کائوچو
کائوچو
کائوچو که به نام های لاستیک طبیعی و یا لاستیک هندی نیز شناخته شده است، قدیمی ترین الاستومر تجاری ساخته شده با استفاده از لاتکس است. لاتکس در واقع همان ترشحات درخت لاستیک می باشد که نوع خام آن یک چسب بسیار عالی است. از انحلال این ماده در حلال های مناسب چسب تولید می شود. شیره ای که از این گیاه تولید می شود، منبع اصلی برای ساخت کائوچوهای طبیعی و مصنوعی می باشد. کائوچو دارای کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف می باشد. این ماده دارای قدمت بسیاری بر روی زمین می باشد. از همان زمانی که گیاهان بر روی زمین وجود داشته اند، کائوچو نیز وجود داشته و آثاری از آن در برخی از فسیل های گیاهی که تولید کننده کائوچو بوده اند، با قدمت های چندین میلیون ساله یافت شده است. یکی از مهم ترین خواص این ماده را می توان کشسان بودن آن دانست. همین امر سبب شده تا در زندگی روزمره ما و در ساخت لوازم خانگی، تجهیزات بیمارستانی و تولید اسباب بازی ها و خیلی موارد دیگر مورد استفاده قرار گیرد.
آنچه در ادامه خواهید خواند...
کائوچوی مصنوعی
از آن جایی که لاستیک مصنوعی از طریق فرایند ولکانیزاسیون (حرارت دادن کائوچو با استفاده از گوگرد) ایجاد می شود، به آن کائوچوی ولکانیزه نیز می گویند. سایر کائوچوهای مصنوعی نیز وجود دارند که با استفاه از ترکیبات دیگری به دست می آیند.
کائوچوی مصنوعی برای نخستین بار در طی جنگ جهانی دوم در مقایس صنعتی تولید شد. پس از آن، پیشرفت های بسیاری در صنعت تولید کائوچو مصنوعی صورت گرفت و سبب شد تا محصولات با کیفیتی با استفاده از این ماده تولید شود. از اواسط دهه 1960 میلادی، تولید کائوچوی مصنوعی شدت بیش تری گرفت و میزان آن از کائوچوی طبیعی بسیار بیش تر گشت. از جمله ویژگی های مناسب کائوچوی مصنوعی که سبب کاربرد وسیع آن شد می توان به مقاومت بهتر در برابر ترکیبات شیمیایی، حرارت و روغن در مقایسه با کائوچوی طبیعی اشاره کرد. از کاربردهای آن نیز می توان صنعت هواپیما سازی را نام برد.
همان طور که پیش تر ذکر کردیم، کائوچوی طبیعی از شیره درختان خاص به دست می آید و پس از پردازش های خاصی که بر روی آن صورت می گیرد، آماده مصرف می شود. اما کائوچوی مصنوعی شامل هر نوع الاستومر مصنوعی می باشد. لاستیک های مصنوعی از محصولات جانبی نفت به دست آمده اند. هر ساله حدود 32 میلیون تن کائوچو در ایالات متحده تولید می شود که دو سوم آن، مصنوعی می باشد.
انواع کائوچوی مصنوعی نیز، همانند انواع طبیعی آن در صنایع خودرو سازی، پروفیل درب و پنجره، آب بندهایی هم چون حلقه های O و واشر، شیلنگ، تسمه، تشک و کف دارای کاربردهای فراوانی است.
کائوچوی مصنوعی طیف وسیعی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی را دارا می باشد. بنابراین می تواند ویژگی های یک محصول را بسیار ارتقا بخشد. لاستیک های مصنوعی از دو نظر پایداری حرارتی و مقاومت در مقابل روغن ها و ترکیبات مربوط به آن، در مقایسه با لاستیک های طبیعی دارای برتری می باشند. برای مثال، کائوچوی مصنوعی می تواند در برابر اکسید کننده هایی هم چون اکسیژن و ازون که سبب کاهش طول عمر محصولاتی مانند لاستیک می شوند، مقاومت بیش تری داشته باشد.
