لاتکس چیست؟

[parichehr]

برای تولید کالاهای دیپ شده لاتکسی با کاربردهای خاص استفاده از لاتکس با ویژگیهای خوب و مناسب ضروری است. برای ساخت قطعات لاتکسی ابتدا لاتکس تبدیل به آمیزه ای می شود که توانایی تشکیل فیلم مناسب و قابل ولکانیزاسیون روی قالب مطلوب را داشته باشد. برای تهیه آمیره با لاتکس کلروپرنی از افزودنیهایی چون پایدار کننده، مواد پخت و منعقد کننده استفاده می گردد. در این مقاله برای تولید دستکش ضد اسید به بررسی انواع لاتکس کلروپرن و انتخاب بهترین نوع آن ، تعیین روش فرایند مناسب ، آماده سازی آمیزه در اشل آزمایشگاهی و خط تولید و در نهایت تولید این نوع دستکش و اخذ خواص از آن پرداخته شده است.


تولید کالا های دیپ شده لاتکسی در بسیاری از کشور های جهان مورد توجه قرار گرفته است.

علت این توجه را می توان در فرایند آسان با دستگاه های ساده ، ظرفیت پائین سرمایه گذاری در این زمینه نسبت به تولید قطعات با لاستیک جامد و صرفه جوئی در نیرو و زمان فرایند عنوان کرد.محصولات لاتکسی تهیه شده توسط فرایند دیپ شامل دستکش های صنعتی ، خانگی ،پزشکی و جراحی ،بادکنک های هواشناسی ، اسباب بازی و وسایل جراحی و غیره می باشد .

اولین گام جهت تولید محصولات لاتکسی شناخت انواع لاتکس ، انتخاب لاتکس و روش فرایند تولید آن می باشد.
لاتکس بر اساس منبع تهیه به 4 دسته طبیعی ، سنتزی ، مصنوعی و اصلاح شده تقسیم می گردد که عبارتند از :
- لاتکس طبیعی نتیجه متابولیسم طبیعی در درخت و گیاه می باشد .

- لاتکس سنتزی از فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی منومر های مختلف بدست می اید مانند لاتکس کوپلیمر استایرن- بوتادین ، پلی کلروپرن ، پلی وینیل استات و . . .

- لاتکس مصنوعی از پخش توده پلیمر در یک سیال آبی بدست میاید مانند لاستیک ریکلیم شده ی پخش شده و یا الاستومر بوتیل پخش شده.

- لاتکس اصلاح شده از اصلاح ( معمولا شیمیایی ) انواع لاتکس بدست می اید.

روش های دیگری نیز برای طبقه بندی لاتکس وجود دارد ازجمله طبقه بندی لاتکس بر مبنای ساختمان شیمیایی پلیمر یا کوپلیمر های سازنده و یا بر مبنای ساختمان فیزیکی پلیمر ها که در روش اخیر ، لاتکس به دو دسته لاتکس های لاستیکی و لاتکس های رزینی تقسیم میگردد .

http://polymer-e.persianblog.ir

[parichehr]

لاتکس را به ساده ترین شکل می توان به عنوان یک سیستم کلوئیدی و دو فازی متشکل از یک فاز جامد پراکنده در یک فاز مایع یا محیط پراکندگی تعریف نمود .

فاز مایع یا محیط پراکندگی را فاز پیوسته و یا فاز آبکی می نامند، هم فاز مایع و هم سیال آبکی که هنگام منعقد شدن لاتکس از آن به بیرون می تراود ، محلول های رقیق آبی می باشند که ممکن است تا اندازه ای در ترکیب شیمیایی با هم اختلاف داشته باشند.

فاز پراکندگی را فاز ناپیوسته یا گسسته نیز می نامند که شامل واحد های پلیمری عمدتا در ph بازی و بار الکتریکی منفی است .قطر ذرات کمتر از 5 میکرون است و در محیط مایع مرتبا تکرار می شود.این واحد های پلیمری اغلب دارای شکل هندسی نامتقارن می باشد.

