که در قسمت تخلیه واحد بنبوری کار می‌کند موظف است که پس از تخلیه هر بچ و به صورت رل در آوردن، آن را وارد دستگاه خنک کننده کرده تا دمای آن کاهش یابد و در همین زمان قطعه‌ای به عنوان نمونه از همان بچ به اندازه یک کف دست بریده و کارت حاوی مشخصات آن بچ را (شماره، نوع و تاریخ ساخت) بر روی آن نمونه نصب کرده و برای آزمایشگاه بفرستد.
آزمایشگاه براساس کارت نصب شده بر روی نمونه و مشخصات درج شده بر روی کارت و با توجه به جدولی که برای انواع مختلف لاستیک زمان پخت، spgr و رنج (بازه) کشش به صورت استاندارد تعیین شده است، تکه‌هایی را از نمونه‌ها بریده، آن را در قالب پخت گذاشته و تحت دما و زمان پخت تعیین شده براساس جدول آن را پخته و توسط دستگاه (machine tension testing) آزمون راپید (کشش) را روی نمونه‌ها انجام دهد. دستگاه فوق نیز که به کامپیوتر متصل است به طور خودکار نتایج را ثبت می‌کند.
نشانه‌ها و حروف اختصاری که در جدول وجود دارند هر کدام نشانه‌ی نوع کاربرد لاستیک مورد نظر می‌باشد که عبارتند از:
G: لاستیک‌های این گروه به دلیل نرمتر بودن در قسمت کلندر در ساخت لایه‌های داخلی تایر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
T: لاستکیهای این گروه به دلیل سخت‌تر بودن در قسمت extroder در ساخت لایه‌های خارجی تایر از جمله آج تایر و دیواره تایر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
cb: لاستیکهای این گروه در ساخت تسمه نقاله مورد استفاده قرار می‌گیرند.
X: لاستکیهای این گروه علاوه بر داشتن خاصیت نرمی و ارتجاعی بالا باید از خاصیت نفوذ ناپذیری مناسب نسبت به هوا برخوردار باشند چون در ساخت تیوپ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
St و Sg: لاستیکهای این گروه در ساخت اجزا مختلف تایرهای رادیال (سیمی) یاهمان (استیل بلت) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
F: این نوع لاستیک در ساخت فلاپ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فلاپ نواری لاستیکی است که روی رینگ قرار می‌گیرد و از تماس مستقیم تیوپ با رینگ و ضربه دیدن آن جلوگیری می‌کند.
A: این نوع لاستیک در ساخت بلادر مورد استفاده دارد.
بلادر قطعه‌ای لاستیکی است که در قالب پخت تایر مورد استفاده قرار گرفته و مانند یک تیوپ با فشار بخار باد شده و در هنگام پرس شدن تایر در قالب مانع از جمع شدن تایر در هنگام پخت گردیده و باعث شکل پذیری بهتر تایر در تماس با جداره قالب می‌شود و در ساختمان خود تایر نقشی ندارد.
B: این نوع لاستیک نیز در ساخت طوقه دور تایر کاربرد دارد.
پس از انجام تست کشش و مثبت بودن آزمایش و ثبت نتایج آن توسط کامپیوتر از همان نمونه‌های پخت شده تست کشش به ترتیب شماره هر بچ که در قالب چیده شده بود آن شماره‌ها روی نمونه پخته شده شماره گذازی کرده و قطعات کوچکی را که شماره‌ها بر روی آنها نوشته شده است را بوسیله قیچی بریده و تست SPGR را روی آنها انجام می‌دهیم.
برای انجام تست SPGR با توجه به جداولی که در صفحات قبل آمده است به این صورت عمل می‌کنیم:
در آزمایشگاه ترکیبات، ظروفی حاوی آب نمک با SPGR مشخص که بر روی آنها نوشته شده است وجود دارد که مقدار آنها در (35/1- 01/1) می‌باشد.
