نقش سورفکتانتها در صنایع دیپینگ(غوطه وری قالب در مواد)

 

نیروی کشش سطحی ومشکلات پیرامون آن در صنایع دستکش سازی-کاندوم-بادکنک-لوازم پزشکی لاستیکی و....بحثی است که عملا ضایعاتزیادی را ایجاد میکند.(در اینجا صنایعی مورد بحث است که با لاتکس NRسروکار دارند)قالبها(فورمرهاformers )قبل از ورود به شيرابه لاتكس بايد توسط فيلمي از مواد منعقد كننده(حاوي يون آزاد كلسيم -منيزيم ويا هيدروژن اسيدي) شيرابه لاستيكي بصورت يكنواخت پوشيده شوند.تا لايه لاستيكي منعقد شده بر رويقالب يكنواخت وسالم باشد.اما متاسفانه با نگاهي كارشناسانه به اغلب محصولات داخلي ميبينيم كه مشكل عدم تشكيل لايه يكنواخت در محصولاتي نظير دستكشهاي ظرفشويي وصنعتيلاستيكي وجود دارد.يك آزمايش ساده ميتواند تا حد زيادي اين موضوع را روشنسازد.يك تكه شيشه تميز فاقد لك وچربي را بر روي يك سطح صاف قرار دهيد.حالا يك قطره آب را بر روي شيشه با نوك انگشت بنشانيد.خواهيد ديد كه قطره به صورت يك گنبد كوچك بر روي شيشه قرار خواهد گرفت ويك نيم دايره تشكيل ميدهد.بلهمولكولهاي سطحي آب همديگر را با نيرويي خارق العاده نگه ميدارند به طوري كه ديواري گنبدي شكل بر روي سايرمولكولهاي داخلي تشكيل ميدهند.(اعجاز پيوند هيدروژني آب)مثال ديگر همان است كه در دوره تحصيل آزمايش ميكرديموآن قرار دادن يك سوزن بر روي سطح آب بود كه با توجهبه چگالي خيلي بالاتر فلز نسبت به آب اما نيروي كششسطحي مانع فرو رفتن سوزن درون آب (غير متلاطم)ميشد.اما اگر شما همين آزمايشها را بوسيله استون ويا اتانول انجام دهيد چنين نتايجي حاصل نميشود.حالا به صنعت بازميگرديم:وقتي كه قالبها درون حوضچه مواد انعقادي كه معمولا حاوي ۳۰ در صد نيترات كلسيم وياكلريد كلسيم و۷۰ درصد آب است وارد ميشوند تا يك فيلم يكنواخت از اين محلول روي آنها قرار گيرد با اين خاصيت آب مواجه ميشوند كه هنگام خروج قالب از محلول منعقد ساز مولكولهاي پاييني بالاتري ها را به پايين ميكشند واجازه تثبيت آنها را بر روي قالب نميدهند.وميبينيم كه بافيلم ناقص وغير يكنواخت ودر بسياري موارد با عدم تشكيل فيلم بر روي قالب مواجه ميشويم وضايعات غير قابل بازگشت وبسته بندي حاصل ميگردد.در كشورهاي پيشرفته تر آنجايي كه قيمت موادي نظير استون-اتانول پايينتر است ودسترسي ساده تر: حتي الامكان از آب در محلولهاي انعقادي بسيار كم ويا اصلا استفاده نميكنند.ولي در ايران سورفكتانتها بيشترين كمك را به اين صنعت انجام ميدهند.سورفكتانتها عوامل فعال سطح هستند اين ترجمه شايد زياد مشخص نباشد(surface active agent)اما با توضيحاتي كه خواهيم داد موضوع روشن ميشود.سورفكتانتها موارد كاربرد متعدد ومتمايزي دارند وبنا بر كاربرد صنعتي آنها ميتوان از گروههاي خاصي استفاده نمود.آنها ميتوانند خواص كشش سطحي مايعات را تغيير دهند.بنا به نياز ما كاهش ويا افزايش.در مورد اخير كه مسئله پيرامون آب وكشش سطحي بالاي آن است سورفكتانتهايي به كار ما مي آيند كه بتواننداين خاصيت كشش سطحي آب را كاهش دهند.ومتعاقب آن فيلم منعقد ساز بطور يكنواخت بتواند بر سطح قالب گسترده وتثبيت گردد.چه موادي ميتوانند سورفكتانتهاي مناسبي براي ما باشند(در شرايط فوق)؟؟؟؟؟استون-متانول-اتانول .....وبرخي از الكلهاي بلند زنجير خطي محلول در آب و....كه بنده به آنها علم ندارم.ميتوانند تا حدي از كشش سطحي آب كم كنند در اين ميانالكلهاي بلند زنجير بهتر از بقيه عمل ميكنند .استفاده از دي وتري اتانول آمينها نيز خالي از لطف نيست.گليسيرين هم خواص چند منظوره اي ميتواند ايجاد كند(عامل تر كننده wetting agent)نمكهاي سديم وپتاسيم سولفونيك اسيدها نيز بدون تاثير نيستند.اما در اين ميان يك سورفكتانت خوب به نام صنعتي LW كه الكلي بلند زنجير است در اين صنعت نقش بسزايي ايفا مينمايد.اين الكل جامد بوده وبصورت پرك وچرب مانند است در آب گرم براحتي ودر آب سرد با هم زدن زياد حل ميشود شبيه به استئاريك اسيد بوده اما روغني نميباشد.با ورود حدود ۱ درصد وزني از اين الكل درون حوضچه انعقادي كشش سطحي محلول تا حد قابل قبولي پايين ميايد بطوريكه ضايعات صددرصد را از ميان برداشته وتنها از ديد تخصصي ميتوان ضايعات كار را بررسي نمود.استفاده همزمان از ساير سورفكتانتهاي نامبرده شده خالي از لطف نخواهد بود فقط متذكر ميشوم كه در مصرف اين سورفكتانت افراط نشود چون ممكن است خواص نا مطلوبي از خود بروز دهد.پس يك فرمول خوب براي حوضچه انعقادي شامل۱ـ نمك حاوي يون كلسيم۲ ـ آب۳ـ الدبليو ۴ـگليسيرين ۵ـ اسيد جهت القائ بار مثبت بيشتر روي فورمر و ۶ـ تا اينجا كافي است باقي جزء ريزه كاريهاست

