Karet Alam Natural Rubber

Vulkanisasi atau vulkanisasi adalah proses kimia untuk mengubah karet atau polimer terkait menjadi bahan yang tahan lama lebih melalui penambahan belerang atau lain setara "curatives". Aditif ini memodifikasi polimer oleh crosslinks membentuk (jembatan) antara rantai polimer individu. [1] Bahan divulkanisir kurang lengket dan memiliki sifat mekanik yang superior. Sebuah array besar produk dibuat dengan vulkanisasi karet termasuk ban, sol sepatu, selang, dan pucks hoki. Proses ini dinamai Vulcan, dewa api Romawi. Hard karet vulkanisir dikenal sebagai ebonit atau vulcanite dan digunakan untuk membuat artikel yang keras seperti bola bowling dan buah mulut klarinet.

Methode

Berbagai metode ada untuk vulkanisasi. Metode ekonomis penting yang paling (yang vulkanisasi ban) menggunakan tekanan tinggi dan suhu. Suhu vulkanisasi khas untuk ban penumpang adalah 10 menit pada 170 ° C. Jenis vulkanisasi disebut kompresi cetakan. Artikel karet dimaksudkan untuk mengadopsi bentuk cetakan. metode lain, misalnya untuk membuat profil pintu mobil, gunakan vulkanisasi udara panas atau microwave vulkanisasi dipanaskan (baik proses yang terus menerus).

Empat jenis curing sistem sedang digunakan umum. Mereka adalah:

  1. Sulfur systems
  2. Peroxides
  3. Urethane crosslinkers
  4. Metallic oxides

 

Sulfur System

Sejauh ini vulkanisir paling umum metode tergantung pada sulfur. Sulfur, dengan sendirinya, adalah agen vulkanisir lambat dan tidak akan mempulkanisir poliolefin sintetik. Bahkan dengan karet alam, belerang dalam jumlah besar, serta suhu tinggi dan periode pemanasan yang lama diperlukan dan satu memperoleh efisiensi silang memuaskan dengan kekuatan yang tidak memuaskan dan sifat penuaan. Hanya dengan akselerator vulkanisasi dapat kualitas yang sesuai dengan tingkat teknologi saat ini dapat dicapai. Banyaknya efek vulkanisasi diminta tidak dapat dicapai dengan satu substansi universal; sejumlah besar aditif beragam, terdiri dari paket pengobatan "," diperlukan.

Paket menyembuhkan dikombinasikan dalam kompon karet khas terdiri dari belerang bersama-sama dengan bermacam-macam senyawa yang memodifikasi kinetika silang dan menstabilkan produk akhir. Aditif ini termasuk akselerator, aktivator seperti seng oksida dan asam stearat dan antidegradants. Akselerator dan aktivator adalah katalis. Tingkat tambahan kontrol dicapai dengan memperlambat agen yang menghambat vulkanisasi hingga beberapa waktu yang optimal atau suhu. Antidegradants digunakan untuk mencegah kerusakan produk divulkanisir dengan panas, oksigen, dan ozon. [2]

 

Perkembangan Kemudian

Apapun sejarah yang benar, penemuan reaksi karet-sulfur merevolusi penggunaan dan aplikasi dari karet, dan mengubah wajah dunia industri.

Sampai saat itu, satu-satunya cara untuk menutup celah kecil di antara bagian-bagian mesin bergerak, seperti antara piston dan silinder dalam mesin uap, adalah menggunakan kulit direndam dalam minyak. Ini diterima sampai dengan tekanan sedang, tetapi di atas titik tertentu, desainer mesin harus kompromi antara gesekan tambahan yang dihasilkan oleh kemasan kulit lebih erat dan kebocoran yang lebih besar dari uap berharga.

karet Vulkanisat menawarkan solusi ideal. Dengan karet divulkanisir, insinyur punya bahan yang bisa dibentuk dan dibuat menjadi bentuk tepat dan dimensi, dan yang akan menerima moderat untuk deformasi besar di bawah beban dan memulihkan dengan cepat ke dimensi aslinya setelah beban telah dihapus. Ini, dikombinasikan dengan ketahanan yang baik dan kurangnya lengket, adalah persyaratan penting untuk bahan sealing efektif.

