مزج المطاط - الجزء الثاني

تستخدم معظم الوحدات والمصانع خلاطات المطاط المفتوحة. وتتمثل ميزتها الرئيسية في مرونتها وسهولة نقلها، وهي مناسبة بشكل خاص لخلط أنواع المطاط الشائعة، مثل المطاط الصلب والمطاط الإسفنجي، وما إلى ذلك.

عند الخلط باستخدام مطحنة مفتوحة، يُعدّ ترتيب إضافة المواد بالغ الأهمية. في الظروف العادية، يُوضع المطاط الخام في فجوة الأسطوانة على طول أحد طرفي عجلة الضغط، وتُضبط مسافة الدوران عند حوالي 2 مم (على سبيل المثال، في خلاط مطاط مقاس 14 بوصة)، ويُدار لمدة 5 دقائق. يتشكل الغراء الخام على هيئة طبقة ناعمة ومتجانسة، تُلفّ حول الأسطوانة الأمامية، ويتراكم عليها كمية معينة من الغراء. يُمثل المطاط المتراكم حوالي ربع الكمية الإجمالية للمطاط الخام. بعد ذلك، تُضاف عوامل مقاومة الشيخوخة ومسرعات التصلب، ويُضغط المطاط عدة مرات. يهدف هذا إلى توزيع مضادات الأكسدة ومسرعات التصلب بالتساوي في الغراء. في الوقت نفسه، تمنع الإضافة الأولى لمضادات الأكسدة ظاهرة الشيخوخة الحرارية التي تحدث أثناء خلط المطاط في درجات حرارة عالية. كما أن بعض مسرعات التصلب لها تأثير مُليّن على مركب المطاط. ثم يُضاف أكسيد الزنك. عند إضافة الكربون الأسود، يجب إضافة كمية قليلة جدًا في البداية، لأن بعض المطاط الخام قد ينفصل عن البكرة بمجرد إضافة الكربون الأسود. في حال ظهور أي علامة على انفصال المطاط عن البكرة، يجب التوقف عن إضافة الكربون الأسود، ثم إضافته مرة أخرى بعد أن يلتف المطاط حول البكرة بسلاسة. هناك عدة طرق لإضافة الكربون الأسود، وتشمل بشكل أساسي: 1. إضافته على طول البكرة؛ 2. إضافته في منتصف البكرة؛ 3. إضافته بالقرب من أحد طرفي الحاجز. في رأيي، الطريقتان الأخيرتان هما الأفضل، حيث لا تتم إزالة سوى جزء من المطاط من البكرة، ولا يمكن إزالة البكرة بالكامل. بعد إزالة مركب المطاط من البكرة، يتكتل الكربون الأسود بسهولة ويتحول إلى رقائق، ويصعب توزيعه بعد إعادة لفه. خاصةً عند عجن المطاط الصلب، يتكتل الكبريت ويتحول إلى رقائق، مما يصعب توزيعه في المطاط. لا يمكن إزالة البقعة الصفراء الموجودة في طبقة الفيلم، سواءً بإعادة الصقل أو بالتمرير الرقيق. باختصار، عند إضافة الكربون الأسود، أضف كمية أقل على فترات متقاربة. لا تُرهق نفسك بسكب كل الكربون الأسود على الأسطوانة. المرحلة الأولى من إضافة الكربون الأسود هي الأسرع في عملية "التغذية". لا تُضف المُليّن في هذه المرحلة. بعد إضافة نصف كمية الكربون الأسود، أضف نصف كمية المُليّن، مما يُسرّع عملية "التغذية". يُضاف النصف الآخر من المُليّن مع الكمية المتبقية من الكربون الأسود. أثناء إضافة المسحوق، يجب تقليل مسافة الأسطوانة تدريجيًا للحفاظ على المطاط المُدمج ضمن نطاق مناسب، حتى يتغلغل المسحوق في المطاط بشكل طبيعي ويختلط به إلى أقصى حد. في هذه المرحلة، يُمنع منعًا باتًا استخدام السكين، حتى لا يؤثر ذلك على جودة مُركّب المطاط. في حالة وجود كمية زائدة من المُليّن، يُمكن إضافة الكربون الأسود والمُليّن على شكل معجون. لا يُنصح بإضافة حمض الستياريك مبكرًا، فقد يتسبب ذلك في انفصاله عن الأسطوانة. يُفضل إضافته عندما يكون هناك بعض الكربون الأسود المتبقي في الأسطوانة، كما يُفضل إضافة عامل الفلكنة في مرحلة لاحقة. تُضاف بعض عوامل الفلكنة، مثل عامل الفلكنة DCP، عندما يكون هناك القليل من الكربون الأسود المتبقي على الأسطوانة. إذا استُهلك الكربون الأسود بالكامل، فسيسخن عامل الفلكنة DCP ويذوب، مما يؤدي إلى تساقطه في الصينية. بهذه الطريقة، تقل كمية عوامل الفلكنة في المركب، مما يؤثر على جودة مركب المطاط، وقد يتسبب في فلكنة غير مكتملة. لذلك، يجب إضافة عامل الفلكنة في الوقت المناسب، حسب نوع المطاط. بعد إضافة جميع أنواع عوامل الخلط، من الضروري تقليب مركب المطاط جيدًا لضمان تجانسه. عادةً ما تُستخدم طرق مختلفة للتقليب، مثل "السكاكين الثمانية" و"الأكياس المثلثة" و"الدحرجة" و"الملقط الرفيع".