قطعات لاستیکی بریده شده و شماره گذاری شده را به ترتیبی که در بالا ذکر شده با توجه به داده‌های جدول، درون ظروف حاوی آب نمک می‌ریزیم اگر قطعات لاستیک ته‌نشین گردید آنها را در آورده و در ظرف بعدی (با 0.01 SPGR بیشتر می ریزیم) و آنقدر این کار را ادامه می‌دهیم تا قطعات لاستیک درون ظرفی قرار بگیرند که روی آب نمک شناور شوند. آنگاه برای ثبت SPGR قطعات لاستیک با توجه به SPGR ظرفی که در آن شناور شدند و SPGR ظرف قبلی که در آن ته نشین شدند‌ SPGR بدست آمده برای قطعات لاستیک میانگین این دو SPGR می‌باشد. به عنوان مثال اگر قطعات لاستیک در ظرفی با SPGR (1.12) ته‌نشین شدند و در ظرف بعدی با SPGR (1.13) بر روی آب نمک شناور شدند، SPGR ثبت شده برای این قطعات لاستیک: 1.125 نکته مهم برای هرچه سریعتر پیدا کردن SPGR درست آن است که با توجه به رِِنْجِ تعیین شده در جداول صفحه قبل برای هر نوع لاستیک ما باید با استفاده از آن داده‌ها قطعات لاستیک را در ظروفی بیندازیم که در آن رنج برای آن نمونه از لاستیک قرار داشته باشند. گاهی ممکن است تمام قطعات لاستیک دارای یک SPGR باشند ولی گاهی از اوقات نیز ممکن است بعضی از قطعات لاستیک دارای SPGR (0.01 یا 0.02) بیشتر یا کمتر نسبت به بقیه لاستیکها باشند ولی در عین حال در آن رنج تعیین شده برای نمونه از لاستیک قرار داشته باشند که این مورد از نظر داده‌های آزمایشگاهی مشکلی ندارد. ولی گاهی اوقات نیز ممکن است با قطعات لاستیکی روبرو شویم که ‌SPGR آن خارج از رنج تعیین شده قرار دارد دلیل این امر می‌تواند وجود حبابهای هوای درون قطعه لاستیکی باشد به طوری که با فشردن آن و ترکاندن حبابها SPGR درست معلوم گردد در غیر اینصورت مشکل می‌تواند ناشی از خوب مخلوط نگردیدن آمیزه و یا کم و زیاد بودن بعضی از ترکیبات باشد برای همین باید برای آن نمونه‌هایی که در تست SPGR مردود شده‌اند برای دومین بار و در صورت جواب ندادن برای سومین بار تست SPGR تکرار گردد تا به جواب قابل قبول برسیم در غیر اینصورت آن نمونه‌ها در واحدهای دیگر غیر قابل استفاده‌اند. در صورت مثبت بودن و قابل قبول بودن نتایج حاصل از هر دو تست SPGR و راپید (کشش) بر روی کارت تمام پالتهایی که بچها را روی آن چیده‌اند مهر (قبول است) را می‌زنند. نکته‌ای که در اینجا باید به آن اشاره کرد این است که بر روی هر پالت معمولا شش بچ قرار داده می‌شود و روی کارت موجود بر روی هر پالت شماره بچ‌ها و مشخصات محصول مورد نظر درج گردیده است. شماره بچ‌ها به صورت سری و پشت سرهم می‌باشد.
گاهی اوقات ممکن است در تست کشش همانند تست SPGR بعضی از نمونه ها جواب مثبت ندهند برای همین برای دومین بار و در صورت جواب ندادن برای سومین بار روی آنها آزمایش کشش انجام می‌دهیم در صورتیکه برای سومین بار هم جواب منفی بود شماره بچ نمونه‌هایی که جواب منفی داده است را روی فرم (تحت بررسی) ثبت کرده و آن را بر روی پالتهایی که آن بچ روی آن قرار دارد می‌گذاریم. بر روی فرم تحت بررسی واژه (تا اطلاع ثانوی مصرف نشود) وجود دارد که بیان کننده این است که بچ (بچهایی) را که شماره آنها روی این فرم می‌باشد تا اطلاع ثانوی مصرف نشود. برای وزن مخصوص SPGR نیز فرم ویژه‌ای برای ثبت نتایج آزمایش وجود دارد که نمونه آنها را مشاهده می‌کنید.

