لاستیک های هنری و صنعتی مل

 

 

​

الاستیسیته چیست ؟

به مقاومت یک جسم در برابر تغییر شکل‌های ناشی از اعمال نیرو و بازگشت به شکل و اندازه اولیه پس از حذف نیرو، خاصیت الاستیسیته (Elasticity) گفته می‌شود. نام این خاصیت، از واژه یونانی «الاستوس» (elastós) به معنای ماده قابل کش یا ارتجاعی گرفته شده است، که با عناوین دیگری نظیر خاصیت کشسانی، ارتجاعی یا کشایندی نیز شناخته می‌شود.

آشنایی با الاستیسیته

در صورت الاستیک (Elastic) یا اصطلاحاً کشسان بودن ماده، شکل و اندازه جسم پس از حذف نیرو به حالت اولیه خود بازمی‌گردد. دلایل فیزیکی رفتار الاستیک در مواد مختلف تقریباً متفاوت است. هنگام اعمال نیرو بر روی فلزات، اندازه و شکل ماده از طریق شبکه اتمی آن‌ها تغییر می‌کند. با حذف نیرو، شبکه به سطح انرژی پایین‌تر باز گشته و برای مواد لاستیکی و دیگر پلیمرها، کشش زنجیره‌های پلیمری در هنگام اعمال نیرو باعث ایجاد خاصیت الاستیسیته می‌شود.

الاستیسیته کامل (Perfect Elasticity) ، معیاری برای تخمین الاستیسیته مواد در دنیای واقعی است. فیبر کوارتز، بیشترین خاصیت الاستیک در میان مواد مختلف را دارد. با این وجود ، حتی این ماده یک جسم الاستیک کامل نیست. از این‌رو ،  ماده کاملاً الاستیک تنها یک تعریف ایده ال در نظر گرفته می‌شود. اکثر مواد دارای الاستیسیته، تنها در صورت ایجاد تغییر شکل‌های بسیار کوچک رفتار کاملاً الاستیک را از خود بروز می‌دهند.

میزان الاستیسیته یک ماده با استفاده از دو نوع پارامتر محاسبه می‌گردد:

1. مدول  : (Modulus)  این نوع پارامتر، میزان نیروی مورد نیاز در واحد سطح برای رسیدن به یک تغییر شکل مشخص را تعیین می‌کند. واحد اندازه‌گیری مدول پاسکال (Pa) است. معمولاً در مدول بالاتر، تغییر شکل ماده دشوارتر می‌شود.
2. حد الاستیک (Elastic Limit): این پارامتر، بیانگر حداکثر تنشی است که ماده می‌تواند پیش از شروع تغییر شکل دائمی تحمل کند. مقدار حد الاستیک نیز با واحد پاسکال (Pa) بیان می‌شود.

که برای مقایسه نسبی دو ماده از نظر الاستیسیته، باید هر دو پارامتر مدول و حد الاستیک را در نظر گرفت. مواد لاستیکی معمولاً دارای مدولی با مقادیر پایین هستند و همچنین تمایل زیادی به کشیده شدن دارند. این موضوع، بالا بودن حد الاستیک این مواد را نشان می‌دهد. الاستیسیته مواد لاستیکی از فلزات بالاتر است. فلزات دارای مدول بالا و حد الاستیک پایین هستند.

مفهوم الاستیسیته کاربرد گسترده‌ای در طراحی و تحلیل سازه‌هایی نظیر تیرها، صفحات، ورق‌ها و کامپوزیت‌های ساندویچی دارد. این تئوری مبنای بسیاری از مباحث حوزه مکانیک شکست است. علاوه بر این، خاصیت هایپر الاستیسیته نیز به منظور ارزیابی واکنش مواد الاستومری مانند درزبندها و مواد بیولوژیکی مانند بافت‌های نرم و غشاهای سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مفهوم الاستیسیته در مواد

هنگامی که یک ماده الاستیک به دلیل وجود نیروی خارجی تغییر شکل می‌دهد، مقداری مقاومت داخلی در برابر این تغییر درون ماده به وجود می‌آید. در صورت توقف اعمال نیروی خارجی، ماده به حالت اولیه خود بازمی‌گردد. مدول‌های الاستیک عبارت‌اند از: مدول یانگ، مدول برشی و مدول حجمی. این مدول‌ها، معیاری برای نمایش خواص الاستیک ذاتی مواد و مقاومت آن‌ها در برابر تغییر شکل‌های ناشی از بارگذاری هستند. هر یک از مدول‌های الاستیک برای یک نوع تغییر شکل مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، مدول یانگ برای بیان کشش یا تراکم یک جسم و مدول برشی برای بیان برش آن جسم استفاده می‌شود.

الاستیسیته مواد مختلف توسط منحنی تنش-کرنش آن‌ها تعیین می‌شود. این منحنی، رابطه بین تنش (میانگین نیروی داخلی بر واحد سطح) و کرنش (تغییر شکل نسبی) ماده را نمایش می‌دهد. منحنی تنش-کرنش معمولاً به صورت غیر خطی است اما برای تغییر شکل‌های نسبتاً کوچک (قابل اغماض بودن عبارت‌های مرتبه بالا) می‌توان آن را با استفاده از بسط تیلور به صورت یک منحنی خطی تخمین زد. به رابطه خطی تنش-کرنش در مواد همسانگرد، قانون هوک گفته می‌شود. در اغلب موارد، این قانون تا قبل از حد الاستیک در منحنی تنش-کرنش مواد بلوری و فلزات قابل اعمال است. در حالی که برای تعیین رفتار الاستیسیته غیر خطی حتی در محدوده الاستیک باید از مدل‌سازی تغییر شکل‌های بزرگ مواد لاستیکی استفاده کرد. در تنش‌های بالا، مواد به صورت پلاستیک رفتار می‌کنند. در این حالت، تغییر شکل ایجاد شده برگشت‌پذیر نخواهد بود و ماده پس از باربرداری به شکل اولیه خود بازنمی‌گردد.

برای مواد شبه لاستیکی نظیر الاستومرها، شیب منحنی تنش-کرنش در تنش‌های بالا افزایش می‌یابد. این موضوع نشان می‌دهد که با افزایش تنش، کشش مواد لاستیکی به تدریج دشوارتر می‌شود. در طرف مقابل، شیب منحنی تنش-کرنش اکثر فلزات در تنش‌های بالا کاهش می‌یابد. به این ترتیب، با افزایش تنش در این مواد، کشش آن‌ها به تدریج آسان‌تر می‌شود.

خاصیت الاستیسیته، تنها برای جامدات نیست. برخی از سیالات غیر نیوتونی مانند سیالات ویسکو الاستیک نیز در شرایط خاص این خاصیت را از خود بروز می‌دهند. رفتار الاستیک سیالات با استفاده از عدد دبورا (Deborah Number) نمایش داده می‌شود.

سیالات ویسکو الاستیک در مواجه با کرنش‌های کوچک یا بارگذاری و باربرداری سریع تغییر شکل می‌دهند و سپس به حالت اولیه خود بازمی‌گردند. از سوی دیگر، هنگام ایجاد کرنش‌های بزرگ یا اعمال کرنش در دوره‌های طولانی مدت، این سیالات مانند یک مایع ویسکوز جریان می‌یابند.

الاستیسیته مواد با توجه به رابطه بین تنش و کرنش آن‌ها تعریف می‌شود. از این‌رو، ارائه یک تعریف واضح برای تنش و کرنش از اهمیت بالایی برخوردار است. معمولاً دو نوع رابطه در این حوزه وجود دارد:

رابطه موادی که رفتار الاستیک آن‌ها به کرنش‌های کوچک محدود نمی‌شود (این رابطه تعریف کلی‌تری دارد و رابطه اول به عنوان یک حالت خاص از آن به حساب می‌آید

در شرایط کلی‌تر، می‌توان هر یک از معیارهای تنش را مورد استفاده قرار داد. با این وجود، توصیه می‌شود که رابطه بین تنش و کرنش الاستیک با توجه به معیار کرنش محدودی نوشته شود که مزدوج کارِ معیار تنش انتخابی است. به عبارت دیگر، انتگرال ضرب داخلی معیار تنش و نرخ معیار کرنش نسبت به زمان باید با تغییرات انرژی داخلی تمام فرآیندهای بی در رو پایین‌تر از حد الاستیک برابر باشد.

الاستیسیته خطی

در تغییر شکل‌های کوچک، اکثر مواد الاستیک مانند فنرها دارای خاصیت الاستیسیته خطی هستند. این خاصیت را می‌توان توسط یک رابطه خطی بین تنش و کرنش نمایش داد که با عنوان قانون هوک شناخته می‌شود.

مدول الاستیک یا مدول یانگ

ثابت تناسب بین تنش و کرنش در سه بعد، یک تانسور مرتبه چهار به نام «سختی» (Stiffness) است. با این وجود، برای سیستم‌های دارای تقارن مانند یک میله یک‌بعدی، امکان کاهش مرتبه سختی و بهره‌گیری از قانون هوک وجود دارد.

الاستیسیته محدود

رفتار الاستیک موادی که تحت تغییر شکل‌های محدود هستند، توسط مدل‌هایی نظیر الاستیک کوشی، هایپو الاستیک و هایپرالاستیک توصیف می‌شود. گرادیان تغییر شکل (F)، اولین معیار تغییر شکلی است که در تئوری کرنش محدود مورد استفاده قرار می‌گیرد.

الاستیک کوشی

تنش کوشی صرفاً تابعی از یک تانسور کرنش نیست زیرا چنین مدلی فاقد اطلاعات مهم راجع به چرخش ماده است. این اطلاعات برای به دست آوردن نتایج صحیح در محیط‌های ناهمسانگرد ضروری هستند. در صورت اعمال یک کشش عمودی به یک ماده ناهمسانگرد یا اعمال همان کشش به صورت افقی و دوران 90 درجه‌ای ماده، تانسور کرنش در هر دو حالت با هم برابر می‌شود اما مقادیر تانسور تنش کوشی متفاوت خواهند بود.