"ثماني سكاكين" هي عبارة عن سكاكين قطع بزاوية 45 درجة على طول الاتجاه الموازي للأسطوانة، أربع مرات على كل جانب. يُلف الغراء المتبقي بزاوية 90 درجة ويُضاف إلى الأسطوانة. الهدف من ذلك هو لف مادة المطاط في الاتجاهين الرأسي والأفقي، مما يُساعد على خلطها بشكل متجانس. "الكيس المثلث" هو كيس بلاستيكي يُشكّل على هيئة مثلث بفعل قوة الأسطوانة. "اللف" هو قطع السكين بيد واحدة، ولف مادة المطاط على شكل أسطوانة باليد الأخرى، ثم وضعها في الأسطوانة. الهدف من ذلك هو خلط مركب المطاط بشكل متجانس. ومع ذلك، فإن "الكيس المثلث" و"اللف" لا يُساعدان على تبديد حرارة مادة المطاط، مما يُسهل احتراقها، كما أنهما مُرهقتان، لذا لا يُنصح باستخدامهما. مدة اللف من 5 إلى 6 دقائق.

بعد صهر مركب المطاط، من الضروري تخفيفه. وقد أثبتت التجارب أن عملية التخفيف التدريجي للمركب فعالة للغاية في توزيع عامل المزج فيه. وتتمثل هذه الطريقة في ضبط المسافة بين الأسطوانتين على 0.1-0.5 مم، ثم وضع مادة المطاط بينهما وتركها تسقط في صينية التغذية بشكل طبيعي. بعد سقوطها، تُدار مادة المطاط بزاوية 90 درجة على الأسطوانة العلوية. تُكرر هذه العملية من 5 إلى 6 مرات. في حال ارتفاع درجة حرارة مادة المطاط، يجب إيقاف عملية التخفيف التدريجي، والانتظار حتى تبرد مادة المطاط قبل تخفيفها مرة أخرى لمنع احتراقها.

بعد إتمام عملية التغليف الرقيق، يتم تقليل المسافة بين اللفات إلى 4-5 مم. قبل تحميل مادة المطاط في العربة، تُقطع قطعة صغيرة منها وتُوضع بين اللفات. الهدف من ذلك هو تقليل المسافة بين اللفات، وذلك لمنع تعرض آلة خلط المطاط لقوة كبيرة وتلفها بعد إدخال كمية كبيرة من مادة المطاط. بعد تحميل مادة المطاط في العربة، يجب تمريرها عبر فجوة اللفات مرة واحدة، ثم لفها على اللفة الأمامية، والاستمرار في تدويرها لمدة 2-3 دقائق، ثم تفريغها وتبريدها فورًا. يبلغ طول الغشاء 80 سم وعرضه 40 سم وسُمكه 0.4 سم. تشمل طرق التبريد التبريد الطبيعي والتبريد بخزان الماء البارد، وذلك حسب ظروف كل وحدة. في الوقت نفسه، من الضروري تجنب ملامسة الغشاء للتربة أو الرمل أو أي أوساخ أخرى، حتى لا يؤثر ذلك على جودة مركب المطاط.

في عملية الخلط، يجب التحكم بدقة في المسافة بين الأسطوانات. تختلف درجة الحرارة المطلوبة لخلط أنواع المطاط الخام المختلفة وخلط المركبات ذات الصلابة المتفاوتة، لذا يجب ضبط درجة حرارة الأسطوانة وفقًا للحالة المحددة.

لدى بعض عمال خلط المطاط فكرتان خاطئتان: 1. يعتقدون أن زيادة مدة الخلط تؤدي إلى تحسين جودة المطاط. وهذا غير صحيح عمليًا، للأسباب المذكورة سابقًا. 2. يعتقدون أن زيادة سرعة إضافة الغراء المتراكم فوق الأسطوانة تزيد من سرعة الخلط. في الواقع، إذا لم يتراكم الغراء بين الأسطوانات أو كانت كميته قليلة جدًا، فسيتكتل المسحوق بسهولة ويسقط في صينية التغذية. وهذا يؤثر سلبًا على جودة المطاط المخلوط، ويتطلب تنظيف صينية التغذية مجددًا، وإضافة المسحوق المتساقط بين الأسطوانات، مما يتكرر عدة مرات، ويطيل مدة الخلط ويزيد من الجهد المبذول. بالطبع، إذا تراكم الغراء بكمية كبيرة جدًا، فستتباطأ سرعة خلط المسحوق. يتضح أن زيادة أو نقص كمية الغراء المتراكمة يؤثر سلبًا على عملية الخلط. لذلك، يجب أن تتراكم كمية معينة من الغراء بين الأسطوانات أثناء الخلط. أثناء العجن، من جهة، يُضغط المسحوق داخل المادة اللاصقة بفعل القوة الميكانيكية. ونتيجة لذلك، يقل وقت الخلط، ويخف الجهد المبذول، وتتحسن جودة مركب المطاط.