عملية تكرير المطاط في مطحنة خلط المطاط المفتوحة

لماذا يحتاج المطاط إلى عملية الفلكنة؟ ما هي فوائد فلكنة المطاط؟

على الرغم من أن المطاط الخام يتمتع ببعض الخصائص التطبيقية المفيدة، إلا أنه يعاني من العديد من العيوب، مثل ضعف قوته ومرونته؛ حيث يصبح قاسياً عند تعرضه للبرودة ولزجاً عند تعرضه للحرارة؛ كما أنه سريع التلف مع مرور الوقت. في أربعينيات القرن التاسع عشر، اكتُشف أن المطاط يمكن ربطه عرضياً بتسخينه مع الكبريت. ولذلك، وحتى الآن، ورغم إمكانية ربط المطاط عرضياً ليس فقط بالكبريت، بل أيضاً بالعديد من عوامل الربط الكيميائي الأخرى والأساليب الفيزيائية والكيميائية، إلا أنه في صناعة المطاط، جرت العادة على الإشارة إلى ربط المطاط عرضياً باسم "الفلكنة"، بينما تُشير صناعة معالجة البلاستيك أحياناً إلى تفاعل الربط العرضي باسم "التصلب". تُحسّن الفلكنة بشكل كبير من أداء المطاط الخام، وتُوسّع نطاق استخداماته، وتُرسّخ الأساس للإنتاج والتطبيق الصناعي واسع النطاق للمطاط.

تُعدّ عملية الفلكنة إحدى العمليات الرئيسية في تصنيع منتجات المطاط، وهي أيضاً الخطوة الأخيرة في إنتاج هذه المنتجات. خلال هذه العملية، يخضع المطاط لسلسلة من التغيرات الكيميائية المعقدة، من مزيج بلاستيكي إلى مطاط عالي المرونة أو صلب متشابك، وذلك للحصول على خصائص فيزيائية وميكانيكية وكيميائية أكثر اكتمالاً، وتحسين وتوسيع نطاق استخدامات المطاط وتطبيقاته. لذا، تُعتبر الفلكنة ذات أهمية بالغة في تصنيع المطاط ومنتجاته وتطبيقاتها.

مفهوم الفلكنة

يشير مصطلح الفلكنة إلى المنتج شبه المصنّع المصنوع من مواد مطاطية ذات لدونة ولزوجة محددتين (مطاط خام، مركب بلاستيكي، مطاط مختلط) من خلال عمليات معالجة مناسبة (مثل الدرفلة، البثق، التشكيل، إلخ) في ظل ظروف خارجية معينة، وذلك عبر عوامل كيميائية (مثل نظام الفلكنة) أو عوامل فيزيائية (مثل أشعة غاما). وتُستخدم هذه العملية لتحويل تأثير الإشعاع إلى منتجات مطاطية لينة مرنة أو منتجات مطاطية صلبة لتحقيق الأداء المطلوب عند الاستخدام. وخلال عملية الفلكنة، تتسبب الظروف الخارجية (مثل التسخين أو الإشعاع) في حدوث تفاعل كيميائي بين المطاط الخام في مكونات المادة المطاطية وعامل الفلكنة، أو بين جزيئات المطاط الخام نفسها، مما يؤدي إلى ترابط جزيئات المطاط الخطية الكبيرة لتكوين جزيئات كبيرة ذات بنية شبكية ثلاثية الأبعاد.

بفضل هذا التفاعل، تحسّنت خصائص المطاط بشكل كبير، مما مكّن منتجات المطاط من الحصول على خصائص فيزيائية وميكانيكية وغيرها تلبي احتياجات استخدامها. ويكمن جوهر عملية الفلكنة في الربط المتشابك، وهي عملية تحويل البنية الجزيئية الخطية للمطاط إلى بنية شبكية فراغية.

عملية الكبرتة

بعد وزن كمية المطاط المخلوط ومادة الفلكنة، تأتي الخطوة التالية وهي إضافة مادة الفلكنة. يُنصح باتباع الخطوات التالية لإتمام العملية.

1. أولاً، نظّف مطحنة الفتح جيداً لضمان نظافتها ومنع اختلاط الشوائب الأخرى. ثم اضبط تباعد أسطوانات مطحنة الفتح على أقل مسافة ممكنة، واسكب المطاط المخلوط في مطحنة الفتح لتمريره برفق. بعد الانتهاء من هذه العملية، يجب زيادة المسافة بين أسطوانات الخلاط بشكل مناسب لضمان تغطية المطاط المخلوط للأسطوانات بالتساوي. يجب أن تكون درجة حرارة سطح المطاط المخلوط حوالي 80 درجة مئوية.

2. من خلال ضبط خطوة الأسطوانة وتبريد الماء بشكل مناسب، يتم التحكم في درجة حرارة المطاط المختلط عند حوالي 60-80 درجة مئوية. عند هذه النقطة، يبدأ إضافة عامل الفلكنة إلى المطاط المختلط.