لاستیک

کائوچو، ماده ارتجاعی که از ترشحات برخی گیاهان استوایی (لاستیک طبیعی) یا مشتق از نفت و گاز طبیعی (لاستیک مصنوعی) به دست می آید. لاستیک به دلیل خاصیت ارتجاعی، ارتجاعی و چقرمگی، جزء اصلی تایرهای مورد استفاده در وسایل نقلیه خودرو، هواپیما و دوچرخه است.

لاستیک چیست؟

لاستیک ماده ای الاستیک، منعطف و ارتجاعی است که می تواند با استخراج شیره درختان لاتکس (طبیعی لاستیک) یا از استفاده از نفت و گاز (لاستیک مصنوعی) به دست آید. که بیشتر برای ساخت لاستیک استفاده می شود. یکی از همه کاره ترین و چندمنظوره ترین مواد روی کره زمین، لاستیک به یک ماده اصلی تبدیل شده است که می توان آن را در بیشتر وسایل خانه یا بخشی از آنها پیدا کرد. شما می توانید لاستیک را در هر اتاق، هر وسیله نقلیه و بیشتر اشیا پیدا کنید. در واقع، احتمالاً در همین لحظه به چیزی نگاه می کنید که دارای ویژگی های لاستیکی است.

لاستیک طبیعی چیست؟

درخت لاستیک طبیعی ، Hevea brasilensis درخت بومی برزیل است.همچنین در جنوب شرقی آسیا ، آفریقا و آمریکای جنوبی رشد می کند.لاستیک طبیعی پلیمری است که از شیره جمع شده از این درخت لاستیک ساخته می شود.

هزینه آن نیز بسیار زیاد است ، زیرا در طبیعت یافت می شود.از کیفیت بالایی برخوردار نیست و همچنین هیچ مقاومت در برابر دما ندارد.همانطور که در طبیعت یافت می شود ، خصوصیات آن توسط یک انسان ساخته نشده و ویژگی ها متغیر نیستند.

لاستیک طبیعی حاوی مقاومت کششی بسیار بالایی است.لاستیک طبیعی همچنین فواید بسیاری دارد و در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

لاستیک مصنوعی چیست؟

لاستیک مصنوعی پلیمری مصنوعی است که از محصولات جانبی نفت سنتز می شود.لاستیک مصنوعی همچنین کاربردهای صنعتی بسیاری مشابه لاستیک طبیعی دارد و برای ساخت تایر ، شیلنگ ، کمربند ، کفپوش ، درب و پنجره و ساخت قطعات لاستیکی استفاده می شود. و می توان آن را با انواع مختلف لاتکس تهیه کرد.هر لاستیک مصنوعی خاصیت خاص و منحصر به فرد خود را دارد.در مقایسه با لاستیک طبیعی ، مزیت قابل توجه لاستیک مصنوعی شامل مقاومت در برابر روغن و دما و توانایی تولید محصولی با کیفیت فوق العاده ثابت است.

تفاوت لاستیک طبیعی و مصنوعی چیست؟

لاستیک طبیعی یک ترکیب پلیمری طبیعی است که از لاتکس Hevea brasiliensis تولید می شود و از طرف دیگر لاستیک مصنوعی یک پلیمر مصنوعی است که در شرایط خاص در آزمایشگاه ساخته می شود.لاستیک طبیعی همیشه در سلولهای گیاه یافت می شود.از طرف مقابل ، لاستیک مصنوعی همیشه با تکنیک های مختلف پلیمریزاسیون و امولسیون ساخته می شود. لاستیک های مصنوعی و برخی از محصولات پلیمری که به عنوان پلاستیک سخت در بازار شناخته شده هستند، قابل استفاده برای تولید محصولات مختلف در ابعاد و سایز متنوع می باشند. برای مثال ورق پلی آمید به دلیل مقاومت بالایی که در برابر ضربه و سایش دارند، قابل استفاده در صنعت خودروسازی، چرخ دنده ها، حمل و نقل، سایر تاسیسات دیگر می باشند. در مقابل آن لاستیک های مصنوعی نیز به دلیل مشخصات فنی که دارند، می توانند از استحکام بالایی برخوردار باشند.

• لاستیک طبیعی از طبیعت مشتق شده است.از طرف دیگر ، لاستیک مصنوعی ، مصنوعی و ساخته دست بشر است.

• لاستیک طبیعی همیشه از گیاه به نام Hevea brasiliensis یافت می شود.در طرف مقابل ، لاستیک مصنوعی همیشه ساخت بشر است و در آزمایشگاه ها آماده می شود.