با اینکه تنش مواد الاستیک کوشی تنها به حالت تغییر شکل بستگی دارد، کار انجام شده توسط تنش‌ها به مسیر تغییر شکل وابسته است. از این‌رو، الاستیسیته کوشی، هم مدل‌های غیر محافظه‌کارانه غیر هایپرالاستیک (وابستگی کار ناشی از تغییر شکل به مسیر) و هم مدل‌های محافظه‌کارانه هایپرالاستیک (محاسبه تنش از طریق مشتق یک تابع اسکالر پتانسیل الاستیک) را در بر می‌گیرد.

​

مدل رفتاری هایپو الاستیک

اگر بتوان ماده‌ای را با استفاده از یک معادله مشخصه صادق مدل‌سازی کرد، به آن ماده هایپو الاستیک گفته می‌شود

مقدار تنش کوشی (σ) در زمان t، صرفاً به ترتیب شکل‌گیری پیکربندی‌های قبلی جسم بستگی داشته و هیچ ارتباطی با مدت زمان تغییر این پیکربندی‌های ندارد. مواد الاستیک کوشی، یکی از موارد بخصوص در این معیار هستند که تنش فعلی آن‌ها به پیکربندی فعلی وابسته بوده و به پیکربندی‌های قبلی مرتبط نیست.

در صورت تعریف خاصیت هایپو الاستیسیته با استفاده از دو معیار بالا، هایپر الاستیسیته را می‌توان به عنوان یک حالت خاص از رفتار هایپو الاستیک در نظر گرفت. این موضوع منجر به تعیین معیار سومی برای ایجاد تمایز بین مدل‌های هایپو الاستیک و هایپر الاستیک می‌شود (در هایپو الاستیسیته، پارامتر تنش از طریق مشتق انرژی پتانسیل قابل محاسبه نیست). اگر معیار سوم اتخاذ شود، ماده هایپو الاستیک می‌تواند از مسیرهای بارگذاری بی در رو (غیر محافظه‌کارانه) پیروی کند. گرادیان تغییر شکل در ابتدا و انتهای این مسیرها یکسان است اما انرژی داخلی در طی آن‌ها تغییر می‌کند.

هایپر الاستیک

مواد هایپر الاستیک با عنوان «مواد الاستیک گرین» (Green Elastic Materials) نیز شناخته می‌شوند. این مواد، مدل‌های محافظه‌کارانه‌ای هستند که از تابع چگالی انرژی کرنشی (W) به دست می‌آیند. یک مدل هایپر الاستیک است؛ اگر و تنها اگر امکان تعریف تانسور تنش کوشی آن به عنوان تابعی از گرادیان تغییر شکل وجود داشته باشد.

عوامل مؤثر بر الاستیسیته

عوامل مؤثر در الاستیسیته مواد به دو دسته عوامل ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم می‌شوند. حضور شکستگی‌ها در مواد همسانگرد باعث تغییر مدول یانگ و مدول برشی در راستای عمود بر سطح گسستگی می‌شود. با افزایش چگالی شکستگی‌ها، مقدار هر یک از این مدول‌ها کاهش می‌یابد. این مسئله بیانگر شکننده‌تر شدن یک جسم در اثر حضور ناپیوستگی است

به طور کلی، رابطه بین تنش و کرنش مواد در مقیاس میکروسکوپی توسط یک کمیت ترمودینامیکی به نام «انرژی آزاد هلمولتز» (Helmholtz Free Energy) کنترل می‌شود. جای‌گیری مولکول‌ها در پیکربندی در جهت به حداقل رساندن انرژی آزاد است. نحوه جای‌گیری مولکول‌ها به محدودیت‌های ناشی از ساختار آن‌ها و غالب بودن انرژی یا آنتروپی بر انرژی آزاد بستگی دارد. با توجه به این موارد، مواد به دو دسته کلی «انرژی-الاستیک» (Energy-Elastic) و «آنتروپی-الاستیک» (Entropy-Elastic) تقسیم‌بندی می‌شوند. به این ترتیب، عوامل میکروسکوپی مؤثر بر انرژی آزاد نظیر فاصله تعادلی بین مولکول‌ها می‌توانند بر روی الاستیسیته مواد تأثیرگذار باشند. به عنوان مثال، با افزایش فاصله تعادلی بین مولکول‌های مواد معدنی در دمای 0 کلوین، مدول حجمی آن‌ها کاهش می‌یابد.

دما، یکی دیگر عوامل مهم در الاستیسیته مواد به حساب می‌آید. نادیده گرفتن تأثیر دما بر روی این خاصیت کار دشواری است زیرا عوامل زیادی با این پارامتر در ارتباط هستند. به عنوان مثال، مدول حجمی یک ماده به شکل شبکه، رفتار آن در هنگام انبساط و همچنین ارتعاش مولکول‌ها وابسته است و تمام این عوامل به دما بستگی دارند

​

آشنایی با خواص پلاستیک ها

قطعات ساخته شده پلاستیکی مجموعهای از توانایی های مختلف است که خواص پلاستیک ها ، یک ارزش و یک نقطه قوّت برای آن پلاستیک محسوب می شود.

یک پلاستیکممکن است در بعضی از ویژگی­ها ضعیف باشد به این توانایی کم، نقص می ­گویند و برای عملکرد آن یک نقطه ضعف به­ حساب می­ آید. محدوده ذوب (۱۰۳ ± ۵ °C) ، و درجه حرارت حداکثر مجاز استفاده  (۵۰ °C) پلی ­اتیلن سبک، برای این پلاستیک نقصی جدی است که سبب می­ شود قطعات ساخته شده از این پلاستیک حداکثر تا دمای ۵۰ °C کاربرد داشته باشند، ولی مقاومت در برابر ضربه آن مطلوب، و از خواصّ مکانیکی برجسته این پلاستیک به شمار می­ آید،ضمن آن­که فرآیند پذیری آسانو قیمت ارزان آن نیز از ویژگی­های مثبت این نوع از پلی ­اتیلن به حساب می ­آیند.

یک قطعه ­ی جامد پلاستیکی تا حد معینی در برابر ضربه، فشار، سایش، کشش، گرما، رطوبت، نور و غیره مقاوم است. خواص پلاستیک ها را در چند گروه مهم دسته­ بندی می­ کنند، مانند خواصّ مکانیکی، حرارتی، شیمیایی، الکتریکی، اُپتیک و غیره.

آشنایی با خواص پلاستیک ها و اندازه ­گیری خواص پلاستیک ها باعث می­ شود به کیفیّت محصول تولیدی خود، و ماده اولیه ­ای که خریداری می­ کنیم آگاهی بیشتر و بهتری پیدا می ­کنیم.

آگاهی یافتن از کیفیّت محصول از طریق اندازه ­گیری خواص پلاستیک ها بر اساس استانداردهای بین­ المللی سبب می ­گردد به عوامل تاثیرگذار در کیفیّت محصول خود آگاهی بیشتری یافته، و با بالا بردن خواصّ محصول خود به اعتبار کارگاه خود بیفزاییم.

 خواص پلاستیک ها

الف : خواصّ مکانیکی

اندازه ­گیری خواص پلاستیک ها(خواصّ مکانیکی) یک پلاستیک در حقیقت بازتاب و عکس ­العمل یک نمونه با ابعاد معین است هنگامی که در یک شرایط مشخّص تحت تاثیر یک نیرو قرار ­می­گیرد.

هر قطعه امکان دارد که هنگام عملکرد تحت نیروهای مختلفی مانند ضربه، فشار، سایش، کشش، خمش، پیچش و غیره قرار گیرد، و بنابر کاربرد و حساسیّت آن، برای طرّاح قطعه، تولیدکننده و مصرف کننده بسیار مهم است که مقاومت قطعه در برابر این نیروها چقدر است؟

بنابر مورد مصرف، با اصلاح فرمولاسیون، خواصّ مکانیکی یک پلاستیک را می ­توان کمتر یا بیشتر کرد. در دمای محیط سختی نایلن۶۶ برابر با ۱۲۰ Rockwell R است، این امکان وجود دارد که میزان سختی این پلاستیک را متناسب با مورد مصرف کاهش، و یا تا ۱۳۰ Rockwell R افزایش داد.

افزودن غیرکارشناسانه نایلن۶۶ بازیافتی به مواد تازه، سختی محصول را می­ تواند تا ۶۵ Rockwell R کاهش ­دهد، که هرگز نباید سختی یک قطعه خوب تا این اندازه افت کند، چون بقیه خواصّ این قطعه نیز مانند مدول­ ها و استحکام­ ها هم به شدت افت پیدا می­ کنند، چنین قطعه­ای از دیدگاه مصرف کننده، و استاندارد، بی ­کیفیّت نامیده می­ شود.

ب : خواصّ حرارتی

هر ماده­ ی پلاستیکی از نظر کاری در گستره­ ی حرارتی مشخّصی کاربرد دارد که بالاتر از آن درجه حرارت معمولاً نرم و دی فرمه می ­شود، و یا در آستانه تخریب حرارتی قرار می­ گیرد، همچنین از نظر سرما نیز تا حد معینی از سرما را می­ تواند تحمل کند، و در درجه حرارت­های کمتر از آن، قطعه شکننده می ­شود.

درجه حرارت استفاده حداکثر در دراز مدت برای اغلب گونه­ های پلی ­کربنات ۱۲۵-۱۳۰ °C است که بالاتر از این دما، قطعه ساخته شده از این پلاستیک ثبات ابعادی خود را از دست می­ دهد، از درجه حرارت -۲۰ °C  به پایین هم حالت چقرمگی آن از بین می­ رود، و استحکام­ ها و مقاومت در برابر ضربه آن، کاهش زیادی پیدا می­ کنند.

