ยาง

ยาง

ยางเป็นผลิตภัณฑ์จากกระบวนการวัลคาไนเซชันที่ใช้ ยางธรรมชาติ ยางสังเคราะห์ หรือส่วนผสมของทั้งสองอย่าง โดยทั่วไปสูตรจะประกอบด้วยกำมะถันประมาณ 3%ผสมรวมกับสารเติมแต่งกระบวนการต่างๆ ยางเป็นวัสดุที่มีลักษณะเฉพาะคือมีความยืดหยุ่นสูง ตลอดจนทนทานต่อผลกระทบที่เป็นอันตรายจากสารเคมีได้ดี

ยางธรรมชาติ

วัตถุดิบหลักสำหรับยางคือยางธรรมชาติ ซึ่งมีโครงสร้างเป็นโพลีไอโซพรีนซิส-1,4 พบได้ในพืชหลายชนิดในรูปของน้ำยาง ซึ่งเป็นระบบคอลลอยด์ที่มีเฟสกระจายเป็นยางธรรมชาติเป็นหลักและตัวกลางการกระจายเป็นน้ำ นอกจากส่วนประกอบเหล่านี้แล้ว น้ำยางยังมีกรดไขมัน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และแร่ธาตุ น้ำยางจากแหล่งต่างๆ มีองค์ประกอบและปริมาณของส่วนประกอบแต่ละส่วนแตกต่างกัน ผู้ผลิตน้ำยางรายใหญ่ที่สุดคือประเทศไทย อินโดนีเซีย มาเลเซีย และอินเดีย น้ำยางธรรมชาติได้มาจากน้ำยางข้นของต้นยาง น้ำยางสังเคราะห์อาจเป็นผลิตภัณฑ์กลางหรือผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายในการผลิตยางสังเคราะห์

ยางสังเคราะห์

กลุ่มนี้รวมถึงยางทั้งหมดที่ได้จากการสังเคราะห์ทางเคมี การผลิตยางสังเคราะห์ทั่วโลกมีปริมาณเทียบเท่ากับยางธรรมชาติ วิธีการสังเคราะห์ส่วนใหญ่ใช้อิมัลชันและโพลิเมอไรเซชันแบบสารละลาย อีลาสโตเมอร์สังเคราะห์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่:

วัตถุประสงค์ทั่วไป:

• ยางสไตรีนบิวทาไดอีน (SBR)
• ยางเอทิลีนโพรพิลีนไดอีน (EPDM)
• ยางไอโซพรีน (IR)
• ยางบิวทาไดอีน (BR)

วัตถุประสงค์พิเศษ :

• ยางคลอโรพรีน (CR)
• ยางไนไตรล์(-บิวทาไดอีน), (NBR)
• ยางบิวทิล (IIR)

วัตถุประสงค์เฉพาะ:

• ฟลูออโรซิลิโคน (FVMQ)
• ฟลูออโรคาร์บอนและสารอนุพันธ์ (FKM)
• ไฮโดรเจนเนตไนไตรล์ (HNBR)

อุตสาหกรรมยาง

อุตสาหกรรมยางเกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์ประเภทต่างๆ โดยยางและยางในมีสัดส่วนมากที่สุด ซึ่งคิดเป็นประมาณ 60%ของการผลิตทั่วโลก โดย 60%เป็นยางรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและยางรถบรรทุกขนาดเบา และประมาณ 26%เป็นยางรถบรรทุก การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ ท่อยาง สายพานลำเลียง รองเท้า สิ่งของทางเทคนิค สินค้าที่แช่น้ำ (ถุงมือแบบใช้แล้วทิ้ง) สิ่งทอที่มีส่วนหลังเป็นยาง และกาว คุณสมบัติของยางขึ้นอยู่กับประเภทและปริมาณของส่วนประกอบที่ใช้ในสารประกอบยาง โดยการเลือกส่วนประกอบของสารประกอบยางอย่างเหมาะสม จะสามารถผลิตยางที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกันได้ การเลือกส่วนประกอบของส่วนผสมจะดำเนินการเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีลักษณะที่เหมาะสม ซึ่งรวมถึง:

• ความทนทานต่อการสึกกร่อน (ยางใน)
• ทนทานต่ออุณหภูมิสูง;
• ทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ;
• การหน่วงไฟ;
• คุณสมบัติที่ต้องการสำหรับวัตถุดิบที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ยา ฯลฯ

ส่วนประกอบของสารประกอบยาง

นอกเหนือจากยางหรือส่วนผสมของยางหลายชนิดแล้ว สารประกอบยางยังประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้ด้วย

• สารตัวเติม – เพิ่มความต้านทานการสึกกร่อนของยางหรือปรับปรุงความต้านทานต่อสารเคมีได้อย่างมีนัยสำคัญ สารตัวเติมแบบแอ็คทีฟมีบทบาทเฉพาะในกรณีของยางสังเคราะห์ เนื่องจากผลิตภัณฑ์ยางที่ได้จากยางประเภทนี้ไม่สามารถใช้งานได้ในทางปฏิบัติ เหตุผลก็คือความแข็งแรงเชิงกลที่ต่ำมากเมื่อเทียบกับยางธรรมชาติ สารตัวเติมที่พบมากที่สุดในอุตสาหกรรมยางคือคาร์บอนแบล็ก ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของน้ำมันหรือก๊าซ รวมกับการสลายตัวด้วยความร้อนและการปลดปล่อยคาร์บอน คาร์บอนแบล็กแบบแอ็คทีฟและแบบกึ่งแอ็คทีฟเป็นสารที่ใช้กันมากที่สุด เตาเผาแบบทนต่อการสึกกร่อนสูงและ เตา เผาแบบทนต่อการสึกกร่อนระดับกลางมีความต้านทานการสึกกร่อนสูงมากและป้องกันการสะสมความร้อนในยาง – เป็นคาร์บอนแบล็กแบบแอ็คทีฟ ประเภทกึ่งแอ็คทีฟ ได้แก่ เตาเผาแบบอัดรีดเร็วและเตาเผาแบบเอนกประสงค์ คาร์บอนแบล็กประเภทที่อัดรีดเร็วและสำหรับการใช้งานทั่วไป สารตัวเติมที่มีความสำคัญเท่าเทียมกันในการออกแบบสารประกอบยางคือซิลิกา เช่นเดียวกับคาร์บอนแบล็ก ซิลิกาช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกกร่อนของยางได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม มีคุณสมบัติ เช่น การก่อตัวของกลุ่มอนุภาคถาวร ยากต่อการขึ้นรูปเป็นยางที่ไม่มีขั้ว การดูดซับอนุภาคของตัวเร่งปฏิกิริยาของระบบวัลคาไนซ์อย่างแข็งแกร่ง จึงจำเป็นต้องใช้สารกระตุ้น (โพลีไกลคอล) และตัวแทนจับคู่ร่วมกับซิลิกา PCC Group มี โพลีออกซีเอทิลีนไกลคอล (PEG) หลายประเภทที่ใช้ในอุตสาหกรรมยางภายใต้ชื่อทางการค้า ว่า Polikol ผลิตภัณฑ์เฉพาะ ได้แก่ Polikol 1500 Flakes , Polikol 4500 Flakes , Polikol 6000 Flakes และ Polikol 8000 Flakes ผลิตภัณฑ์อาจมาในรูปแบบเกล็ดหรือผงหรือเม็ดก็ได้