• هزینه لاستیک طبیعی بسیار زیاد است.در سمت مقابل ، هزینه لاستیک های مصنوعی خیلی زیاد نیست.

• لاستیک های طبیعی هیچ مقاومت دمایی ندارند.در طرف دیگر سکه می توان لاستیک های مصنوعی را در برابر دما مقاوم کرد.

• لاستیک طبیعی فقط در طبیعت یافت می شود و هیچ ویژگی خاصی در مورد عملکرد مورد نیاز آن ندارد.از طرف دیگر ، لاستیک های مصنوعی همیشه خاص عملکرد مورد نیاز آن ساخته می شوند.

• لاستیک طبیعی ، طبیعی است ، بنابراین خواص آن قابل تغییر نیست.از طرف دیگر ، لاستیک مصنوعی ، مصنوعی است ، بنابراین می توان آن را با توجه به خصوصیات و ویژگی های موردنظر ساخت.

ضد آب و جویدن لاستیکی

قبل از دهه 1800، کاربردهای محدودی برای لاستیک وجود داشت. با این حال، محبوبیت و علاقه به مواد به آرامی افزایش یافت و در سال 1823 یک پارچه ضد آب توسط مخترع و دانشمند چارلز مک اینتاش، پسر یک رنگرز معروف پارچه در گلاسکو به ثبت رسید. او با قرار دادن قطعات لاستیکی بین دو تکه پارچه پشمی به این امر دست یافت. این اختراع علیرغم سفت شدن در سرما و داشتن بوی متمایز لاستیک، به مسائل مربوط به استفاده از لاستیک در دماهای گرم پرداخت. توماس هنکوک، یک مهندس خودآموخته اهل ویلتشایر که همچنین روی استفاده از لاستیک برای ضدآب پارچه ها کار می کرد، حق اختراع چرم مصنوعی را به ثبت رساند. او در ادامه دستگاه Masticator را اختراع کرد که لاستیک را به توده‌ای گرم از مواد همگن تجزیه می‌کرد که می‌توان آن را به راحتی حتی در هوای سرد شکل داد. این آقایان نمی دانستند که چارلز دیگری در حال کار روی چیزی است که استفاده از لاستیک را متحول کند.

چه کسی ولکانیزاسیون را اختراع کرد؟

ولکانیزاسیون توسط دو مخترع در دو کشور مختلف اختراع و ثبت شد. توماس هنکاک در بریتانیا و چارلز گودیر آن را در ایالات متحده کشف کردند. گودیر زمانی که به طور تصادفی لاستیک و گوگرد طبیعی را روی اجاق گاز ریخت، آتش‌سوزی را کشف کرد. گودیر با کشف مواد نرم و سخت‌تر با خاصیت ارتجاعی بهتر به نظر می‌رسد که به دنبال چیزی است. هر دو اختراع، Masticator و پارچه ضد آب، لاستیک را کاربردی تر کردند و کاربرد گسترده آن را افزایش دادند. همانطور که هنکاک به کار بر روی روش های بهبود خواص لاستیک ادامه داد، چارلز گودیر، دانشمند و مهندس خودآموخته دیگری که در ایالات متحده آمریکا کار می کرد نیز همین کار را کرد. گودیر شانس او ​​را نداشت، او ورشکست شده بود و به دلیل حضور در زندان بدهکاران و خارج شدن از آن از خانواده اش دور بود. با این حال او رابطه خوبی با نگهبانان زندان داشت. به طوری که آنها به او اجازه دادند تا در دوران حبس خود آزمایشاتی انجام دهد. این یک رشته آزمایش و خطا را آغاز کرد که لاتکس را با مواد تصادفی مخلوط می کرد، به این امید که لاستیک کمتر مستعد تجزیه شود. در سال 1839، گودیر به طور تصادفی لاتکس مخلوط با گوگرد را روی یک اجاق گاز داغ انداخت و این اشتباه ثابت شد که یک نعمت بزرگ بود. حادثه خوشحال کننده مواد مرکب را صاف و درمان کرد. از نظر علمی، او توانست مولکول‌های درون لاتکس را دستکاری کند و باعث پلیمریزاسیون مونومرها، تبدیل آن‌ها به پلیمر، ایجاد یک زنجیره بلند و در نتیجه تقویت ماده شود. لاستیک دیگر چکش خوار نبود و وقتی فشرده شد به شکل اولیه خود برگشت.

