自動車タイヤや医療用手袋や スニーカーの底まで考えてみてください この見かけは普通のゴム製品ですが 製造の背後には 複雑な化学処理が隠されています原産天然ゴムから完成品までこの 記事 で は,ゴム の 加工 の 複雑 な 段階 を 深く 調べ,ゴム 製品 の 製造 の 裏 の 秘密 を 明らかに し て い ます.
ゴム加工は 単なる物理的操作を超えた 複雑で精密な作業です 化学と材料科学と工学を組み合わせた インターディシピリナルな芸術ですこの過程をよりよく理解するために4つの重要な段階を調べます 噛み合う,混ぜる,形成する,そして火化です.最終的にゴム製品の性能と用途を決定する相互につながった鎖を形成する.
最初の重要なステップは 噛み砕くことで ゴムの分子の重量を減らし 柔軟性や流動性を高め 次の段階に備えるのです加工されていないゴムは硬化した石に似ているが 形づくりにくいが 噛まれたゴムはタストのように柔らかい.
主要な噛む方法は2つあります.
この技術は,分子結合を壊し,分子重量を減らすために機械的力 (切断,圧縮,摩擦) を使用する.主要機器には以下のものがある:
- オープン ミルズ:横向き に 回転 する ローラー の 2 つ を 用い て,切断 力 を 施し,ゴム を 柔らかく する.操作 が 簡単 で も,効率 が 低く,環境 に 害 を もたらす.
- 内部ミキサー:密集的な切削と混合のためにローター-ステータ相互作用を使用する閉ざされたシステム.現代のゴム加工は主にこれらの高効率で低汚染装置を使用します.バンベリーミキサーは効率性で有名です.
化学剤はゴムと反応して分子重量を減らす.一般的な噛む剤には以下が含まれます.
- 物理的柔性化剤:石油/炭油油油の軟化剤,脂肪油,松油油
- 化学的柔性剤:ペンタクロロチオフェノール,キシレンディスルファイド
効率的で低温ではありますが 化学的な噛み合いはゴムの性質を損なう可能性があります工業慣行では,最適な結果を得るため,機械加工中に化学剤を添加する両方法がしばしば組み合わせられる..
各種添加物がゴムに均等に分散し,特有の特性を与えるコアステージ.これらの添加物は,物理/化学的特性と加工可能性を向上させるために不可欠であり,正確な割合で混合されたカクテル成分のように機能します..
主要な添加物は以下のとおりです.
- ヴァルカリ化剤分子交差結合を可能にする (例えば,硫黄,ベンゾチアジルディスルファイド)
- アクセラター:速度の vulkanisation (シアゾール,チウラム,ディチオカルバマート)
- アクティベーター:加速器の有効性を高める (亜鉛酸化物,ステアリック酸)
- 補強部隊:耐久性 (炭素黒,シリカ,粘土) を向上させる
- 軟化剤:プラスチシティを向上させる (石油油,エステルプラスチシザー)
- 抗老化剤:遅れた分解 (アミン,フェノール,リン酸塩)
- ピグメント:色付け (無機/有機染料)
この段階は,内部ミキサーまたはオープンミールで実施され,早急な火化 (焼却) を防止しながら均質な分散を確保するために,厳格な温度/時間制御が必要です.
この段階では,混合ゴムを様々な方法により,望ましい幾何形に変換します.
- カレンダー:ローラー圧縮でシート/フィルムを製造する
- エクストルーション:形状の模具で連続型プロファイル (管,ストライプ) を形づくる
- 圧縮型:熱/圧力が複雑な形状を形成する (タイヤ,シール)
- インジェクション 鋳造:精密小部品 (Oリング,ボタン) のゴムを溶かす
温度,圧力,持続時間 の 精密 な 制御 は,模具 の 完全 な 詰め込み と 寸法 の 正確 性 を 保証 し ます.
3次元ネットワークを作り 強度や弾性が大幅に向上します熱/老化耐性も環境ストレスに対する分子防護具を装着するように.
vulkanisation の方法 は,製品 の 要求 に かかっ て 異なります.
- 熱気:多用性があるが,表面酸化を危険に晒す
- 蒸気大量生産に効率性
- 熱水:薄い製品 (手袋,気球) に最適
- マイクロウェーブ:連続プロセスのための迅速で均質な固化
標準的な vulkanisation は 160°C 近くで,厚さ調整による持続時間 (数分から数時間) で,より厚いアイテムには,完全な内部固化を確保するために,より低い温度と長い期間が必要です.
製品製剤は,ゴムの性能を決定する要素である.専門的な製剤師は,ゴムの種類,添加物量,費用を制御しながら最適な特性を達成するために広範なテストを通じて固化条件.
ゴム製品 は,実質 的 に どの 産業 に も 浸透 し て い ます.
- 輸送:タイヤ,シール,ショックアブソーサー
- 医療:手袋,注射管,ストップ
- 建設:防水 床 防震パッド
- 電子機器:隔熱器具,導電部品
- 陸上競技靴,ボール,水上用品
航空宇宙 (航空機部品) とエネルギー (バッテリーシール) の新興アプリケーションは,ゴム技術の継続的な進化を示しています.材料科学現代の生活を形作るのに不可欠です.