پایداری ذرات پلیمری لاتکس در فاز مایع به حضور موادی با سطح فعال مانند امولسیفایر ها و لایه ای از آب روی سطح ذره پلیمری مربوط می گردد. این لایه آبی باعث می شود که ذرات پلیمری آزادانه در فاز مایع حرکت کنند.بدین ترتیب سیستم دوفازی پایدار می ماند. علت جذب لایه آبی روی سطح ذرات پلیمری در لاتکس های طبیعی و سنتزی متفاوت است.در لاتکس طبیعی سطح خارجی پلیمر توسط یک لایه چربی و یک لایه پروتئینی احاطه شده است . لایه پروتئینی موجود در پلیمر قابل حل در سرم لاتکس می باشد و با تغییر PH فاز مایع یونیزه می شود.این یونیزاسیون بار روی پلیمر را تعیین می کند . به علت وجود این بار بر روی پلیمر جذب شدن ملکول های دوقطبی آب در اطراف آن لایه آبیس اطراف ذرات پلیمری در لاتکس طبیعی ایجاد می شود .

اما در لاتکس های سنتزی در هنگام فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی از امولسیفار استفاده می کنند.ملکول های امولسیفایر در قسمت آبگریز خود به سطح پلیمر می چسبند بنابراین قسمت ابدوست روی ملکول اتمولسیفایر خارجی ترین سطح روی ذره پلیمری را ایجاد می کند. که با جذب آب سبب ایجاد لایه آبی در اطراف ذره پلیمری میشود.

به طور کلی پایداری ذرات لاتکس سنتزی تحت تاثیر عوامل زیر میباشد:

1. استحکام میان سطحی ذره پلیمری و امولسیفایر،که به وسیله امولسیفایر جذب شده روی سطح ذره ایجاد می شود.

2. لایه آبی،که خاصیت |آبدوستی امولسیفایر موجب نگهداری آن اطراف ذره میشود.

3. استحکام یونی ، یون های هم پیوند با امولسیفایر جذب شده روی سطح ذره .

http://polymer-e.persianblog.ir

[parichehr]

پیش از پرداختن به آمیزه کاری لاتکس ارائه توضیحاتی در مورد روش های فرایند آن به علت نقش تعیین کننده نوع فرایند در انتخاب مواد افزودنی به آمیزه لاستیکی و همچنین به علت متفاوت بودن فرایند لاتکس نسبت به روش های معمول فرایند لاستیک جامد ضروری به نظر می رسد.

برای تولید قطعات لاتکسی ، از فرایند دیپ ( غوطه وری) استفاده میکنند. در این فرایند ، ابتدا باید لاتکس با افزودن مواد مناسبی به صورت آمیزه در اید. در عمل دیپ ، قالبی را در آمیزه تهیه شده برای مدت زمان معین و مناسب غوطه ور می کند تا لایه ای از آمیزه لاتکسی روی قالب بنشاند.سپس قالب از آمیزه خارج می شود تاغ این لایه یا فیلم تشکیل شده خشک یا پخت گردد . قالب ها با توجه به نوع قطعه شکل های متفاوتی دارند و می توانند از جنس الومینیومی چینی یا سرامیکی باشند.

فرایند دیپ در کاربرد تجاری به سه روش انجام میشود که عبارت است از : دیپ مستقیم ، دیپ انعقادی ، دیپ حساس به حرارت.

روش دیپ مستقیم : قالب در امیزه لاتکسی غوطه ور می گردد و سپس در هوای داغ پخت می گردد.ضخامت فیلم را می توان با تکرار عمل غوطه وری زیاد کرد. روش دیپ مستقیم مواقعی کاربیرد دارد که ضخامت خیلی نازک مورد نظر باشد.

روش دیپ انعقادی: از آنجایی که اکثر لاتکس ها انیونی می باشند هنگامی که در تماس با محلول های الکترولیت قرار می گیرند به طور خود به خودی و تغییر ناپذیر منعقد می شوند از این اثر دئر تولید کالاهای دیپ شده استفاده میکنند،ابتدا قالب در یک محلول الکترولیت (حمام انعقاد)غوطه ور شده سپس داخل آمیزه لاتکسی فرو برده میشود که در نتیجه این عمل لاتکس در تمای با قالب منعقد شده و به صورت ژل در می آید.

حمام انعقاد محلولی از یک یا چند نمک محلول در آب ، الکل یا هر دو می باشد. نیترات کلسیم و مخلوطی از نیترات کلسیم و کلرید کلسیم نتایج بسیار خوبی را به عنوان الکترولیت ارائه می دهد.