Penelitian lebih lanjut dalam pengolahan dan kompon karet oleh Hancock dan rekan-rekannya menyebabkan proses yang lebih berulang dan stabil.

Pada tahun 1905 George Oenslager menemukan bahwa turunan dari thiocarbanilide disebut anilina mempercepat tindakan sulfur untuk karet, yang mengarah ke kali menyembuhkan lebih pendek dan mengurangi konsumsi energi. Terobosan ini, walaupun kurang terkenal, hampir sebagai dasar bagi pengembangan industri karet seperti yang dilakukan oleh Goodyear dalam menemukan obat belerang. Akselerator membuat proses penyembuhan lebih cepat, meningkatkan keandalan proses vulkanisasi dan, walaupun tidak jelas pada saat itu, memungkinkan vulkanisasi untuk diterapkan pada polimer sintetis. Satu tahun setelah penemuan, Oenslager telah menemukan ratusan aplikasi untuk aditif nya.

Jadi, ilmu dan akselerator retarder lahir. accelerator Sebuah mempercepat reaksi obat, sementara itu penundaan halangan. Pada abad berikutnya, ahli kimia telah mengembangkan berbagai akselerator lain dan ultra-akselerator, yang membuat reaksi yang sangat cepat, dan digunakan untuk membuat barang karet paling modern.


Daur ulang dan devulcanization

Pasar untuk karet mentah baru atau setara tetap besar, dengan Amerika Utara sendiri menggunakan lebih dari 10 miliar pound (sekitar 4,5 juta ton) setiap tahun. Industri otomotif mengkonsumsi sekitar 79% dari karet baru dan 57% karet sintetis. Untuk saat ini, karet daur ulang tidak digunakan sebagai pengganti untuk karet baru atau sintetis dalam jumlah yang signifikan, terutama karena sifat-sifat yang diinginkan belum tercapai. ban yang digunakan adalah yang paling terlihat dari produk-produk limbah terbuat dari karet; diperkirakan bahwa Amerika Utara sendiri menghasilkan sekitar 300 juta ban limbah per tahun, dengan lebih dari setengah yang ditambahkan ke stok yang ada. Diperkirakan bahwa kurang dari 10% dari karet limbah digunakan kembali dalam setiap jenis produk baru. Amerika Serikat, Uni Eropa, Eropa Timur, Amerika Latin, Jepang dan Timur Tengah secara kolektif memproduksi sekitar satu miliar ban per tahun, dengan perkiraan akumulasi tiga miliar di Eropa dan enam miliar di Amerika Utara.

Proses daur ulang karet dimulai dengan mencabik-cabik. Setelah baja dan memperkuat serat akan dihapus dan grinding sekunder, serbuk karet yang dihasilkan siap untuk rekondisi produk. aplikasi manufaktur yang dapat memanfaatkan bahan inert ini dibatasi kepada mereka yang tidak membutuhkan vulkanisasi nya. Dalam proses daur ulang karet, devulcanization dimulai dengan memutus dari molekul belerang dari molekul karet, sehingga memudahkan pembentukan hubungan baru lintas. Dua proses daur ulang karet utama telah dikembangkan: proses minyak diubah dan proses air-minyak. Dengan masing-masing proses, minyak dan agen reclaiming ditambahkan ke dalam bubuk karet direklamasi, yang terkena suhu tinggi dan tekanan untuk jangka panjang (5-12 jam) dalam peralatan khusus dan juga memerlukan pengolahan pasca-mekanis yang ekstensif. Karet direklamasi dari proses-proses ini telah merubah sifat dan cocok untuk digunakan dalam banyak produk, termasuk ban. Biasanya, proses-proses berbagai devulcanization gagal menghasilkan devulcanization signifikan, telah gagal untuk mencapai kualitas yang konsisten, atau sudah mahal.