تأثير عملية الفلكنة على بنية وخصائص المطاط

تأثير الفلكنة على البنية والخصائص:

في عملية إنتاج المنتجات المطاطية، تُعدّ عملية الفلكنة الخطوة الأخيرة. خلال هذه العملية، يخضع المطاط لسلسلة من التفاعلات الكيميائية المعقدة، متحولاً من بنية خطية إلى بنية متماسكة، فاقداً لدونة المطاط المختلط ومكتسباً مرونة عالية كالمطاط المتشابك، مما يُكسبه خصائص فيزيائية وميكانيكية ممتازة، ومقاومة للحرارة، ومقاومة للمذيبات والتآكل، ما يُحسّن من قيمته الاستخدامية ونطاق تطبيقاته.

قبل الفلكنة: بنية خطية، تفاعل بين الجزيئات بواسطة قوة فان دير فالس؛

الخصائص: مرونة كبيرة، استطالة عالية، وقابلية للذوبان؛

أثناء عملية الفلكنة: يتم بدء تكوين الجزيء، ويحدث تفاعل ربط كيميائي متقاطع؛

بعد عملية الفلكنة: بنية شبكية، بين الجزيئات بروابط كيميائية؛

بناء:

(1) الرابطة الكيميائية؛

(2) موضع الرابطة المتشابكة؛

(3) درجة التشابك؛

(4) الربط المتشابك؛ .

ملكيات:

(1) الخواص الميكانيكية (قوة الاستطالة الثابتة. الصلابة. قوة الشد. الاستطالة. المرونة)؛

(2) الخصائص الفيزيائية

(3) الاستقرار الكيميائي بعد الفلكنة؛

تغيرات في خصائص المطاط:

لنأخذ المطاط الطبيعي كمثال، مع زيادة درجة الفلكنة؛

(1) التغيرات في الخواص الميكانيكية (المرونة، مقاومة التمزق، مقاومة الاستطالة، الصلابة) تزداد (الاستطالة، التشوه الدائم، توليد حرارة الإجهاد) تنخفض

(2) تغيرات في الخصائص الفيزيائية، حيث تقل نفاذية الهواء والماء، ولا يمكن إذابتها، بل تنتفخ فقط، مما يحسن مقاومتها للحرارة.

(3) تغيرات في الاستقرار الكيميائي

زيادة الاستقرار الكيميائي، والأسباب

أ. يؤدي تفاعل التشابك إلى اختفاء المجموعات أو الذرات النشطة كيميائيًا، مما يجعل من الصعب على تفاعل الشيخوخة أن يستمر.

ب. يعيق هيكل الشبكة انتشار الجزيئات الصغيرة، مما يجعل من الصعب على جذور المطاط الانتشار.

اختيار وتحديد ظروف فلكنة المطاط

1. ضغط الفلكنة

(1) يجب تطبيق الضغط عند معالجة المنتجات المطاطية بالكبريت. والهدف من ذلك هو:

أ. منع المطاط من تكوين فقاعات وتحسين تماسك المطاط؛

ب. اجعل مادة المطاط تتدفق وتملأ القالب لصنع منتجات ذات أنماط واضحة

ج. تحسين الالتصاق بين كل طبقة (الطبقة اللاصقة وطبقة القماش أو الطبقة المعدنية، طبقة القماش وطبقة القماش) في المنتج، وتحسين الخصائص الفيزيائية (مثل مقاومة الانحناء) للمطاط المفلكن.

(2) بشكل عام، يجب تحديد اختيار ضغط الفلكنة وفقًا لنوع المنتج، والتركيبة، واللدونة، وعوامل أخرى.

(3) من حيث المبدأ، ينبغي اتباع القواعد التالية: كلما زادت اللدونة، قلّ الضغط؛ وكلما زاد سمك المنتج وعدد طبقاته وتعقيد بنيته، زاد الضغط؛ أما بالنسبة للمنتجات الرقيقة، فينبغي تقليل الضغط، ويمكن استخدام الضغط العادي.

توجد عدة طرق للفلكنة والضغط:

(1) تقوم المضخة الهيدروليكية بنقل الضغط إلى القالب عبر جهاز الفلكنة المسطح، ثم تنقل الضغط من القالب إلى مركب المطاط.

(2) يتم ضغطها مباشرة بواسطة وسيط الفلكنة (مثل البخار)

(3) مضغوط بواسطة الهواء المضغوط

(4) الحقن بواسطة آلة الحقن

2. درجة حرارة الفلكنة ووقت المعالجة

تُعدّ درجة حرارة الفلكنة الشرط الأساسي لتفاعل الفلكنة، إذ تؤثر بشكل مباشر على سرعة الفلكنة وجودة المنتج والجدوى الاقتصادية للمؤسسة. فكلما ارتفعت درجة حرارة الفلكنة، زادت سرعة الفلكنة وارتفعت كفاءة الإنتاج؛ أما إذا انخفضت، انخفضت كفاءة الإنتاج.

قد يؤدي رفع درجة حرارة الفلكنة إلى حدوث المشاكل التالية؛

(1) يتسبب في تشقق السلسلة الجزيئية للمطاط وانعكاس عملية الفلكنة، مما يؤدي إلى انخفاض في الخواص الميكانيكية لمركب المطاط.

(2) تقليل قوة المنسوجات في المنتجات المطاطية

(3) يتم تقصير وقت احتراق مركب المطاط، وتقليل وقت التعبئة، ويفتقر المنتج جزئيًا إلى الغراء.

(4) لأن المنتجات السميكة ستزيد من فرق درجة الحرارة بين داخل المنتج وخارجه، مما يؤدي إلى عملية فلكنة غير متساوية