پرکن های مناسب برای لاستیک طبیعی

پركن ها(fillers)

فيلرها(پركن ها)موادي هستند كه به پليمرها به چندين دليل افزوده ميشوند.فيلرها غالبا" ساختاري غير پليمري دارند(البته كم نيستند مواردي كه يك پليمر نقشفيلر را براي پليمر ديگر بازي ميكند)با ورود فيلر به ساختار پليمرها خواص جديدي در رفتار فيزيكي و شيميايي آنها بروز ميكند.(physical&chemical properties)همچنين توجه به صرفه اقتصادي و كاهش قيمت تمام شده محصول يكي ديگر از علل اصلي استفاده از فيلر ها ميباشد.( economical profit)قبل از آنكه در مورد ساختار شيميايي پركن هاي مناسب صحبت كنيم بهتر استكمي در مورد فيزيك اين مواد بحث شود.خواص فيزيكي مناسب فيلرها

(the best physical properties of fillers)  

 ۱ـاندازه ذرات(particle size)

ذرات پر كني كه قرار است در بين شبكه ها وزنجير هاي پليمر مستقر شوند بايدآنقدر كوچك باشند كه بتوانند بدون آسيب رساندن به زنجيره و شبكه اصلي فواصل خالي بين آنها را پر كنند.بطور مثال ورود 10 درصد وزني فيلر كربنات كلسيم به اندازه ذرات 30 ميكرون ميتواند 40_50 درصد ازخواص TSوEL لاستیک طبیعی کم کند. یعنی.يعني مقاومت كششي و درصد افزايش طول را در محصول 40 تا 50 درصد كاهش ميدهد.