حالا اگر از این پلاستیک شیشه بعضی از هواپیماها، حباب چراغ­های جلو خودروها، سپر پلیس­ها،حباب چراغ­های روشنایی خیابان­ها و غیره را می ­سازیم، یا آن­ها را به کار می ­بریم، آگاه باشیم در سرمای زیر -۲۰ °C رفتار مکانیکی  پلی ­کربنات به سمت شکننده میل می­ کند و با افت شدید خواصّ مکانیکی مواجه می ­شود.

آگاهی از درجه حرارت­هایی که تغییر پدیده­ های عملکردی را در خواصّ آن نمایان می ­سازند، مباحثی هستند که در خواصّ حرارتی پلاستیک­ها، و گاه در بررسی خواصّ مکانیکی آن­ها مورد بحث و گفتگو قرار می ­گیرند.

مانند دمای انتقال شیشه­ای یک پلاستیک که هم از طریق حرارتی با گرما نگار DSC قابل اندازه­ گیری، و هم از روش آزمون­های دینامیک مکانیکال DMTA می­ توان آن را مشخص نمود.

پ : خواصّ شیمیایی

هر پلاستیک در برابر مواد و حلّال­های شیمیایی رفتارهای متفاوتی دارد، در برخی از آن­ها در دمای اتاق حل و یا متورم می­شود، در حالی که در بعضی از حلاّل­های دیگر حتی در حالت جوش هم نه حل می­شوند و نه متورم.

مقاومت نایلن۶۶ در مقابل مواد نفتی بسیار عالی است، پلی ­اتیلن سنگین هم در دمای محیط در برابر مواد نفتی از پایداری خوبی برخوردار است، اما قیمت نایلن۶۶ از پلی ­اتیلن سنگین گرانتر، و شکل ­دهی آن دشوارتر می­ باشد.

پلاستیک­های بازیافتی در اثر قالب­گیری مکرر جرم­ ملکولیشان کاهش پیدا می­کند، کاهش جرم ملکولی باعث افت خواصّ مکانیکی می­ شود، افت کیفیّت به همین نکته ختم نمی­ شود گالن بنزین تهیه شده خصوصاً در درجه­ حرارت­های حوالی ۴۰ °C و بالاتر که فشار بخار بنزین افزایش پیدا می ­کند به علت کم شدن جرم ملکولی، ابتدا متورم و در اثر فشار بخار بنزین سوراخ می ­شود.

ت : خواصّ الکتریکی

هر پلاستیک از نظر عبور الکتریسیته و امواج از خود مقاومت خاصّی را نشان می­ دهد، در یک نگاه کلی پلاستیک­ها عایق هستند، اما ضریب دی­ الکتریک آن­ها با یکدیگر متفاوت است، و بنابر میزان عایق بودن و ویژگی­ های الکتریکی دیگر کاربردهای مختلفی را در صنایع الکترونیک، الکتریک، مخابرات و غیره به خود اختصاص داده ­اند.

بسیاری از قطعات پلاستیکی در تماس با جریان الکتریسته قرار می­گیرند، که علی رغم عایق بودن قطعات پلاستیکی، با بالا رفتن ولتاژ، افزایش درجه حرارت و یا فرکانس میزان عایق بودن کاهش یافته و کم­کم آثاری از انتقال دیده می ­شود که مشکلات بسیار زیادی را می ­تواند ایجاد کند.

برای جلوگیری از خطرات احتمالی، در ساخت و کنترل کیفیّت این قطعات، از آزمون­هایی برای اندازه ­گیری ویژگی­هایی مانند Arc resistance  ،dielectric resistance  و dielectric constant و غیره در فرکانس­های مختلف استفاده می­کنند.

ث : تعیین مقاومت یک قطعه در برابر شرایط محیطی

برخی از پلاستیک­ها عملکردشان در محیط و هوای آزاد است، بنابر این باید از ویژگی­ هایی برخوردار باشند تا بتوانند در مقابل نور فرابنفش خورشید، رطوبت، باران، طوفان، ضربات دریافتی از عوامل محیطی و انسانی، سرما و گرما و غیره مقاومت کنند.

اگر پیش ­بینی این عوامل مخرّب نشود و مواد افزودنی­ هایی که ایجاد کننده این خواصّ در قطعه نهایی هستند، در آمیزه ­ی قطعه وجود نداشته باشند تا در برابر این عوامل مقاومت کنند، ملاحظه خواهد شد که عمر مفید آن محصول بسیار کوتاه خواهد بود.

ج : خواصّ اُپتیکی پلاستیکی

هر پلاستیک از نظر شفافیت و کدر بودن یا به عبارت دیگر عبور نور از درون ملکول­های خود قابلیّت­های خاصّی را از خود به نمایش می­گذارد، که این مباحث را در خواصّ اُپتیکی پلاستیک باید مورد ارزیابی قرار داد.

ساختمان شیمیایی لاستیک EPDM

در سال ۱۹۶۳ کوپلیمری به نام لاستیک اتیلن-پروپیلن به بازار عرضه شد که قابلیت پخت شدن را نداشت، زیرا دارای پیوندهای غیر اشباع نبود. در صورتی که  اگر یک منومر سوم (دی ان غیر مزدوج) در ساختمان مولکولی این الاستومر وارد شود لاستیکی به دست می آید که پیوند دوگانه دارد و می توان آنرا با گوگرد ولکانیزه کرد. به این ترپلیمر ، لاستیگ  EPDM یا ( اتیلن-پروپیلن دی ان منومر) می گویند که میزان منومر دارای اتصالات دوگانه در این پلیمر کمتر از ۵% است.

در واقع EPDM  لاستیکی است که زنجیره اصلی آن کوپلیمری نا منظم از اتیلن و پروپیلن می باشد.

تاثیر میزان منومرها روی خواص  لاستیک پلی اتیلن یا EPDM  

میزان اتیلن در این زنجیره ۶۰-۸۰% است. انواع تجاری این لاستیک ۵۵-۷۵% درصد وزنی اتیلن دارند که انواع مختلفی از الاستومر ها با خواص متفاوت را می توان در این خانه به وجود آورد.

نقش اصلی پروپیلن در این کوپلیمر به هم زدن نظم زنجیره پلی اتیلن و ممانعت از بلوری شدن اتیلن است که اگر عملیات هیدروژناسیون روی زنجیره لاستیک طبیعی انجام شود، کوپلیمری یک در میان از لاستیک اتیلن-پروپیلن به دست می آید.

چون زنجیره اصلی این پلیمر سیر شده است ، امکان پخت گوگردی آن میسر نیست. لذا به منظور فراهم نمودن امکان پخت آن مونومر سومی که دارای پیوند های دوگانه است و در حالت جانبی و شاخه ای نسبت به زنجیر اصلی قرار می گیرد ، به ساختار مولکولی آن اضافه می کنند. لذا ساختمان مولکولی آن به حالت ترپلیمر تبدیل می شود و از ناحیه اتصالات آویزان از زنجیر اصلی با گوگرد پخت می گردد.

استقرار پیوند دوگانه روی گروه های جانبی انشعاب یافته از زنجیره اصلی، سبب می شود لاستیک مقاومت در برابر گاز ازون عالی و نیز خاصیت پایداری در مقابل پیر شدگی پیدا کند.

از سه نوع دی ان برای اضافه کردن به زنجیر کوپلیمر اتیلن-پروپیلن استفاده می کنند. ولی اکثرا ۱،۴-hexadiene  را به عنوان دی ان به کار می برند. نوع و میزان در صد دی ان اضافه شده روی زمان پخت و خواص نهایی محصول به دست آمده بسیار موثر است.

EPDM  کاملا خطی نیست، میزان شاخه ای بودن آن به درصد هرکدام از منومر ها و شرایط پلیمریزاسیون  بستگی دارد. به طور کلی هرچه درصد مونومر سوم بالاتر باشد، شاخه ای شدن بیشتر می شود.

 خواص و ویژگی های لاستیک EPDM

۱ – وزن مولکولی این پلیمر متناسب با روش پلیمریزاسیون و کاتالیست به کار گرفته شده تغییر می کند.

۲ – این لاستیک مقاومت بسیار بالایی در برابر ازون دارد که دلیل آنرا در اشباع بودن زنجیره اصلی این پلیمر می دانند. به همین علت لاستیک دور شیشه اتوموبیل ها را از این الاستوم می سازند.

۳ – از ویژگی های برجسته EPDM می توان به الاستیسیته زیاد، برجهندگی عالی، پایداری حرارتی خوب و دانسیته خیلی کم، مقاوت الکتریکی خیلی خوب، اشاره کرد. مقاومت آن در برابر پارگی متوسط است.

۴ – ای پی دی ام در برابر حلال های الیفاتیک، آروماتیک، و هیدروکربن های کلرینه شده ضعیف است ولی در برابر حلال های قطبی، مانند الکل ها و کتن ها مقاوم و خوب است. همچنین پایداری خوب شیمیایی در برابر اسید ها و باز ها، ولی در مقابل روغن های غیر قطبی، حساس است و مورد حمله قرار می گیرد.

۵ – ای پی دی ام تنها الاستومری است که قابلیت لاستیکی و عایق بودن خود را در Kv 60 در کابل ها حفظ می کند.

 کاربردهای  EPDM

برای ساخت قطعات سبک مانند واشر ها، قطعات اتومبیل، پوشش های سیم و کابل، کفش بهبود دهنده ها، رزین های پلاستیکی گرمانرم دیگر استفاده می شود. از کاربرد های دیگر آن استفاده در سقف خانه ها به جای ایزوگام در برخی کشورها نظیر آمریکا به دلیل داشتن خواص مقاوم بودن به آب. از دیگر موارد مصرف آن به دلیل مقاومت سایشی بالا و ایجاد ایمنی به عنوان کفپوش در زمین های بازی می توان نام برد.