روش دیپ حساس به حراارت در این روش موادی که حلالیت معکوس داشته یعنی با افزایش دما حلالیت آنها کاهش میابد و آمیزه لاتکسی افزوده می گردد. از این رو با بالا رفتن درجه حرارت لاتکس به طور خود به خود منعقد می شود دمای انعقاد معمولا 40 تا 45 در جه سانتیگراد می باشد.قبل از این که عمل دیپ انجام شود قالب در هوای داغ تا 20 درجه سانتیگراد بالا تر از نقطه ذوب آمیزه حرارت می بیند و سپس قالب در آمیزه لاتکسیب فرو برده می شود.فیلمی از آمیزه روی قالب میشیند . پس از خروج قالب از آمیزه باید آن را در هوای داغ نگه داری نمود تا فیلم حاصل به طور کامل در تمام سطوح منعقد گردد.

فاکتور هایی که روی ضخامت فیلم اثر میگذارند عبارتند از: دمای قالب ،زمان دیپ و غلظت آمیزه لاتکسی.

معمولا زمان دیپ بین 5 تا 10 ثانیه است در این فرایند فیلم هایی ضخیم تر از روش قبل تولید میگردد.

از انجایی که فرایند حساس به حرارت ، فیلم های با دیواره ضخیم ایجاد می کند در این پروژه از این فرایند استفاده گردید.

http://polymer-e.persianblog.ir

[parichehr]

همان طور که پیش از این گفته شد از انواع لاتکس در تولید قطعات لاتکسی می توان بهره برد.در کاربرد های ویژه مانند تولید دستکش ضد اسشید با اینکه لاتکس طبیعی دارای خواص فیزیکی برجسته از جمله ازدیاد طول در نقطه پارگی بالا، مقاومت خوب در برابر پارگی و مدولوس پائین می باشد ولی به علت عدم مقاومت آن در برابر حلال ها و مواد شیمیایی نمی توان از این لاتکس استفاده کرد بنابراین برای تولید دستکش ضد اسید به خاطر مقاومت خوب کلروپرن در برابر حلال ها و مواد شیمیایی از لاتکس پلی کلروپرن استفاده می شود.

سیستم لاتکس پلی کلروپرن تشکیل شده از ذرات پلیمری 2- کلرو1و3 –بوتادین پخش شده در فاز آبی می باشد. این لاتکس توسط سیستم امولسیونی تولید می شود لاتکس پلی کلروپرن پس ازر ولکانیزاسیون طیف وسیعی از خواص برجسته را دارا می باشد و به مین علت جایگاه ویژه ای در میان لاتکس های سنتزی دارد .آمیزه ولکانیزه شده لاتکس پلی کلروپرن از یک سو دارای خواص فیزیکی خوب و از سوی دیگر دارای مقاومت عالی نسبت به اثرات تخریبی حلال ها ، مواد شیمیائی ، فرسودگی حرارتی و آتش زائی می باشد یکی از ویژگی های لاتکس پلی کلروپرن کریستالی شدن آن است که تا حد زیادی به فرایند تولید آن بستگی دارد در نتیجه جهت گیری منظم ماکروملکول ها ، کریستال ها تشکیل و پدیده کریستالیزاسیون رخ میدهد.این پدیده بر خلاف همو پلیمر ها در کوپلیمر ها مشاهده نمی گردد از آْنجایی که تمام گرید های لاتکس پلی کلروپرن همو پلیمر می باشد ( به جز دو گرید ) پدیده کریستالیزاسیون در این لاتکس به وضوح مشاهده می گردد.
تقسیم بندی های متنوعی از لاتکس پلی کلروپرن ارائه می گردد .تقسیم بندی های ارائه شده در زیر که توسط بایر ارائه شده است ابتدا بر اساس میزان کریستاله شده و سپس نوع کاربرد می باشد:

الف-میزان کریستاله شدن

1. کریستاله شدن ضعیف

2. کریستاله شدن متوسط

3. کریستاله شدن قوی

ب- نوع کاربرد

1. ساختمان آمیزه قیری

2. قطعات دیپ شده
3. پلیمر فعال با 4%متاکریلیک اسید

با توجه به گرید های مختلف لاتکس بای پرن T برای تولید قطعات دیپ شده مناسب می باشد از این رو این لاتکس برای تولید دستکش ضد اسید استفاده گردید.

http://polymer-e.persianblog.ir

[parichehr]

عمل افزایش مواد مورد نیاز به لاتکس جهت تولید محصولات لاتکسی که نقش آن بهبود بخشیدن به محصولات مورد نظر می باشد.آمیزه کاری نامیده می شود. ترتیب افزودن مواد شیمیایی به لاتکس در آمیزه کاری نقش مهمی را بازی می کند .