• สารเพิ่มความยืดหยุ่น – ช่วยให้สารประกอบยางสามารถไหลได้ดีเพื่อให้การแปรรูปเป็นไปได้ง่าย สารเหล่านี้ยังส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของสารประกอบยางที่ไม่ได้ผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์และวัลคาไนซ์อีกด้วย ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับประเภทของยาง สารเพิ่มความยืดหยุ่นที่มาจากสารสังเคราะห์ (พาทาเลต เทเรฟทาเลต) และสารที่ได้จากการแปรรูปน้ำมันดิบ (น้ำมันแร่: พาราฟิน แนฟเทนิก อะโรมาติก) จะถูกนำมาใช้ PCC Group มีสารเพิ่มความยืดหยุ่นเฉพาะทางในซีรีส์ Roflex ที่มีหน้าที่หน่วงการติดไฟ โดยสารที่ตอบสนองต่อไฟได้ดีที่สุด ได้แก่ Roflex 50 / Roflex 65 และRoflex T70 สารเพิ่มความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำนั้นมีประสิทธิภาพโดย Roflex T45 สำหรับสูตรเฉพาะที่มีความหนืดสูง และสำหรับการใช้งานที่อ่อนไหวต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม Roflex T70L ถือเป็นสารเพิ่มความยืดหยุ่น ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ Roflex ทำหน้าที่ร่วมกับสารเพิ่มความยืดหยุ่นทั่วไปเพื่อให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม

• สารหน่วงการติดไฟ – สารเคมีที่ช่วยลดความสามารถในการติดไฟของผลิตภัณฑ์ยาง โดยสารที่สำคัญที่สุด ได้แก่ อะลูมิเนียมและแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ แอนติโมนีไตรออกไซด์ คลอโรพาราฟิน และแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต การใช้สารเติมแต่งดังกล่าวร่วมกับสารพลาสติไซเซอร์หน่วงการติดไฟ Roflex ช่วยให้เกิดผลเสริมฤทธิ์กันในการปรับปรุงโปรไฟล์การติดไฟของผลิตภัณฑ์ยาง

• ระบบเชื่อมขวาง – สารเติมแต่งทั้งหมดที่ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของยางเนื่องจากการสร้างสะพานระหว่างโซ่ยาง การเชื่อมขวางด้วยกำมะถัน (การวัลคาไนเซชัน) หรือออกไซด์ของโลหะและเปอร์ออกไซด์เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด กำมะถันธาตุหรือโพลีเมอร์ถูกใช้และเป็นตัวกระตุ้น เช่น ซิงค์ออกไซด์ร่วมกับสเตียริน การใช้สารเร่งปฏิกิริยามีความสำคัญ: ไดไธโอคาร์บาเมต ไทแรม ไทอาโซล หรือไทโอยูเรีย

• สารเติมแต่งอื่น ๆ – นี่คือกลุ่มสารเติมแต่งขนาดใหญ่ที่เปลี่ยนคุณสมบัติเฉพาะของสารประกอบยาง สารต้านอนุมูลอิสระ สารกันโอโซแนนซ์ ขี้ผึ้งป้องกันหรือสีย้อมและเม็ดสี ถูกนำมาใช้ ในกลุ่มสารต้านอนุมูลอิสระ สามารถแยกแยะ สารคงตัวทางความร้อน ได้ ซึ่งใช้สำหรับส่วนผสมที่มีแนวโน้มจะสลายตัวที่อุณหภูมิในการแปรรูป กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ PCC Group ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจำนวนหนึ่ง – ซีรีส์ Rostabil สารเติมแต่งเหล่านี้มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระและสามารถทำหน้าที่เป็นสารคงตัวทางความร้อนได้ ป้องกันการเสื่อมสภาพของสารประกอบยางระหว่างการแปรรูป

สารเติมแต่งกลุ่มหนึ่งที่น่าสนใจมากคือสารที่มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์โดยลดความต้านทานพื้นผิวของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป PCC Group นำเสนอ สารป้องกันไฟฟ้า สถิตย์ในรูปแบบของเหลวภายใต้ชื่อทางการค้า EXOstat เมื่อนำไปใช้ภายใน สารเติมแต่งนี้จะเคลื่อนที่ไปยังพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับความชื้นในบรรยากาศ ทำให้ความต้านทานพื้นผิวลดลง และช่วยให้ประจุไฟฟ้าสถิตย์กระจายตัวได้เป็นเวลานาน