لاستیک طبیعی (NR) ابتدا به عنوان لاتکس که توسط درختان لاستیک ترشح می شود، یک ماده چسبناک و چسبناک است که برای استفاده صنعتی مناسب نیست.لاستیک طبیعی نیاز به ولکاناسیون دارد تا برای کاربردهای عملی شود.این فرآیند شامل اضافه کردن گوگرد تحت گرما و فشار است، ایجاد پیوندهای متقاطع بین زنجیره های پلی ایزوپرن در حالی که حفظ اکثر ساختار های پیوند دوگانه است.شبکه مولکولی سه بعدی حاصل از این کار، لاستیک طبیعی را دارای انعطاف پذیری استثنایی می کند.
درجه ولکاناسیون، که توسط تراکم پل گوگرد تعیین می شود، به طور مستقیم بر عملکرد تأثیر می گذارد.در حالی که مقاومت گرما و بازیابی تغییر شکل نیاز به پل های کوتاه ترزنجیره های مولکولی طولانی لاستیک طبیعی، خواص پویایی برجسته ای را فراهم می کند، که آن را برای استفاده های مقاوم به خستگی و مقاومت در برابر خستگی عالی می کند.
لاستیک طبیعی خالص دارای طول کشایی قابل توجهی (700٪ - 1000٪) و تقریباً غیر قابل فشرده سازی استکه آن را برای کاربردهای مهر و موم با فشار بالا ارزشمند می کند.
از نظر شیمیایی، لاستیک طبیعی با رسانه های قطبی مانند اسید ها، پایه ها، آب، الکل ها و هوا عملکرد خوبی دارد. با این حال، با مواد غیر قطبی مانند روغن های مبتنی بر نفت،روغن های مصنوعی، مایعات ترمز مبتنی بر گلیکول، بخار فوق گرم و هیدروکربن های خوشمزه مانند بنزین. ارزیابی دقیق محیط زیست هنگام انتخاب لاستیک طبیعی برای مهر و موم بسیار مهم است.
لاستیک طبیعی انعطاف پذیری بالایی بین -60 °C و 80 °C را حفظ می کند، با مقاومت عالی در برابر سرما و خواص خنک کننده.اتصالات دوگانه باقی مانده پس از ولکاناسیون در معرض تجزیه اکسیداتیو در دمای بالا و غلظت اکسیژن باقی می مانند، که نیاز به اقدامات محافظتی مانند آنتی اکسیدان ها یا فرمول های لاستیکی اصلاح شده دارد.
لاستیک طبیعی در کاربردهای خنک کننده ارتعاش برجسته است - خنک کننده های چرخش، نصب موتور، لاغرهای ماشین آلات، دیافراگم ها و سامانه های شوک - جایی که انعطاف پذیری آن به طور موثر انرژی را از بین می برد.همچنین به طور گسترده ای در مهر و موم (O-ring) استفاده می شود.، گاسکت ها و نوارها) برای احتوا مایعات و گاز.
برای رفع محدودیت ها و گسترش برنامه های کاربردی، چندین استراتژی اصلاح وجود دارد:
- مخلوط کردن:ترکیب با لاستیک هایی مانند نیتریل یا EPDM مقاومت در برابر روغن / گرما / آب و هوا را بهبود می بخشد
- اصلاحات شیمیایی:اپوکسیداسیون یا کلوراسیون ثبات حرارتی و چسبندگی را افزایش می دهد
- ترکیب پرکننده:افزونه هایی مثل کربن بلک، قدرت و قابلیت پردازش را افزایش می دهند.
- بهینه سازی ولکاناسیون:مواد سازنده برای کنترل پیوند متقابل برای عملکرد بهینه
ترکیب استراتژیک تعادل قدرت کششی، سختی، مقاومت در برابر لباس و مجموعه فشرده سازی برای راه حل های خاص برنامه به همان اندازه مهم است.
روندهای جدید عبارتند از:
- نانومودیفکیشن:نانولوله ها/سیلیکا برای افزایش خواص مکانیکی
- مواد مبتنی بر زیست:کاهش وابستگی به نفت
- مواد هوشمند:یکپارچه سازی سنسورها برای مهر و موم های خود نظارت
- سفارشی سازی:توسعه مواد متناسب با کاربرد
تجزیه و تحلیل پیشرفته اکنون فرمول ها را بهینه می کند، عملکرد / طول عمر را پیش بینی می کند و از طریق:
- مدل سازی آماری (به عنوان مثال، روش سطح پاسخ)
- الگوریتم های پیش بینی عملکرد
- تجزیه و تحلیل آزمایش زندگی شتاب دهنده
- استخراج داده های حالت شکست
لاستیک طبیعی همچنان یک ماده مهر و موم حیاتی با مزایای منحصر به فرد است. بهبود مداوم از طریق علم مواد و تجزیه و تحلیل داده ها اطمینان حاصل می کند که ارتباط پایدار آن در صنایع مختلف،وعده دادن کمک های حتی بزرگتر به راه حل های مهندسی در آینده.