کائوچو طبیعی
کائوچوی طبیعی در شیره درخت هوا برازیلینسیس وجود دارد که از پلیمر شدن یک هیدروکربن به نام متیل و ایزوپرن به دست می آید. با توجه به این که در ساختار کائوچو یک پیوند دو گانه وجود دارد، حرارت آن با استفاده از گوگرد یا سولفور (فرایند ولکانیزاسیون)، می تواند این پیوند را شکسته و اتم گوگرد را جذب نماید، در نهایت کائوچو به یک لاستیک تبدیل می شود.
از انواع لاستیک های طبیعی می توان SMR 5، کائوچوی با گرانروی ثابت (SMRCV)، SMR 10,20,50، SMR WF، SMRL و SMR GP را نام برد.
کائوچو طبیعی از طریق شیرابه بیش از 400 نوع گیاه به دست آمده است. بخش عمده کائوچو که در جهان تولید می شود، از یک درخت برزیلی با ارتفاع بیش از 35 متر که ” هوا برازیلینسیس ” نامیده می شود، به دست می آید. در حال حاضر، بیش ترین منبع کائوچوی طبیعی، به مالایا در جنوب شرق آسیا مربوط می شود.
ویژگی های کائوچوی طبیعی
کائوچوی طبیعی دارای ویژگی هایی هم چون انعطاف پذیری و مقاومت، ناخالصی و آسیب پذیری در مقابل شرایط محیطی و هیدروکربن ها می باشد. کائوچوی طبیعی در مقایسه با سایر لاستیک ها دارای انعطاف پذیری بیش تری می باشد و در مقابل آب و برخی از ترکیبات شیمیایی نیز مقاوم است. علاوه بر این، کائوچو در مقابل برش، پاره شدن و سایش مقاومت دارد و دارای محدوده کاری بین 58- تا 212 درجه فارنهایت می باشد. این ماده مقاومت کششی بالایی دارد و به راحتی به مواد دیگر می چسبد. کانوچوی طبیعی با تمام مزایایی که دارد، در مقایسه با لاستیک های دیگر هم چون نئوپرن، دارای مقاومت کم تری در برابر گرما، نور و ازون است. کائوچو با توجه به نوع درختی که از آن به دست می آید، دارای ویژگی های متفاوت و ناخالصی های طبیعی نیز می باشد. کائوچوی طبیعی در برابر نفت و حلال های غیر قطبی، آسیب پذیر می باشد.
کاربردهای کائوچو
همان طور که پیش تر ذکر شد، کائوچو دارای خواص کشسانی مناسبی است؛ به همین خاطر کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف همچون تجهیزات بیمارستانی، لوازم خانگی، اسباب بازی و … نیز دارد. بیش ترین میزان مصرف لاستیک طبیعی ( بیش از 60 درصد) در ساخت انواع تایر (رویه، بدنه و کناره های تایر) است. درزگیرها و آبند های لاستیکی، لوله، ضربه گیرها، اسفنج های لاستیکی برای مبل سازی و تشک سازی، ورق های لاستیکی، نوارهای لاستیکی، تسمه و نقاله، شیلنگ، واشر، کفی کفش، کالاهای ورزشی، مهر، چسب، پستانک و کاربردهای فراوان پزشکی (دستکش و …)، کاربردهای مهندسی (اتصالات انعطاف پذیرر بالشتک پل ها و ساختمان ها) از دیگر مصارف این ماده است. سایر کاربردهای آن در ادامه عنوان شده است:
- کاربرد در مهندسی (کوپل متحرک، پایه های ضد لرزش)
- کاربرد در تولید نوارهای پلاستیکی
- کاربرد در تولید چسب
- استفاده در ساخت اتومبیل های مسابقه ای
- کاربرد در سیمان های لاستیکی
- کاربرد در مواد تثبیت کننده خاک
- از کاربردهای کائوچوی مصنوعی نیز می توان به صنایع ساخت هواپیما اشاره کرد.