(TS=tensile strength && EL= elongation)

اما ورود 30 درصد كربنات كلسيم با اندازه ذرات <<1 ميكرون نه تنها اين خواص را كاهش نميدهد بلكه از نظر اقتصادي بسيار به صرفه ميباشد.متاسفانه تكنولوژي توليد ذرات با اندازه زير يك ميكرون بصورت صنعتي در ايرانوجود ندارد وتنها در مقياسهاي آزمايشگاهي و محدود توليد ميشود.اما چندين دهه پيش اين تكنولوژي در كشورهاي پيشرفته رواج يافته است.آسياب كردن ذرات تا اندازه هاي نزديك به نانومتر (يك ميلياردم متر)روشهايمتنوعي دارد.با توجه به ساختار شيميايي و فيزيكي مواد ميتوان از روشهاي شيميايييا فيزيكي ويا تركيبي استفاده نمود

ادامه نوشته

نقش محلول منعقد ساز در صنایع تولید محصولات لاتکسی

در متون پیش خواندیم که در صنایع دیپینگ(فرو روی) قالبها قبل از ورود به مخزن شیرابه لاستیکی به مخزنی که حاوی مواد منعقد کننده بود وارد میشدند تا با برداشتن وجذب یک لایه نازک ازمواد منعقد کننده بر روی خود زمینه را برای جذب لایه ای از لاستیک آماده کنند.

پیش تر گفتیم وزن لایه لاستیک جذب شده بر روی قالبها به عوامل مختلفی که از جمله آنها غلظت محلول منعقد ساز است بستگی دارد.

برای کنترل وزن قطعات لاستیکی یکی از راههای ساده تنظیم درصد ماده منعقد ساز در محلول کواگولانت میباشد .

معمولا ماده منعقد ساز ترکیبی است که حاوی یونهای آزاد کلسیم یا منیزیم یا باریم یا هیدروژن اسیدی ویا ترکیبی از این یونهاست.

کلرید کلسیم-کلرید منیزیم-نیترات کلسیم-نیترات منیزیم-کلرید ونیترات باریم-اسید استیک و............ نمونه های معروفی از کواگولانت(منعقد ساز)هستند.

عکسی از مخزن شیرابه لاستیکی

در این فصل هدف ما بیان نکته ای از نکاتی کاربردی است که سالها برای رسیدن به آنها تلاش وکوشش کرده ایم وآن نقش کیفی کواگولانت در کیفیت محصولات لاتکسی میباشد.

قبلا اشاره کردیم که یکنواخت نشستن محلول کواگولانت بر روی قالب در کیفیت محصول بسیار نقش دارد بطوریکه عدم یکنواختی لایه منعقد ساز بر روی قالب منجر به بروز ضایعاتی میشود که اصطلاحا به آنها سا لک میگوییم.

ترک دره بین انگشتها در دستکش سازی-نازک شدن محصولات در قسمتهای مختلف-ابرو بادی شدن لایه ها –پارگی زود هنگام قطعات حین مصرف و ... از عواقب عدم کنترل کیفی وکمی کواگولانت میباشد.

گفتیم که استفاده از حلال مناسب ونیز سورفکتانت های مفید و مرطوب کننده های صنعتی واستابیلیزرهای توانمند دست به دست هم زمینه را برای ساخت فرمو لاسیون مناسبی برای محلول منعقد ساز فراهم میکنند.

یکی دیگر از نکاتی که حین تولید کمتر به آن توجه میشود فاصله کوتاه زمانی است که قالبها از حوضچه کواگولانت به حوضچه شیرابه( گیاشیر) وارد میشوند.

عدم خشک شدن کامل لایه منعقد ساز بر روی قالب در حین ورود به حوضچه شیرابه باعث بروز ضایعات جبران ناپذیری حین فرایند تولید و حین مصرف محصول میگردد.

به دلیل انحصاری بودن اطلاعات این وبلاگ مکانیزم های بروز این ضایعات در اینجا ذکر نمیگردند تا نویسندگان سندی دال بر مالکیت علمی خود داشته باشند.