اما عیب بزرگ این لاستیک چسبندگی کم آن است. به نظر می رسد این لاستیک پایین ترین میزان چسبندگی را بین لاستیک های متعارف داشته باشد. هرکجا که خاصیت چسبندگی مورد نظر باشد، نمی توان از EPDM استفاده کرد. به همین علت در ساخت تایر اتومبیل مورد استفاده قرار نمی گیرد. چون با لایه های زیرین نمی تواند چسبندگی خوبی ایجاد کند. ولی برای کاربری های یک لایه مثل نوار های دور شیشه اتومبیل ها بسیار مناسب است .در مقابل عوامل جوی و حرار ت نیز مقاوم می باشد.

( پی وی سی PVC ) سومین پلاستیک پرمصرف دنیا

پلی وینیل کلراید ، ( پی وی سی PVC ) ازگسترده ترین پلیمرهای استفاده شده در گروه  پلیمرهای وینیلی است که  به دو صورت نرم (همراه نرم کننده)  و سخت وجود دارد:

پی وی سی PVC نرم را در سفره، پرده حمام ، انواع کاغذ دیواری و نوع سخت آن را در اسباب بازی ها ، درو پنجره، لوله ها ، مجاری فاضلاب ها ، ناودان ها و درزگیر ها مشاهده می کنیم.

تولید پی وی سی PVC

به طور عمده از طریق پلیمریزاسیون محلولی شروع شونده با رادیکال آزاد، و هم چنین به وسیله گستره ای از روش های پلیمریزاسیون توده ای یا محلولی تولید میشود. پلیمریزاسیون محلولی برای تولید دو نوع متفاوت PVC به کار میرود. نوع اول نیمه بلورین بوده و از قسمتهای کروی تشکیل شده است در حالیکه نوع دوم نواحی آمورف (بی نظم) دارد. همچنین کنترل پلیمریزاسیون محلولی آسانتر است و فقط افت خاصیت شفافیت و عایق بودن بسیار کمی را داراست.  PVC با خلوص بیشتر را به وسیله پلیمریزاسیون توده ای ودر اتمسفر گاز بی اثر جهت جلوگیری از تولید  پراکساید تولید می کنند.

انواع  پی وی سی PVC

سخت: بدون وجود نرم کننده

نرم: همراه نرم کننده ها

در بازار تجاری در دو نوع S  و E معروف است که نوع S آن از طریق پلیمریزاسون سوسپانسیونی و نوع E از طریق پلیمریزاسیون امولسیونی تولید می شود

خواص پی وی سی PVC: 

مزایا :

سازگاری با افزودنیها و پایدار کننده ها.

عایق خوبی است.

به دلیل دمای پایین در تولید ، صنعتی تولید شده معمولا خطی و اتاکتیک به همراه زنجیرهای کوچکی از ساختار سیندیوتاکتیک است .مانند PE خواص  PVC نیز به به طور زیادی به وسیله درجه شاخه ای بودن زنجیرهای پلیمر مشخص میگردد که به روش پلیمریزاسیون استفاده شده نیز بستگی دارد.

تخریب پلیمر در دمای بین ۲۰۰ وC° ۳۰۰ جایی که مقدار زیادی HCL تولید می

شود. در بالای این دما ، تولوئن و بنزن باقی مانده با بازده بالا،  بسیار خوب با هم جفت میشوند. حلال معمول برای جرم های مولکولی کم تولوئن و برای جرم های مولکولی بالا تتراهیدروفوران (THF) است .

معایب :

پایداری شیمیایی، حرارتی نوری کمی دارد.

تخریب تدریجی در دماهای بالا و شکننده شدن در دماهای پایین تمایل دارد. در نتیجه، اکثر محصولات پی وی سی شامل پایدار کننده هایی برای از بین بردن این خواص هستند. این نقص خواص در ازای قیمت پایین محصولات جبران می شود.

کاربرد های پی وی سی PVC :

1. مهم ترین کاربرد PVC سخت:

در لوله ها و قاب های در و پنجره است .از این نوع PVC اغلب اوقات به عنوان بدون نرم کننده   (U PVC)  نام برده می شود و به دلیل نداشتن افزودنی U PVC قابلیت اشتغال کمتری دارد.

2. مهم ترین کاربرد  PVC نرم

چون عایق خوبی است در روکش سیم ها کاربرد دارد.

کاربردهای عمده دیگر آن شامل لباس ها ،عایق های حرارتی (فوم PVC)، قسمت

های مختلف اتومبیل ،چسبها و روکش هاست.

نکاتی در مورد بازیافت پی وی سی PVC

در بازیافت PVC گستردگی مانند پلیمرهای دیگر نیست به این دلیل که اکثر کاربردهای آن در کاربری های

با عمر بالا است و در نتیجه شانس کمتری برای تبدیل شدن به ضایعات دارد.

PVC  توسط آسیاب شدن و یا بازیافت شیمیایی آن به دلیل داشتن کلر برای تولید مونومر قابل استفاده است و به طور موفقیت آمیزی بازیافت میشود. ولی به هرحال مشکلاتی نیز برای بازیافت آن وجود دارد. چونPVC در اشکال و رنگهای مختلف موجود است به سادگی قابل شناسایی نیست. از طرفی به دلیل پایداری حرارتی ضعیف آن بازیافت حرارتی مناسب نیست چرا که پی وی سی تمایل به تخریب و تولید HCL دارد.گستره وسیع افزودنیها نیز مانع جداسازی در هنگام بازیافت می شود .

کوپلیمرهای PVC:

کوپلیمرهای مختلفی از پی وی سی در دسترس است که گسترده ترینشان کوپلیمرهای با وینیل استات و اکریلو نیتریت است. کوپلیمرهای وینیل استات باعث بهبود سفتی و فرآیند پذیری و کوپلیمرهای اکریلونیترات موجب بهبود پایداری حرارتی است. نوع دیگر آن PVC کلریده شده است.در این مورد پلیمر توسط هیدروکربن های کلردار احاطه میشود ، سپس کلر اضافه شده و برای تولید رادیکال های کلر  تحت اشعه UV قرار میگیرد در نتیجه این عمل میزان کلریده شدن تا ۵% افزوده میشود. این افزایش موجب  TG بالاتر و تاثیر گذاری در پایداری حرارتی است

آمارهای مصرف پلاستیک ها در جهان

با توجه به مصرف پلاستیک و گسترش زمینه مصارف پلاستیک ها در زندگی مدرن امروزی، تقاضای جهانی مواد پلاستیکی و مصارف پلاستیک ها به طور میانگین سالانه ۳درصد و تا سال ۲۰۲۰ به مرز ۷۱ میلیون تن رسید.

زندگی مدرن و راحت کنونی و بسته بندی های بهداشتی مواد غذایی مصارف صنعتی ، خودرو سازی ، کشاورزی ، لوازم الکتریک و الکترونیکی ، پزشکی ، راه و ساختمان و … از علل افزایش تقاضای پلاستیک ها در قرن جدید میباشد. حدود ۷۳ درصد بازار کنونی محصولات پلاستیکی مربوط به پلی اتیلن ها ( سبک – سبک خطی – سنگین) و بقیه شامل محصولات PET  گرید بطری ، الیاف، فیلم پلی پروپلین (BOPP) می باشد. یک سوم سهم بازار جهان مربوط به کشورهای نوظهور صنعتی یعنی چین و هند است.

مصرف جهانی پلاستیک

مصرف جهانی پلیمرهای اساسی از حدود ۱۷۵ میلیون تن در سال ۲۰۰۱ با رشد حدود ۶ درصدی در سال به حدود ۳۰۶ میلیون تن در سال ۲۰۱۶ پیش بینی می شود. راندمان تولید پلیمرهای اساسی طی سال های ۲۰۰۱ ، ۲۰۰۶ و ۲۰۱۱ به ترتیب معادل ۸۱ درصد ، ۸۳ درصد و ۸۶ درصد بوده است که پیش بینی می شود این رقم در سال ۲۰۱۶ به حدود ۳۱۶ میلیون تن در سال و راندمان تولید ۸۶ درصد برسد.

در حال حاضر عمده ترین مصرف پلاستیک اساسی با سهمی بیش از ۵۰ درصد به پلی اتیلن اختصاص دارد. پس از آن پلی پروپلین، پلی استایرن و پلی وینیل کلراید پر مصرف ترین پلیمرها هستند.

ارزش ۱۲۴ میلیارد دلاری بازار جهانی پلی پروپلین تا سال ۲۰۱۹ ،درصد رشد نسبت به سال ۲۰۱۲ و … برحسب تغییرات درشیوه زندگی و افزایش درامد ها ، با رشد چشمگیری مواجه شده است.

پیش بینی مصرف اتیلن در سال ۲۰۵۰

پیش بینی می شود درسال ۲۰۵۰ جمعیت جهان به مرز دو میلیارد نفر با عمر ۷۵ سال برسد. کشورهای چین و هند (دارنده مقام نخست در رشد بازار های جهانی ) بزرگترین رشد اقتصادی را را همراه با بزرگترین بازار مصرف مواد شیمیایی و کودها و مواد دارویی خواهند داشت .

تغییرات جوی موجب ایجاد فرصت ها تهدیدها در مناطق مختلف جهان خواهد شد. تقاضای جهانی مواد پلیمری و پتروشیمی رو به افزایش خواهد بود. برای مثال ظرفیت اسمی اتیلن از ۱۴۰ میلیون تن در سال ۲۰۱۰ به ۵۰۰ میلیون تن در سال ۲۰۵۰ خواهد رسید.