میتوان مواد شیمیایی به کار رفته برای آمیزه کاری را به دو دسته تقسیم کرد .

- مواد شیمیایی که به طو معمول به لاتکس افزوده می گرداند مثل مواد پخت ، شتابدهنده ، آنتی اکسیدانت و ...

- مواد شیمیایی که روی ویژگیهای کاوئیدی لاتکس اثر میگذارند مثل پایدار کننده ، عوامل حساس کننده به حرارت ،‌منعقد کننده و ...

در آمیزه کاری لاتکس لازم است که اجزا پیش از افزوده شدن به لاتکس در محیط آبکی به طور یکنواخت پخش شوند. تهیهه محلولهای آبکی به روشهای متعدد به تناسب نوع مواد ، جامد یا مایع بودن، قابل حل یا نبودن آنها دز آب انجام میشود.

اجزای قابل حل در آب به صورت محلولهای آبی به لاتکس اضافه میشوند . (البته پایدار نمودن لاتکس پیشش از افزودن مواد شیمیایی و ئبه خصوص محلولهای بسیار غلیظ یا محلولهایی که PH بسیار متفاوتی با PH لاتکس دارند).

اجزاثی جامد یا مایعات غیر قابل حل در آب با استفاده از محلول رقیقی از ماده ی پخش کننده مناسب به صورت دیسپرسیون و امولسیون در می آید و سپس به لاتکس افزوده می شوند برای داشتن بهترین خواص ممکن در قطعات ساخته شده ، لاتکس کلروپرن باید ولکانیزه شود . از آ»جاییکه مکانیسم پخت (ولکانیزه شدن) پلی کلروپرن با کائوچوی طبیعی ، الاستومر نیتریلی و الاستومر استایرن بوتادین متفاوت است ، تفاوتهای عمده ای را نیز در فرمولاسون آمیزه هایی که بر پایه لاتکس پلی کلروپرن هستند نمسبت به لاتکس سایر کائوچو و الاستومرها پدید می آورند .

قطعات بر پایه ی لاتکس کلروپرن در حضور اکسید روی ولکانیزه می شوند . معمولاً اکسید روی فعال برای این منظور توسیه می گردد. این ماده علاوه بر ایجاد اتصالات عرضی ، مقاومت در برابر فرسودگی ، حرارت و عوامل جوی را افزایش میدهد. اکسیبد روی فعال نقش بسیار مهمی به عنوان پذیرنده ی اسید آزاد شده در آمیسزه بازی می کند. به حلت حضور کلر آلیلی در ساختمانت مولکول ، اسید کلریدریک در محیط آزاد میشود. اکسیدروی فعال سید کلریدریک را جذب می کند که باعث افزایش مقاوت آمیزه نسبت به Aging میگردد. همچنین اثر حساس کننده و تغلیظ تدریجی لاتکس میشود.

گوگرد، اگرچه در تمام موارد مورد نیاز نیست اما سبب افزایش درجه ولکانیزاسیون می شود. این حالت برای کالا های دیپ شده خیلی مهم است زیرا افزایش درجه ولکانیزاسیون باعث کاهش کریستاله شدن می شود و از سخت شدن جلوگیری می کند.

در لاتکس کلروپرن هدف استفاده از شتابدهنده ها بیشتر بالا بردن درجه ولکانیزاسیون است تا کوتاه تر کردن زمان پخت .البته بعضی از شتابدهنده ها و یا ترکیبی از آنها اثرات ویژه ای بر آمیزه دارد مانند افزایش مدول .و استحکام کششی. شتابدهنده اتیلن تیواوره و یا ترکیبی از دی فنیل اوره با دی فنیل گوانیدین برای لاتکس پلی کلروپرن مناسب می باشد .برای پخش مواد جامد (از جمله عوامل پخت، شتابدهنده و رنگ )در آب از عوامل پخش کنندگی استفاده می شود . عمده ترین عامل پخش گنندگی در مصرف لاتکس نمک سدیمی آلکیل نفتالن سولفونیک اسید می باشد.