فرآیند تولید کائوچو
در فرایند تولید کائوچو، ابتدای امر بایستی یک شکاف در تنه درخت کائوچو ایجاد کرد و سپس شیرابه سفید رنگی که از آن خارج می شود را در فنجان های کوچکی جمع آوری نمود. فنجان ها بایستی به صورت مرتب جمع آوری شوند تا از گندیدگی یا آلودگی شیرابه جلوگیری شود. شیرابه ها پس از آن که جمع آوری شدند، به محل جمع آوری برده می شوند و پس از صاف کردن، با افزودن آمونیاک محافظت می شوند. این شیرابه با گذشت زمان، از طریق فرایند انعقاد و با افزودن اسیدها و یا نمک ها جدا می شود. در طی این فرایند، لاستیک به شکل یک توده سفید خمیری از مایع جدا می گردد و پس از آن با استفاده از غلطک، به صورت ورقه ای پهن می شود و خشک می گردد. در نهایت ورقه های خشک شده کائوچو به کشورهای متقاضی صادر می شود. از آن جایی که کائوچوی خام از خاصیت کشسانی بالایی برخوردار نمی باشد، با استفاده از فرایند ولکانیزه، به آن گوگرد اضافه می نمایند و پس از آن، با افزودن مواد پر کننده همچون دوده کربن، خواص کشسانی و استحکام آن را افزایش می دهند. لازم به ذکر است که تولید کائوچو با این روش، بسیار هزینه بر است.
روش جدید تری نیز برای تولید کائوچو به کار گرفته می شود که در آن شیرابه منعقد شده با استفاده از تیغه های دوار یا اعمال برش بین دو غلطکی که با سرعت متفاوت می چرخند، به دانه تبدیل می شود و سپس دانه ها در خشک کن های مکانیکی، در طی چند ساعت خشک می شوند. خشک کردن دانه ها با استفاده از این روش جدید، بسیار سریع تر از روش قبلی صورت می گیرد، در روش قدیمی این فرایند چندین روز به طول می انجامید. بعد از خشک شدن دانه ها، با استفاده از یک مخلوط کن به نام بنبوری، ترکیباتی هم چون دوده، روغن و مواد دیگری مانند مواد تاخیر انداز به کائوچو اضافه می شود. این مواد در طی تقریبا هفت دقیقه، با یکدیگر ترکیب می شوند. مخلوط به دست آمده را پس از سرد شدن به صورت ورقه در می آورند و در نهایت پس از فرم دادن به لاستیک، آن را حرارت می دهند و به دلیل اتصال مولکول های کائوچو و گوگرد، حالت کشسانی در لاستیک حاصل به وجود می آید.
چنانچه لاستیک طبیعی به صورت مصنوعی تهیه شود، به آن پلی ایزوپرن نیز می گویند. روش تولید پلی ایزوپرن، پلیمر شدن امولسیونی و پلیمریزاسیون به کمک کاتالیزور زیگلر ناتا می باشد. در سال 2005 بیش از 21 میلیون تن لاتکس از منابع طبیعی به دست آمد که نزدیک به 42 درصد کل مصرف لاستیک طبیعی جهان است، البته باید گفت امروزه اصلی ترین تامین کننده این مواد به طور طبیعی قاره آسیا است زیرا در سال 2005، 94 درصد از این مواد در تایلند و اندونزی و مالزی و بقیه کشورهای آسیایی استخراج شد و بقیه از راه سنتز تولید شده است.
لازم به ذکر است که تا کنون امکان بازیافت لاستیک های تولید شده با روش مصنوعی فراهم نشده است.
شرکت سالار شیمی
در این مطلب سعی کردیم اطلاعات مناسبی در خصوص کائوچو، انواع آن و شیوه تولید، کاربردهای آن و ویژگی هایش در اختیار شما علاقه مندان قرار دهیم. امیدواریم این مطلب برای شما مفید واقع گردد و از مطالعه آن لذت کافی برده باشید. برای سفارش و خرید و یا کسب اطلاعات بیشتر می توانید با مشاوران ما در مجموعه سالارشیمی تماس بگیرید.
با سپاس از همراهی شما عزیزان