لازم به ذکر است مصرف سرانه اتیلن در هند ۳ کیلو گرم در چین ۱۰ کیلوگرم و در منطقه یورو حدود ۴۴ کیلو گرم و در ایالات متحده امریکا ۶۰ کیلو گرم می باشد.

افزایش عرضه جهانی PET  تا سال ۲۰۱۶

تا سال ۲۰۱۲ شاهد رشد خوب و مناسب سالانه ۷ درصدعرضه PET همزمان با رشد خوب بازار الیاف پلی استر و بطری های یک بار مصرف PET در جهان بوده ایم.به گزارش سایت خبری پپنا حدود ۵۴درصداز کل تولید جهانی این محصول در منطقه خاور دور و اسیای جنوب شرقی تولید می شود.بزرگترین تولید کنندگان این محصول بعد از چین (حدود ۹ و نیم میلیون تن) به ترتیب کشورهای آمریکا ، مکزیک ، تایوان و کره جنوبی می باشد.جدول ریز عرضه جهانی این محصول را نشان می دهد.

وضعیت بازار جهانی پلی اتیلن سبک خطی

تا سال ۲۰۱۲ بازار جهانی LLDPE  در موقعیت مناسبی به سر می برد و رشد سال به سال ۶/۶ درصد گزارش شده است . حدود ۵۴ درصد از کل تولید جهانی این محصول در قاره امریکا و منطقه خاور دور متمرکز است. بزرگترین تولید کننده این محصول بعد از امریکا به ترتیب کشورهای چین ، عربستان ، کانادا و برزیل می باشند. از سال ۲۰۱۲ تا کنون قاره آسیا حدود ۴۴ درصد از کل تقاضای این محصول را به خود اختصاص داده است.جدول زیر حجم جهانی LLDPE  را نشان می دهد.

پلیمر ها را بیشتر بشناسید

ملکول بزرگ  یا پلیمر (polymer) یا ماکرو ملکول ها به موادی گفته می شوند که از بهم پیوستن تعداد بسیار زیادی منومر یا ملکول کوچک تشکیل شده باشند، که بین آنها پیوند شیمیایی کووالانسی  وجود دارد.

بنابراین هر ملکول سنگین پلیمر از تعداد بسیار زیادی واحد ساختمانی تکرار شونده که به آن مونومر گفته می شود ، ساخته شده است .

جالب است که هرچه تعداد دانه های مونومر بیشتر باشد خواص پلیمر بهتر خواهد بود و برای اینکه ماده ای پلیمر محسوب گردد باید تعداد این دانه ها به 1000 عدد برسد.

اگر تعداد دانه ها کم باشد برای مثال ۱۰تا ۱۰۰ عدد باشد الیگومر گفته می شود.

در مقایسه وزن ملکولی یک پلیمر با وزن ملکولی متان CH4 سبکترین ( ۱۶) و تری گلیسرید با وزن ملکولی (۱۰۰) پلیمر تقریباً  سنگین ترین مواد آلی هستند.

وزن ملکولی پلیمر

بین چندین هزار تا چند میلیون متغیر است که برای ترکیبات سه بعدی از این مقدار هم تجاوز میکند.

خواص پلیمرها:

بدین جهت این ترکیبات دارای خواص کاملاً اختصاص مربوط به خود می باشند :

• مثلاً هیچیک از آنها فرّار نیست.
• اغلب آنها کم محلول و یا نامحلول هستند.
• برخی از آنها اصلاً ذوب نمی شوند و بعضاً نقطه ذوب مشخصی ندارند و آنهایی هم که ذوب می شوند گستره ذوب دارند .

تمام این خصوصیات به علت ساختمان ماکروملکولی پلیمرهاست .

پلیمریزاسیون چیست؟

تعداد بسیار زیادی از منومرها بوسیله فرایندی به نام پلیمریزاسیون به هم پیوسته و یک ملکول بسیار بزرگ را تشکیل می دهند.

به عبارت دیگر پلیمریزاسیون  واکنشی شیمیایی است که طی آن تعداد زیادی از ملکولهای منومر با ایجاد پیوند کووالانسی بوسیله اعمال فشار و حرارت و در حضور کاتالیست به یکدیگر متصل می شوند تا تشکیل یک ملکول بسیار بزرگ (ماکروملکول) را بدهند که این عمل در راکتورهای بزرگ در پتروشیمی ها انجام میشود.

ترپلیمر چیست؟

حال اگر به جای دو واحد ساختمانی سه  واحد ساختمانی داشته باشیم به آن ترپلیمر می گویند که می تواند هموپلیمری با دو شاخه پیوندی مختلف ، و یا کوپلیمری با یک شاخه پیوندی از جنس واحد ساختمانی سومی می باشد.

برای مثال این نوع پلیمر استایرن بوتادی ان رابر یا SBR است که به عنوان لاستیک مصرف می شود.

ABS  ترپلیمر پر مصرف دیگری است که یکی از بهترین روش های تهیه آن ، پیوند زدن استایرن و اکریلونیـتریل در طول زنجـیر پلی بوتادی ان  می باشد .

زمانی که قطعه پلیمری در معرض ضربه شدید باشد ، مقاومت در برابر ضربه ABS بخاطر خواص بسیار عالی مکانیکی ، حرارتی ، شیمیایی والکتریکی مناسب به نظر می رسد ، خواص این پلیمر در ردیف پلی آمید و پلی کربنات است . این ماده در ساخت لوازم منزل نظیر آبمیوه گیری ها و اجاق گاز و قطعات الکترونیکی کاربرد دارد

چقرمه سازی پلیمر

چقرمگی یا شکننده گی ماده یعنی توانایی و قابلیت پلیمر در جذب انرژی اعمال شده است. بهبود خواص مکانیکی پلیمر ها از جمله چقرمگی, دلیل اصلی توسعه و ظهور علم آلیاژ است.

پلیمرهای چقرمه در اثر اعمال نیرو تسلیم می شوند ولی نمی شکنند، مانند پلیمرهای مهندسی. پلیمرهای شکننده قابلیت اتلاف انرژی بسیار کمی دارند و تحت بار می شکنند، مانند پلیمرهای پلی استایرنی.

از اواخر دهه ۴۰ میلادی چقرمه نمودن گرمانرم ها با استفاده از مواد لاستیکی که شامل آلیاژ نمودن میزان کمی لاستیک ها با پلیمر سخت جهت افزایش مقاومت شکست آن می باشد ، به طور وسیعی انجام می شد ولی امروزه تقریبا تمامی پلیمر های صنعتی به صورت چقرمه مورد استفاده قرار می گیرند.
چقرمه سازی پلیمرها رشد و پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته است. با افزودن لاستیک به ماتریس پلاستیک, سعی بر این است که رفتار تنش – کرنش آن اصلاح گردد.
با افزودن فاز لاستیکی به پلی استایرن با رفتار شکننده آمیزه حاصله رفتاری چقرمه با ازیاد طول در نقطه شکست بسیار زیاد تر نشان می دهد.
البته مدول و تنش تسلیم پلاستیک کاهش می یابد. اما با توجه به اینکه مقاومت ضربه و چقرمگی مواد پلیمری در بسیاری از کاربرد ها مورد نیاز است, تقریبا گونه های چقرمه شده به وسیله لاستیک برای تمامی پلاستیک ها وجود دارند.

هدف چقرمه سازی پلیمر ها

پلیمر های ترمو پلاستیک نظیر پلی متیل متاکریلات و پلی استایرن شکننده اند و با مکانیزم شکننده، می شکنند. شروع و رشد ترک در این پلیمر ها نیاز به انرژی کمی دارد پس در دو حالت با فاق و بدون فاق دارای استحکام ضربه ای پایین هستند. مواد شبه چقرمه دارای انرژی زیاد برای شروع و ایجاد شکاف می باشند ، اما انرژی برای رشد شکاف در این مواد بسیار پایین می باشد. بنابراین این گونه مواد در حالت بدون فاق استحکام ضربه ای زیاد و در حالت ناچ دار استحکام پایینی دارند. پلیمر های ترموست در دوحالت شکننده هستند. بنابراین شکست اکثر پلاستیک ها به ویژه پلیمر های شیشه ای شکننده است و دلیل این امر این است که اگر چه در این پلیمر ها پروسه جذب از طریق ایجاد ترک و یا تسلیم برشی اتفاق می افتد. اما این مکانیزم تنها در نواحی اطراف نوک ترک رخ می دهد که در مقایسه اندازه نمونه بسیار کم می باشد. بنابراین افزایش چقرمگی زمانی قابل مشاهده است که حجمی که این مکانیزم های اتلاف انرژی در ان رخ می دهد آنقدر باشد که بتواند به طور همزمان رشد حفره ها و ترکچه هارا متوقف کرده و از شکست آنها جلوگیری کند.

باید توجه داشت رسیدن به چنین شرایطی برای رشد ترکچه بدون تغییر در خواص دیگر پلیمر امکان پذیر نیست. روش دیگر رسیدن به چنین هدفی اعمال مکانیزم های جذب انرژی موضعی نظیر ایجاد ترک و تسلیم برشی می باشد ولی در چندین نقطه متفاوت و جدا از هم, به گونه ای که حجم بسیار زیادی از پلیمر توسط فاز لاستیکی در نزدیکی نوک ترکچه احاطه می شود. این مکانیزم تغییر فرم چندگانه توسط ترکیب یک فاز پراکنده دیگر مانند ذرات لاستیک داخل فاز پلیمری صورت میگیرد که تحت عنوان چقرمه سازی با لاستیک شناخته می شود.