گودیر و هنکاک هر دو با موفقیت این فرآیندها را در کشورهای مربوطه خود ثبت کردند که شامل گرم کردن لاستیک با گوگرد در دماهای بالا بود که باعث می شد لاستیک پخته شده پایدارتر، سخت تر و در برابر دماهای سرد و گرم مقاوم تر شود. گودیر این فرآیند را آتشفشان کردن به نام خدای آتش رومی، ولکان، نامگذاری کرد. به دنبال موفقیت آمیز بودن ولکانیزاسیون، بسیاری از درختان کائوچو در کشورهای مختلف استوایی و خاور دور که جهان غرب اشغال کرده بود، کاشته شد. متأسفانه، گودیر هرگز از کشف خود سود نمی برد، او سال های زیادی را درگیر یک نبرد قانونی با هنکاک کرد تا به عنوان مخترع تنها شناخته شود. او که موفق نشد، با بدهی درگذشت و سرانجام پس از مرگش با انتشار خاطراتش و جایزه چارلز گودیر، ثروت خود را به دست آورد.

فرآیند ولکانیزاسیون بعداً در سال 1912 بهبود یافت. جورج اونسلیگر شیمیدان آمریکایی در کنار دیوید اسپنس کار کرد و با استفاده از شتاب دهنده های مبتنی بر کربن آلی، راه سریع تری برای ولکانیزاسیون لاستیک کشف کرد. Oenslager به معرفی کربن سیاه به جهان ادامه خواهد داد در حالی که اسپنس به آوردن ترکیبات ایزوپرن به بازارهای کلیدی کمک خواهد کرد.

چه کسی لاستیک را اختراع کرد؟

رابرت ویلیام تامسون تایر پنوماتیک را در سال 1845 کشف کرد و در سال 1846 در حالی که تنها 23 سال سن داشت، حق ثبت اختراع را به دست آورد. لاستیک برای کاهش صدا و بهبود راحتی برای مسافر یا سوار طراحی شده است. با این حال، تلاش های او به ناامیدی تبدیل شد زیرا مواد مورد نیاز او به راحتی در دسترس نبود. تامسون تصمیم گرفت به بهبود لاستیک جامد بازگردد.

بعداً، در دهه 1800، جان بوید دانلوپ، اسکاتلندی، پسرش را در حال تماشای پسرش در حال بازی با سه چرخه خود به دلیل لاستیک های لاستیکی جامد، به سختی تماشا می کرد. بدون اطلاع دانلوپ، تامسون قبلاً حق ثبت اختراع را داشت، او در سال 1888 ایده یک تایر پنوماتیک بهبود یافته را مطرح کرد. او دو نوار لاستیکی را مانند یک لوله به هم چسباند و آن را به دور چرخ های سه چرخه پیچید، سپس هوا را با لاستیک به داخل لاستیک تزریق کرد. یک پمپ فوتبال دانلوپ حقوق اختراع خود و استفاده از نام خود را در سال 1895 فروخت. این شرکت بسیاری از مزارع درختان لاستیک را در جنوب شرقی آسیا خریداری کرد، زیرا تقاضا برای تایرهای بادی برای وسایل نقلیه موتوری به طور تصاعدی افزایش یافت و صنعت خودرو رشد کرد.

لاستیک های طبیعی و مصنوعی

لاتکس یک منبع طبیعی است که می تواند از نظر گیاه شناسی از درختان تامین شود. با توسعه لاستیک طبیعی و اختراع فرآیندها در دهه 1800 و اوایل دهه 1900، لاستیک به یک ماده با ارزش فزاینده تبدیل شد. لاستیک مصنوعی تقریباً همزمان با همتای خود آزمایش شد، اما پس از افزایش تقاضا و قیمت لاستیک طبیعی، بیشتر مورد استفاده قرار گرفت .

لاستیک مصنوعی چیست؟

لاستیک مصنوعی با گرفتن لاستیک تولید شده و ترکیب آن با عنصر یا ترکیب دیگری ایجاد می شود. اولین نمونه از لاستیک مصنوعی در سال 1876 زمانی که گوستاو بوچاردات ایزوپرن (برگرفته از لاستیک طبیعی) و گاز اکسید هیدروژن را مخلوط کرد که همان اثر لاستیک را ایجاد کرد.

با افزایش تقاضا برای لاستیک، شیمیدانان تلاش کردند مواد مصنوعی جدیدی تولید کنند که بتواند خواص لاستیک را بازسازی کند. خط زیر از لاستیک های مصنوعی در آلمان و روسیه در طول جنگ جهانی اول توسعه یافت. با این حال، این لاستیک ها نمی توانند با لاستیک طبیعی چه از نظر کیفیت و چه از نظر قیمت رقابت کنند.