طریقه انجام تست مونی و رئومتر
در تست مونی از هر نوع لاستیک نمونه بچ شماره 4 را (به طور قراردادی) انتخاب کرده و تست مونی را روی آن انجام می‌دهیم.
تست مونی همان آزمایش تعیین ویسکوزیته (viscosity) می‌باشد و به دلیل اینکه اولین بار توسط شخصی به نام مونی انجام شد آن را تست مونی نامیدند.
نحوه انجام آن به این صورت است که برای هر نوع لاستیک، داده‌هایی به صورت زمان پخت، دما و ویسکوزیته تحت شرایط استاندارد در جدولی تنظیم گردیده و پس از بریدن قطعاتی از نمونه‌ها و قرار دادن آنها در دستگاه مونی کافی است با دادن زمان و دمای مورد نظر به دستگاه براساس داده‌های جدول منتظر شد تا دستگاه به طور اتوماتیک و با توجه به داده‌های جدول، آزمایش را انجام داده و نتایج را به طور اتوماتیک در کامپیوتر ثبت کند و با مقایسه جواب بدست آمده با داده‌های استاندارد جدول می‌توان به این نتیجه رسید که لاستیک (آمیزه خام) مورد نظر از ویسکوزیته مناسب برخوردار است یا خیر. در مورد آزمایش رئومتر (تعیین زمان پخت آمیزه خام) باید اشاره کرد که این آزمایش دقیقا مشابه آزمون مونی و با دستگاهی مشابه آن انجام می‌شود و پس از ثبت نتایج توسط کامپیوتر با مقایسه زمان پخت تعیین شده برای نمونه آزمایش شده توسط دستگاه با زمان پخت استاندارد موجود در جدول می‌توان به این نتیجه رسید که آمیزه مورد نظر از اختلاط مناسبی برخوردار بوده و یا میزان ترکیبات بکار رفته از نظر جرم مناسب بوده یا خیر.
تست سمنت (Cement)
به محلول یا به عبارت بهتر پراکنشی (Dispersion) از لاستیک خام دریک حلال مناسب که به عنوان چسب بکار می‌رود سمنت (سیمان) گفته می‌شود.
در صنعت تایر سازی لایه‌های مختلف تایر توسط این چسب به یکدیگر چسبانده می‌شود. در کارخانه لاستیک دنا این چسب توسط خود کارخانه تولید می‌شود. مواد پایه و تشکیل دهنده این چسب عبارتند از:
نوعی بنزین به عنوان حلال WT 16
نوعی لاستیک که کم و زیاد بودن آن روی ویسکوزیته سمنت تاثیرگذار است. C130 نوعی لاستیک که کم و زیاد بودن آن روی سختی و استحکام سمنت بعد از پخت تاثیرگذاز است. A991
نوعی ماده شیمیایی که بر روی خصلت چسبندگی سمنت تاثیر گذار است و آن را بهبود می‌بخشد. WN 23
میزان (WN 23) را تا جایی می‌توان تغییر داد (کم و زیاد کرد) که در هنگام پخت تایر در قالبها تایر به جداره قالب نچسبد.
نحوه انجام آزمایش به این ترتیب است که سمنت را بر روی یک پلاستیک ضخیم می‌ریزند و آن را در مجاورت هوا قرار می‌دهند تا خود را بگیرد. بعد از گذشت نیم ساعت تا چهل و پنج دقیقه یا بیشتر سمنت را که به پلاستیک چسبیده و خود را گرفته است از پلاستیک جدا کرده و آن را به قطعات مدور به اندازه یک سکه بسیار کوچک تقسیم کرده و آن را درون قالبی با خانه‌هایی به همان شکل و اندازه قرار داده و با توجه به جداولی که برای پخت سمنت وجود دارد درجه حرارت و زمان پخت استاندارد را تعیین کرده آنرا در زیر دستگاه پرس گذاشته و می‌گذاریم تا تحت دما و زمان تعیین شده توسط جد.ول پخته شود.
پس از انجام عملیات پخت، قطعات سمنت پخته شده را که به شدت سخت گردیده از قالب خارج کرده و پس از خنک شدن آنها را در زیر دستگاه (سختی سنج) قرار می‌دهند که سختی قطعات سمنت را نشان می‌دهد و پس از گرفتن جواب مطلوب اجازه استفاده از آن را با زدن مهر (قبول است) بر روی برگه سمنت به واحدهای دیگر صادر می‌کنند.
مشخصات جدول سمنت عبارت است از:
A شفاف تر B کدرتر می‌باشد.


درجه شفافیت

Viscosity

زمان پخت

درجه حرارت هنگام پخت

نام سمنت

A

0.3-1.1

22

145C

C131

A

2-5.5

22

145C

C130

B

0.4-1.5

22

145C

C120

B

1.5-5

22

145C

C540


به صورت کلی تست سمنت را برای اندازه گرفتن سختی (شکنندگی) آن انجام می‌دهند تا بدانند در هنگام پخت تایر از خواص چسبندگی و پیوستگی قابل توجهی برخوردار است یا اینکه دچار شکنندگی شده و لایه‌های تایر را به خوبی به هم نمی‌چسباند.
این بود شرح مختصر از آنچه که در آزمایشگاه ترکیبات شرکت لاستیک دنا صورت می‌گیرد.









تصویر قالب سمنت

[haseli_70]

سلام.معذرت میخوام میشه گزارش کاراموزی لاستیک سازی رو به ایمیلم بفرستید؟ ممنونم...
haseli_70@yahoo.com