پلیمر های وینیلی که با لاستیک چقرمه شده اند, در اثر وقوع ایجاد ترک دچار شکست نهایی می شوندو پلیمر هایی که در زنجیر اصلی خود دارای گروههای آروماتیک هستند, وقتی با ذرات لاستیک چقرمه شوند در اثر پدیده تسلیم برشی می شکنند. پلیمر های گروه اول در ۱۰-۲۰ درجه سانتی گراد زیر دمای انتقال شیشه ای خود شکننده هستند و چه با ناچ و چه بدون ناچ دارای استحکام ضربه پایین هستند. پلی استایرن و استایرن اکریلونیتریل مثالهایی از این گروه می باشد.پلیمر های گروه دوم تحت شرایط خاصی شکننده اند و به همین جهت پلیمر های شبه منعطف نام گرفته اند. به دلیل انرژی رشد ترک پایین در حالت بدون ناچ دارای استحکام ضربه زیاد و در حالت دارای ناچ دارای استحکام ضربه پایین می باشد. در این گروه از پلیمر ها دمای انتقال از حالت شکننده به نرم وجود دارد. البته باید به این نکته اشاره کرد که همه پلیمر ها در کلاس اول و دوم قرار نمی گیرند. مواردی مثل پلی وینیل کلراید که دارای رفتار منعطف کمتر از گروه دوم می باشند و پلی متیل متاکریلات که رفتار شکننده کمتری از گروه اول دارد, به عنوان پلیمر هایی که دارای خواص میانی بین نوع اول و دوم هستند طبقه بندی می شوند.

معیار سنجش چقرمه گی

از مهمترین خواص کاربردی پلیمر ها مقاومت آنها در برابر ضربه می باشد. علی رغم کاربرد فراوان آزمون مقاومت ضربه, جهت شناسایی و تعیین کارایی پلیمر ها, باید توجه نمود که این یک خاصیت ذاتی برای ماده نبوده و داده های موجود قابل مقایسه نیستند. مگر در مواردی که شرایط ماده, آزمون, هندسه نمونه,شرایط محیطی و سایر عوامل موثر بر میزان مقاومت ضربه کاملا یکسان باشند.

اساس چقرمه سازی پلیمر ها

مقادیر کم از یک لاستیک می تواند پلیمر شکننده را چقرمه کند. البته لاستیک یکی از موادی است که برای این موضوع استفادی گردد از الیاف شیشه هم می توان برای چقرمه سازی پلیمرها استفاده کرد.

عوامل موثر در چقرمه سازی پلیمر ها با لاستیک ها
۱ – میزان لاستیک ها
۲ – اندازه ذرات پراکنده

میزان لاستیک ها
با افزایش درصد لاستیک در ماتریس, مقاومت به ضربه ,مدول,استحکام کششی و سایر خواص مکانیکی افت می کند از این رو از یک مقدار بهینه برای این منظور استفاده می شود. استحکام ضربه نایلون ۶۶ آلیاژ شده با SEBSو SEBS- g-MA با نسبت های مختلف لاستیک در شکل زیر آمده است.

اندازه ذرات پراکنده
الف) اندازه ذرات در چقرمه سازی ترموپلاستیک ها
در ترموپلاستیک های چقرمه مانند پلی استایرن با مقاومت به ضربه زیاد(HIPS), ذرات با قطر کمتر از یک میکرون تاثیری در چقرمگی ماده ندارند, در حالیکه مثلا برای پلی وینیل کلراید ممکن است ذرات با ۰٫۱ میکرون نیز مناسب باشد.
ذرات بزرگتر از یک میکرون در پلی استایرن توانایی کنترل رشد ترک را با کنترل شروع و اختتام ترک ها دارند ولی ذرات کوچکتر فقط آغاز کننده ترک ها و خاتمه دهنده ترک های ضعیف می باشد.
ب) اندازه ذرات در چقرمه سازی ترموست ها:
اثر ذرات درشت تر بیشتر در تشکیل حفره تنش های سه محوری در پلیمر ترموست متمرکز می شود در حالی که ذرات کوچکتر صرفا تنش تسلیم را زیاد می کنند.

نتیجه مقاله :
چقرمگی یک رفتار مطلوب در پلیمرها است برخی از پلیمرها ذاتا چقرمه هستند و برخی دیگر شکننده هستند. در مورد پلاستیک های شکننده می توان با افزودن لاستیک و الیاف شیشه آن ها را تقویت نمود . اما تاثیر مثبت افزودن این مواد باید با در نظرگرفتن عواملی چون درصد وزنی این افزودنی ها , اندازه ذرات و میزان پراکندگی آنها باشد

کاربرد مواد بازیافت لاستیک

در کشورهای عضو اتحادیه اروپا و آمریکا با برنامه ریزی های انجام شده علاوه بر توسعه صنعت روکش ، روز به روز از میزان تایرهای که به صورت زباله دفن می شود کاسته شده و استفاده از بازیابی انرژی افزوده می شود که سابقه صنعت بازیافت لاستیک در کشورهای پیشرفته به دوران جنگ جهانی اول باز می گردد

از سال 2003 در کشورهای اتحادیه اروپا دفن تایرهای فرسوده به صورت کامل و به صورت تکه های برش خورده از سال 2006 ممنوع شده است

برآورد های انجام شده در کشور ما از حدود 13 میلیون تایر فرسوده که سالانه وارد محیط زیست می شود ٬ تنها حدود 3  %آن (حدود 390,000 حلقه) در صنایع روکش کشور مورد استفاده قرار می گیرد.

از انبار تایرهای مزبور تنها 25% وزنی آن در صنایع بازیافت لاستیک (شامل صنعت روکش و صنایع بازیافت مواد) مورد استفاده قرار می گیرد و 75% وزنی بقیه در محیط زیست انباشت می شود.

بازیافت لاستیک در ایران

در حدود 40 سال قبل صنعت بازیافت تایر در ایران به تولید تایر روکشی بر می گردد که بخشی از آن در قبل از انقلاب و دارای تکنولوژی قدیم بوده و کارخانجات ایجاد شده در بعد از انقلاب نیز رشد قابل توجهی از حیث تکنولوژیکی و یا بهبود روش های مورد مصرف نداشته اند و عمده این کارخانجات در زمان جنگ ایران و عراق به لحاظ محدودیت تایر فعالیت خوبی داشته اما پس ار جنگ کارخانجات زیر سقف ظرفیت اسمی فعالیت می کنند.

میزان تولید تایر فرسوده

اکنون میلیون ها حلقه تایر در محل های مختلف جمع شده و میلیون ها حلقه نیز به صورت غیرقانونی در محیط زیست رها شده است . طبق آمار در آمریکا 50 % از تایرهای دور انداخته شده به صورت سوخت مصرف می شود و 15% درصد به مصرف آسفالت اصلاح شده با لاستیک ، پرکننده برای صنایع تولید لاستیک و … مصرف شده و مقداری نیز صادر می شود. درکشورهای صنعتی نیز سالانه به ازای هر نفر جمعیت ٬ یک تایر تعویض می شود و میزان مصرف دیگر کشورها نیز ضریبی از این عدد خواهد بود که این بستگی به پارامترهای مختلفی در آن جامعه دارد.

در آمار دیگری گفته شده سالانه به تعداد یک سوم تعداد چرخاتومبیل ها ٬ تایر فرسوده تولید می شود. اگر بدانیم به ازای تولید یک لاستیک کا

میونی معادل 22 گالن نفت مصرف می شود ٬ بیشتر به لزوم بازیافت لاستیک پی می بریم.

لاستیک های مستعمل ٬ زباله های مخصوص هستند که از لحاظ شیمیایی ٬ اندازه ٬ حالت و شکل با زباله های دیگر تفاوت دارند. لاستیکها از مواد پلیمری تشکیل شده اند که به راحتی در طبیعت تجزیه نمی شوند در بسیاری از موارد ٬ لاستیک های فرسوده روی هم انباشته و به شکل کوهی از زباله مناظر زشتی را بوجود آورده که خطر آتش سوزی را نیز به همراه دارد.

بازیافت انرژی از تایرهای فرسوده

با افزایش قیمت سوخت بسیاری ازکشورها به دنبال افزایش سهم بازیافت انرژی از تایرهای فرسوده هستند چون غیر از مسائل فوق الذکر ٬ دانسته اند ارزش حرارتی تایرها بیشتر از زغال سنگ است (32 مگاژول/کیلوگرم به جای 29 مگاژول/کیلوگرم ) میزان گوگرد آن نیز کمتر از زغال سنگ است. به علاوه بازیافت آن باعث کاهش 90 درصدی در حجم زائدات خواهد شد. بررسی های امروزه نشان میدهد که بازیافت تایرهای فرسوده نه تنها آثار مخرب زیست محیطی ندارد بلکه بسیار کارآمد و باعث ایجاد اشتغال و صرفه جویی در مواد خام اولیه شده که در نهایت رشد صنعتی و اقتصادی را به دنبال خواهد داشت. لاستیک های مستعمل زباله های مخصوصی هستند و از لحاظ شیمیایی ٬ اندازه حالت و شکل با بقیه زباله ها تفاوت دارند . لاستیک ها از مواد پلیمری تشکیل شده اندکه به راحتی در طبیعت تجزیه نمی شوند . در بسیاری از موارد لاستیک های غیر مستعمل روی هم انباشته شده و به شکل کوهی از زباله مناظر زشتی را به وجود آورده و خطرآتش سوزی را نیز به همراه دارد.