علیرغم اولین تلاش‌های امیدوارکننده، علاقه به لاستیک‌های مصنوعی در اواسط دهه 1920 بازگشت، زیرا تقاضای زیاد برای لاستیک منجر به افزایش شدید قیمت شد. تا سال 1935 آلمان دو لاستیک مصنوعی موفق به نام لاستیک بونا تولید کرد. لاستیک های مصنوعی در طول جنگ جهانی دوم بیشتر توسعه یافتند زیرا تهیه لاستیک طبیعی دشوار شد. در سال 1941 تولید لاستیک مصنوعی در آمریکا 8000 تن بود. در سال 1945 تقاضا به 820000 تن افزایش یافت. امروزه لاستیک های مصنوعی بیش از 50 درصد از مصرف جهانی لاستیک را تشکیل می دهند. لاستیک‌های مصنوعی رایج شامل استایرن-بوتادین (SBR) ، مونومر اتیلن پروپیلن دی ان (EPDM) و پلی کلروپرن است که معمولاً با نام تجاری آن، نئوپرن (CR) شناخته می‌شود . انتخاب ما از لاستیک های طبیعی و مصنوعی را بررسی کنید.

فرمول شیمیایی لاستیک

هدف دانشمندان برای ایجاد لاستیک های مصنوعی، بازسازی پلیمرهای هیدروکربنی موجود در لاتکس لاستیک طبیعی بود. مایکل فارادی، دانشمند برجسته انگلیسی، لاستیک طبیعی را در دهه 1800 مطالعه کرد و دریافت که فرمول شیمیایی آن (C 5 H 8 ) n همراه با 2-4٪ پروتئین و 1-4٪ مواد محلول در استون است. از آنجایی که لاتکس طبیعی فقط حاوی اتم های هیدروژن و کربن است، این پلیمرها را می توان با استفاده از هیدروکربن های نفتی به عنوان ماده اولیه اولیه ایجاد کرد.

لاستیک مصنوعی عمدتاً با استفاده از نفتا ساخته می شود که محصول فرعی نفت و زغال سنگ است. به عنوان مثال، SBR، یک لاستیک مصنوعی پرکاربرد، می تواند با استخراج استایرن و بوتادین از نفت تولید شود. سپس این محصولات فرعی نفتی را می توان برای تشکیل لاتکس مصنوعی ترکیب کرد، که سپس توسط اسیدها منعقد شده و خشک می شود، مشابه فرآیند لاتکس طبیعی. به این ترتیب، دانشمندان نه تنها قادر به تکثیر لاستیک‌هایی هستند که در طبیعت یافت می‌شوند، بلکه می‌توانند مواد کاملاً جدیدی ایجاد کنند.

آیا لاستیک مصنوعی می تواند جایگزین لاستیک طبیعی شود؟

SBR دارای خواص قابل مقایسه با لاستیک طبیعی است و می تواند به راحتی به عنوان جایگزینی برای لاستیک طبیعی استفاده شود. لاستیک نیتریل یک گام فراتر در پرداختن به سقوط عمده لاستیک طبیعی، که آسیب پذیری آن در برابر سوخت، روغن و حلال های غیر قطبی است، رفت. این نسخه از لاستیک مصنوعی مقاومت روغن بسیار بهتری نسبت به لاستیک طبیعی دارد و بنابراین می تواند در کاربردهایی که لاستیک در تماس با روغن یا سوخت است استفاده شود.

هر لاستیک مصنوعی خواص منحصر به فرد خود را دارد که آن را به ویژه برای کاربردهای خاص مناسب می کند. توسعه مستمر لاستیک های مصنوعی دری را برای استفاده از لاستیک ها در طیف وسیع تری از محصولات نسبت به قبل باز کرده است. امروزه لاستیک های مصنوعی بیش از نیمی از لاستیک تولید شده سالانه را تشکیل می دهند و در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرند.

لاستیک طبیعی در مقابل لاستیک مصنوعی

هر دو لاستیک طبیعی و مصنوعی بسته به کاربرد یا نیاز خاصی که به آنها نیاز دارید، کیفیت خوبی دارند. اگرچه برخی از لاستیک‌های مصنوعی در زمینه‌هایی مانند مقاومت در برابر روغن یا پایداری حرارتی از لاستیک طبیعی بهتر عمل می‌کنند، اما هیچ کدام خواص لازم برای جایگزینی کامل لاستیک طبیعی را ندارند. در مقایسه با اکثر لاستیک‌های مصنوعی، لاستیک طبیعی بسیار انعطاف‌پذیرتر است و دارای فنر بیشتری است. لاستیک طبیعی همچنین مقاومت بسیار خوبی در برابر ایجاد گرما دارد که تکرار آن در لاستیک های مصنوعی دشوار است.

منبع: walker-rubber.co.uk

          partakrubber