به منظور ریز کردن ذرات جامد تا اندازه ذرات در سیستم کلوئیدی از ظرف مخصوص بالمیدی یا آسیاب توپی استفادئه میشود در این ظرف توپ ها یا سنگ هایی با اندازه های متفاوت وجود دارد . ظرف بالمیل روی چند غلطک به طور مداوم می چرخد که در اثر چرخش سنگ های موجود درون ظرف عمل آسیاب شدن و پخش یکنواخت مواد راحت تر و بهتر انجام می شود افزایش محلول خیلی رقیقی از آلکیل نفتالن سولفونیک اسیدبه عنوان مواد جامد درون بالمیل ، باعث می شود مکه به هنگام آسیاب شدن به سرعت حل شده ومحلولی با ویسکوزیته پائین حاصل شود . عمل آسیاب شدن مواد جامد در ظرف بالمیل به مدت 24 ساعت به طول می انجامد.

http://polymer-e.persianblog.ir

[parichehr]

استفاده از آنتی اکسیدانتا ها مقاومت بالا تر ی در اثر تخریب، حرارت ، اکسیژن، ازونو شرایط کارگرد دینامیکی ایجاد می کند و خواص الاستیکی و استحکامی آمیزه در مدت زمان طولانی تری حفظ می شود. آنتی اکسیدانت مشتق دی فنیل آمین برای این منظور کاربرد دارد .

موادی که در زیر مورد برسی قرار می گیرند موادی هستند که روی ویژگی های کلوئیدی لاتکس تاثیر می گذارد .

برای پایدار کردن آمیزه لاتکس کلروپرنی از پایدار کننده پلی گلیکل اتر آروماتیک استفاده می شود امولوین W یک امولسیفایر غیر یونی است . از آنجایی که حلالیت امولسیفایر های غیر یونی با افزایش دما کاهش میابد این نوع امولسیفایر هال برای پایداری آمیزه لاتکسی حساس به حرارت مورد استفاده قرار می گیرد امولوین W به سادگی در آب سرد قابل حل است و معمولا 20 تا 25 درصد آن استفاده می شود، این ماده نقطه جامد شدن لاتکس کلروپرن را کاهش می دهد.

از آنجایی که برای تولید دستکش ضد اسید روش فرایند حساس به حرارت انتخاب شده است باید به آمیزه لاتکسی ماده ای اضافه نمود که هنگامی که قالب با دمای حدود 40 تا 50 درجه سانتی گراد وارد آمیزه می شود آمیزه به آن دما حساس شده و لایه ای از آن روی قالب منعقد می شود.

برای این منظور یعنی جهت حساس کردن آمیزه به حرارت از مادهخ حساس کننده به حرارت به نام coagulant ws که دارای ترکیب شیمیایی پلی سیلوکسان است به همراه محلول آبی نمک آمونیوم(کلرید آمونیوم) استفاده می شود coagulant ws در درجه حرارت های بالا به صورت ژل در می آید و اثر ناپایدار کننده بر لاتکس دارد همچنین قادر است با توجه به فرمولاسیون نقطه انعقادی در حدود 32 تا 80 درجه سانتیگراد ایجاد کند. نقطه انعقاد دمایی است که در آن دما آمیزه لاتکسی به صورت منعقد شده روی قالب می نشیند.

محلول رقیقی از آمونیوم کلراید می تواند به عملکرد coagulant wsکمک کرده و همچنین منجر به تنظیم دمای انعقاد گردد. بدین گونه با استفاده از مقادیر مختلف آمونیوم کلراید در فصول و شرایط آب و هوایی مختلف می توان نقاط انعقاد متفاوتی را برای آمیزه ایجاد نمود . به طور مثال در شرایط آب و هوایی گرم با استفاده از مقادیر کم آمونیوم کلراید ، دمای انعقاد آمیزه بالا می رود تا آمیزه ی لاتکسی در دمای محیط ناپایدار نگردد .

http://polymer-e.persianblog.ir