سوزاندن لاستیک ها دود سیاه و مضری را ایجاد می کند که باعث آلودگی محیط می شود . برای دفن آن نیز مشکلات فراوانی وجود دارد . باتوجه به اینکه در ایران هزینه ای از تولید کنندگان پسماند ها دریافت نمی شود ، تجهیزاتی هم در مراکز دفن برای کاهش حجم یا خرد کردن لاستیک ها وجود ندارد و در نتیجه به همان شکل اولیه دفن میشوند که باعث می شود حجم زیادی از مراکز دفن اشغال شود . امروزه نتیجه تحقیقات و بررسی ها نشان می دهد که امر بازیافت لاستیک های فرسوده نه تنها آثار مخرب بر محیط زیست ندارد و مشکلات مدیریتی این بخش را حل می کند بلکه منشاء توسعه صنعتی و سود آوری اقتصادی وفرآوری و تولید محصولات دیگری نیز می باشد . از پودر لاستیک حاصل از بازیافت تایر های فرسوده در صنایعی مانند جاده سازی ٬ ساختمانی ٬ خودروسازی ٬ صنایع دریایی ٬ ورزش ٬ دامداری وکشاورزی وآب رسانی می توان استفاده کرد. از مزایای دیگر بازیافت تایر های فرسوده کاهش زائدات وکمک به چرخه مواد در طبیعت است.

موارد مصرف و کاربرد از بازیافت لاستیک

1. صنایع جاده سازی : پوشش سطح جاده ها به جای آسفالت ٬ زیرا به دلیل خاصیت اکوستیکی دارای عمر بیشتر و هزینه کمتری است و صدای کمی را ایجاد می کند و کمتر ترک خورده و در گرما ذوب نمی شود. ترمز خودروها بر روی آن عملکرد بهتری دارد.آب بندی شکاف سطح جاده ها ٬ تولید لایه های ضد آب و لایه های جاذب صدا، تولید علائم ترافیکی و ضربه گیرها که دارای هزینه کمتر و عمر بیشتری است و به دلیل خاصیت ارتجاعی در هنگام تصادفات آسیب های کمتری به وسایل نقلیه وارد می کند. تولید سرعت گیرهای خیابان و پوشش مقاطع جاده ها با ریل راه آهن

محصولات حاصل از بازیافت تایر فرسوده

میزان تولید سیم فولادی : 10 درصد از هر کیلوگرم تایر

میزان تولید نخ پلی آمید : 3 درصد هر کیلوگرم تایر

میزان تولید گرانول : 85 درصد هر کیلوگرم تایر

2. صنایع ساختمانی : فونداسیون و پایه ها ٬ استفاده از تایرهای خرد شده در کارهای عمرانی از اهمیت فراوانی برخوردار است به ویژه در مواردی که به کاهش وزن سازه ها ضرورت دارد. افزودن لاستیک بازیافتی به بتن ٬ باعث بالا بردن مقاومت آن در برابر آتش و جلوگیری از خرد شدن آن می شود. در کفپوش های صنعتی و پوشش گذرگاه ها ٬ عمر مفید 20 سال هستند و به دلیل خواص بیومکانیکی و حالت نیمه ارتجاعی خستگیکمتری ایجاد می کنند. پوشش بام ساختمان ها و عایق ساختمانی ٬ تولید چسب درزگیر٬کانال های هوا ٬ زیر فرش ها٬ پوشش سطح زمین بازی بچه ها ٬ به منظور افزایش امنیت در هنگام بازی می توان کفپوش ها را با استفاده از خرده های تایر تهیه کرد.

2. صنایع تولید لاستیک و پلاستیک : فوم های قابل انعطاف ٬ پوشش استخرها ٬ تخت کفش ٬ تسمه نوار نقاله

2. صنایع خودروسازی : تولید تایر٬ روکش کاری تایر٬کفپوش و گلگیر خودروها٬ نوار دور درب و شیشه خودروها٬ انواع واشر٬ سیستم های ترمز اصطکاکی٬ سپرهای ضربه گیر خودرو

2. صنایع دریایی : ضربه گیرهای اسکله و لنگرگاه ها ٬ شناور دریایی ٬کفپوش های غیر لغزنده

2. ورزش : پوشش زمین های ورزشی دومیدانی ٬ گلف و تنیس ٬ میادین اسب دوانی

2. دامداری ٬ کشاورزی و آبرسانی : سیستم های آبرسانی کشاورزی و شلنگ های لاستیکی ٬ گلدان های لاستیکی ٬ ظروف تغذیه دام ٬ انواع فنس های محوطه سیلوهای حبوبات و استفاده از کفپوش های لاستیکی با مجرای تعبیه هوا که آب آن نفوذ کند  در اسطبل ها و گاوداری ها.

2. علاوه بر مواد بالا لاستیک ها یکی از بهترین منابع سوخت و انرژی هستند. تایرها دارای درصد بسیار بالایی از کربن هستند که به آنها قابلیت سوخت سریع و درجه حرارت بسیار بالایی می دهد. مهمترین استفاده تایرها بعنوان سوخت در کوره های سیمان است. بررسی ها نشان می دهد انرژی موجود در 242 میلیون حلقه تایر فرسوده برابر با انرژی 12 میلیون بشکه نفت است. با توجه به موضوعات مطرح شده و همچنین اهمیت مقطعی از رده خارج کردن خودروهای فرسوده و با توجه به اینکه سوزاندن و یا دفن تایرها دارای آثار مخرب زیست محیطی است در میان تمام راه های مطرح شده برای رهایی از زباله های لاستیکی ٬ مهمترین ٬ سالمترین و به صرفه ترین راه ٬ بازیافت آن ها می باشد. زیرا نه تنها به محیط زیست لطمه ای وارد نمی کند ٬ بلکه از مصرف بسیاری از منابع و سوخت های فسیلی جلوگیری می کند و باعث صرفه جویی در انرژی می شود. علاوه بر آن تولید محصولات بازیافتی در ایران به دلیل ارزانی کارگر ٬ آب و انرژی می تواند سود 100% داشته باشد.

تفاوت الاستومر های طبیعی و مصنوعی

با ما همراه شوید تا ابتدا دو دسته الاستومر طبیعی و مصنوعی و ویژگی های هر کدام را مقایسه کنیم. سپس با افزودنی ها و روش های عمل آوری کائوچو، خواهیم پرداخت و در ادامه بررسی ضرورت بازیافت و فرآیند های تولید آن را در کنار هم پی می گیریم.

همانطور که میدانیم با از دسترس خارج شدن منابع تولید کائوچو در جنگ جهانی دوم همچنین تلاش برای اصلاح و بهبود کشپارهای طبیعی عامل تولید و پیشرفت صنعت لاستیک مصنوعی شد. با توجه به اینکه هر کدام ویژگی های مختص به خود را دارند؛ لاستیک های مصنوعی و سنتزی کاربرد بیشتری نسبت به نوع طبیعی دارند، برخی از این کاربرد ها عبارتند از:

الاستومر های طبیعی:

مقاومت به سایش خوب و استحکام کششی خوبی

الاستیسیته و انعطاف پذیری بالا

عملکرد دینامیکی خوب

سطح میرایی پایین

مرور زمان باعث فرسودگی و کاهش مقاومت شیمیایی، روغنی و اوزون می شود.

افزایش دما مقاومت این لاستیک ها را کم می کند.

بیشترین مصرف صنعتی لاستیک طبیعی در تولید تایر، تیوپ، قطعات ویژه صنعتی، قطعات ولکانیزه و قطعات ضد سایش است

الاستومر های مصنوعی:

مقاومت بالاتر از لاستیک طبیعی در برابر نفت، روغن، مواد شیمیایی مشخص و اکسیژن

عمر و مقاومت بهتر در برابر شرایط جوی نسبت به لاستیک طبیعی

انعطاف پذیری خوبی در گستره‌ی دمایی وسیع

روش ساخت کائوچو

آمریکایی ها برای تهیه کائوچو پس از ایجاد شکاف در درخت شیرابه سفید رنگی که از آن خارج می شود را جمع آوری می کردند سپس شیرابه ها را صاف و طی دو مرحله به آن آمونیاک و در ادامه اسید می افزودند تا ذرات معلق لاستیک منعقد شود. ذرات را با غلتک فشرده می کردند تا حالت ورق به خود بگیرد و در نهایت خشک می کردند. امروز نیز آماده سازی کائوچو قبل از صادرات و فروش تقریبا همین گونه است. کائوچوی خام، خاصیت کشسانی زیادی ندارد  ولی ماده ای سست و چسبناک است.

استحکام و کشسانی کائوچو را با افزودن گوگرد (فرآیند ولکانیزاسیون) تقویت می کنند. کائوچو به همراه گوگرد، دوده، روغن، مواد تاخیر دهنده و سایر مواد مخلوط می شوند، سپس به صورت ورقه درآمده و در مراحل بعدی بر حسب محصول مورد نیاز، عملیات لازم روی آن انجام می گیرد. در مرحله آخر برای تثبیت شکل به لاستیک حرارت داده می شود تا به شکل نهایی مانند تایر، تیوپ، توپ و غیره در آید.

 بازیافت لاستیک یا الاستومر

معمولا بازیافت لاستیک با خرد کردن قطعات شروع می شود. سپس با اعمال روشهای شیمیایی، مکانیکی و حلال ، لاستیک ها را از پارچه، فلز و سایر اجزا جدا می سازند. چون درصد بالایی دوده (یا رنگدانه دیگر)، خاکستر و روغن (از مواد افزودنی) در آن وجود دارد؛ نکته قابل توجه اینکه ترکیب نمونه بازیافتی و خام لاستیک ها فرآیند پذیری بهتری دارد. بازیافت لاستیک به نظر کار دشواری می رسد

اما :

لاستیک های سنتزی از نفت، یک منبع تجدید ناپذیر محسوب می شوند.

بهای تمام شده لاستیک بازیافتی حدودا نیمی از منابع لاستیک اولیه را خواهد داشت.

نمونه بازیافت و اصلاح شده، در برخی ویژگی ها نیز از نمونه خالص لاستیک، خواص بهتری را پیدا خواهدکرد.

سوزاندن لاستیک (با توجه به افزایش قیمت سوخت)به جای دور انداختن آن در برخی از کشورهای توسعه یافته منبع خوبی برای تامین انرژی است.

از دیگر نمونه ای بازیافت لاستیک افزودن خرده تایرهای مستعمل به آسفالت است. با استفاده از آسفالت ترکیبی عمر جاده‌ها چندین برابر شده، اصطکاک چرخ با سطح افزایش یافته، صدا و براقی سطح هم کاهش می یابد.

در حال حاضر حدود 10% لاستیک ها بازیافت می‌شوند.

کاربرد الاستومر ها:

اصلی ترین کاربرد این ماده شگفت انگیز، تولید تایرهای وسایل نقلیه است. علاوه بر این برخی کاربردهای خاص دیگر مانند تلمبه زنی و بررسی سایش رسوبات در لوله ها، تسمه های انتقال قدرت، لباس غواصی،یاتاقان های روانکاری شده با آب از لاستیک ساخته می شود. از کاربردهای دیگر لاستیک می توان به تسمه فن خودرو، لوله، طناب‌های لاستیکی، شلنگ های انتقال حرارت، شلنگ های مقاوم به روغن و مواد شیمیایی اشاره کرد. ساخت درزگیرها مانند درزگیر شفت، درزگیر مقاوم به حرارت، پروفیل ها، کابل ها، الیاف الاستومری شده و عایق های صدا نیز از مواد لاستیکی است.

در کناره‌های لپ تاپ، عایق های الکتریکی، بست‌های ارتوپدی، بادکنک و دستکش های محافظ(بهداشتی و مقاوم به دماهای بالا) از لاستیک استفاده می شود. کف کفش، پاک کن مداد، چسب، اسباب بازی‌های انعطاف پذیر، تشک از کاربردهای ظریف تر لاستیک ها به حساب می آید.

افزودنی های الاستومر

ماده ی کشسانی چون لاستیک به تنهایی قابلیت استفاده در طیف گسترده ای از صنایع را نخواهد داشت؛ مگر آنکه با مواد افزودنی بتوان ویژگی های فیزیکی وکاربردی ودامنه فعالیت آن را وسیع تر کرد. برای بهبود لاستیک لازم است به 100 درصد ماده اولیه مواد زیر افزوده شود:

عوامل پخت: کائوچو را می توان با چند عامل مختلف ولکانیزاسیون کرد. هر کدام از این عوامل پخت ویژگی های نهایی خاصی را در بر خواهند داشت. مانند: گوگرد(شناخته شده ترین)، اکسیدهای فلزی، عوامل فنولی(رزینی)، پراکسیدهای آلی

گوگرد: این ماده را حدود 2 درصد وزن لاستیک خام به سیستم پخت وارد می کنند که عوامل اصلی ولکانش می باشد. اگر میزان گوگرد به 8 الی 10 درصد وزن کل افزایش یابد محصول نهایی، لاستیکی چرم مانند با خواص ضعیف خواهد بود. درصورتی که مقدار گوگرد را به 30 درصد برسانند، لاستیک سخت حاصل می شود.

مواد پرکننده: دوده (در اشکال گوناگون) و سیلیکات های طبیعی و مصنوعی به ترتیب از مهم ترین پرکننده های الاستومر می باشند. دوده فعال باعث افزایش مقاومت لاستیک در برابر سایش های مکانیکی می گردد. اندازه ذرات(درشتی و ریزی)، اندازه قطر ذرات بر روی خصوصیات مکانیکی تاثیرگذاراست(تا حدود 50 درصد).

نرم کننده: روغن های معدنی یا شیمیایی در ترکیب الاستومرها با این هدف استفاده می شوند. درصد کمی از پرکننده در ازای سهولت فرآیند تولید بعضی از ویژگی های مکانیکی مانند سختی را کاهش می دهد(تا 20 درصد).

محافظت کننده در برابر فرسودگی و ضد تخریب ها: برای مقاومت بیشتر در برابر عوامل جوی مانند گرما و اکسیژن و حتی اوزون در طی فرآوری لاستیک استفاده می شوند(2درصد).

کمک فرآیندها: برای یکنواختی توزیع مناسب پرکننده ها و آسان تر کردن تولید قطعات لاستیکی از صمغ، صابون، فکتیس و … استفاده می شود(3 الی 10 درصد).

شتاب دهنده فرآیند: ترکیباتی مانند تیازول ها، سولفنامیدها، گوانیدین ها و تیورام ها از افزودنی های شتاب دهنده فرآیند لاستیک ها هستند. انتخاب آن ها حتما باید براساس نوع روش تولید باشد. این مواد زمان پخت لاستیک را کاهش می دهند.

فعال کننده ها: برای افزایش کارایی الاستومرها استفاده می شوند و دو دسته آلی و معدنی دارند(تا 5 درصد).

بازدارنده ها و تاخیر اندازنده ها: این مواد با ایجاد یک فاصله زمانی، ایمنی لازم برای فرآیند آمیزه کاری را تامین می کنند، مانند PVI

رنگدانه ها و مواد دیگر مانند مواد پف دهنده، مواد خوشبو کننده، بهبود دهنده ها و…

برای تولید قطعات الاستومری، ابتدا کائوچو(مصنوعی یا طبیعی یا ترکیبی از هر دو) را با درصد مشخصی از مواد افزودنی در شرایط تحت کنترل ترکیب می کنند. پس از اختلاط ترکیب، زمان شکل دهی است. در نهایت ولکانش شکل نهایی را در ترکیب لاستیک ثابت خواهد کرد.

مراحل آماده سازی لاستیک عبارتند از:

مواد اولیه: انبار، حمل و نقل، آمیخته سازی و بکارگیری

اختلاط: مخلوط کن داخلی(بن بوری)، آسیاب دو غلتکه

شکل دهی: اکستروژن، کلندرینگ خوراک سرد یا گرم، کلندرینگ ورق یا الیاف و پروفیل

ولکانیزاسیون: قالب گیری فشاری، قالبگیری انتقالی، قالب گیری تزریقی و ولکانیزاسیون پیوسته

روش تهیه کائوچو
برای بدست آوردن شیرآبه، پوست درخت را طوری برمی‌دارند که مایع در فنجانهای کوچکی جمع شود، فنجانها باید مرتباً جمع‌آوری شوند تا از گندیدگی یا آلودگی شیرآبه جلوگیری شود. پس از آن شیرآبه به محل جمع‌آوری برده می‌شود و در آنجا پس از صاف شدن با افزودن آمونیاک محافظت می‌شود.

لاستیک از طریق فرایندی موسوم به انعقاد جدا می‌شود. این کار با افزودن اسیدها یا نمکهای مختلف انجام می‌گیرد. در طی این عمل، لاستیک به شکل یک توده سفید خمیری از مایع جدا می‌شود، و سپس از آن با استفاده از غلتک ورقه‌ای و در نهایت خشک می‌گردد.

روش جدیدتر این است که با استفاده تیغه‌های دوار یا اعمال برش بین دو غلتکی که با سرعت متفاوت می‌چرخند، شیرآبه منعقد شده را به دانه تبدیل می‌کنند. دانه‌ها سپس به مدت چند ساعت در خشک کن‌های مکانیکی خشک می‌شوند، این عمل در روش قدیمی که از هوا یا دود چوب برای خشک کردن استفاده می‌شد چندین روز به طول می‌انجامید. به هر صورت ورقه یا دانه خشک شده متراکم و از آن مدلهایی به وزن ۳۳ کیلوگرم می‌سازند. کائوچو (rubber) بهمراه گوگرد (عامل ولکانیزاسیون)، دوده (ماده پرکننده)، روغن (ماده نرم‌کننده) و مواد تأخیر دهنده و سایر مواد در مخلوط کن خاصی بنام بنبوری (ابداع کننده آن) ریخته می‌شود.

پس از امتزاج کامل (حدود ۶ یا ۷ دقیقه) مخلود حاصل از مخلوط کن خارج می‌شود و برای خنک شدن توسط نورد بصورت ورقه درمی آید. در مراحل بعدی حسب محصول مورد نیاز بر روی آن عملیات انجام می‌شود. در طی کلیه مراحل بعدی درجه حرارت نباید زیاد شود، چه در غیر اینصورت مخلوط ولکانیزه شده و ادامه کار بر روی آن غیرممکن می‌شود.

در مرحله نهائی با شکل گرفتن لاستیک (تایر، فرش، توپ و غیره) به آن حرارت داده می‌شود (ولکانیزاسیون) و ملکولهای گوگرد با ملکولهای زنجیری کائوچوک اتصال برقرار کرده و لاستیک شکل کشسانی بخود می‌گیرد. لازم بذکر است کهفرایند ولکانیزاسیون برگشت‌ناپذیر است و تاکنون امکان بازیافت گوگرد و کائوچو که از لاستیکهای مستعمل فراهم نشده است.

مقداری از لاستیک طبیعی بصورت شیرآبه به بازار عرضه می‌شود. پیش از آنکه لاستیک را بتوان با انواع افزودنیهای لازم آمیزه کاری مثل دوده (به عنوان پرکن) گوگرد یا ترکیبات گوگردی، تسریع کننده و ولکانش، ضد اکسنده محافظ و روغن بر روی همان غلتکها یا مخلوط‌کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها مقدار کمی لاستیک را در یک زمان می‌توانند عمل آورند.

یک نمونه مخلوط‌ کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها بسته‌های ۲۵۰ کیلوگرمی را جوابگو باشد. پس از اختلاط، لاستیک با روزن رانی یا قالب گیری به شکل محصول دلخواه در می‌آید و بعد پخت می‌شود؛ و ولکانشی به یک پلیمر سخت شبکه‌ای می‌انجامد که با گرمادهی مجدد نرم و با ذوب نمی‌شود.