الاستومر ها و پیشینه تاریخی
برای بررسی پیشینه تاریخی الاستومرها باید ابتدا به بررسی کلمه rubber (لاستیک) با توجه به اولین کاربرد لاستیک‌ها انتخاب شده‌است بپردازیم. Rub به معنای تمیز کردن و پاک کردن می‌باشد. یعنی چیزی مانند پاک‌کن. در قرن هجدهم وقتی لاستیک در اروپا اختراع شد، از آن برای تولید بند کفش و بندهای لاستیکی استفاده می‌کردند. آن‌ها همچنین با افزودن انواع مواد به لاستیک‌ها سعی در ضدآب کردن آن می‌کردند اما عملکرد آن‌ها بسیار ضغیف بود. چراکه آن لاستیک‌ها در در برابر تغییرات دما، خاصیتشان تغییر می‌کرد.
در سال 1839 چارلز گودیر، تقریبا بطور تصادفی پخت لاستیک ها (vulcanization) را کشف کرد. این کشف، یعنی پخت لاستیک، باعث شد لاستیک در برابر تغییر شرایط محیطی حالات با ثبات‌تری داشته و دچار تحولات اساسی نشود.
الاستومر چیست؟
یک الاستومر ماده درشت مولکولی است که در دمای معمولی تحت تنش کم می‌تواند حداقل دو برابر طول اولیه‌اش کشیده شود و بعد از رها سازی تنش، تقریباً به شکل و ابعاد اولیه‌اش بازگردد. الاستومرها قابلیت پخت شدن یا تشکیل اتصالات عرضی دارند یعنی از یک ماده‌ی گرما نرم، چسبناک و نرم به یک ماده‌ی گرما سخت تبدیل می‌شوند. فرآیند پخت معمولاً با حرارت دادن به آمیزه کشپار (الاستومر) در مجاورت گوگرد و یا سایر مواد ایجاد کننده‌ی اتصالات عرضی انجام می‌گیرد.
انواع الاستومرها:
- الاستومر طبیعی
- الاستومر مصنوعی
الاستومرهای طبیعی:
(پلی ایزوپرن طبیعی) NR کائوچوی طبیعی
مزایا و ویژگی‌های پلی ایزوپرن طبیعی:
- جهندگی ممتاز
- استحکام کششی بالا
- برترین مقاومت دربرابر پارگی و سایش
- انعطاف پذیری خوب در دمای پایین
- چسبندگی عالی به الیاف و فلزات
محدودیت‌های پلی ایزوپرن طبیعی:
- مقاومت ضعیف در برابر حرارت و گرما
- مقاومت اوزونی و نور خورشید پایین
- مقاومت خیلی کم در برابر روغن و حلال‌های هیدرو کربنی
الاستومرهای مصنوعی:
پلی استایرن بوتادین رابر (SBR)
مزایا و ویژگی‌های پلی استایرن بوتادین رابر:
- مقاومت ضربه‌ای عالی
- جهندگی و قدرت کششی خوب
- مقاومت سایشی و انعطاف‌پذیری خیلی خوب در دماهای پایین
محدودیت‌های پلی استایرن بوتادین رابر:
- مقاومت کم در برابر اوزون و نور خورشید
- مقاومت خیلی کم در برابر روغن ، بنزین و حلال‌های هیدروکربنی
پلی بوتادین رابر (PBR)
مزایا و ویژگی‌های پلی بوتادین رابر :
- جهندگی فوق العاده بالا
- انعطاف پذیری عالی در دمای پایین
- مقاومت عالی در برابر سایش
- رشد بریدگی و ترک زایی خمشی
محدودیت‌های پلی بوتادین رابر:
- فرآیند پذیری نامطلوب
- مقاومت ضعیف در برابر روغن و بنزین و حلال‌های هیدروکربنی
- مقاومت خیلی کم در برابر گرما و اوزون
پلی اتیلن پروپیلن دای مونومرها (EDPM)
مزایا و ویژگی‌های پلی اتیلن پروپیلن دای مونومرها:
- مقاومت عالی در برابر حرارت
- اوزون و نورخورشید
- انعطاف‌پذیری خوب در دماهای پایین
- مقاومت خوب دربرابر اسیدها و بازها و حلال‌های اکسیژن‌دار
- مقاومت عالی در برابر آب و بخار
محدودیت‌های پلی اتیلن پروپیلن دای مونومرها:
- مقاومت ضعیف در برابر روغن و بنزین و حلا ل های هیدرو کربنی
- چسبندگی ضعیف به الیاف و فلزات
بیوتل ( ایزوبوتیلن، ایزوپرن، IIR)
مزایا و ویژگی‌های بیوتل:
- ناتراوایی و نفوذناپذیری فوق‌العاده در برابر گازها و بخارها
- مقاومت خیلی خوب در برابر گرما، اکسیژن، اوزون و نور خورشید
- جذب بالای انرژی
- مقاومت عالی در برابر آب و بخار
محدودیت‌های بیوتل:
- مانایی فشاری بالا
- مقاومت ضعیف در برابر روغن، بنزین و حلال‌های هیدروکربنی
- خواص کشسانی کم
- فرآیندپذیری متوسط و جهندگی ضعیف
پلی کلروپرن (CR) نئوپرن:
مزایا و ویژگی‌های پلی کلروپرن:
- مقاومت ذاتی خوب در برابر شعله
- مقاومت متوسط در برابر روغن و بنزین
- چسبندگی عالی به الیاف و فلزات
- مقاومت خیلی خوب در برابر شرایط جوی اوزون و پیرسازی طبیعی
- مقاومت خوب در برابر سایش و ترک‌زایی خمشی
- مقاومت خیلی خوب در برابر بازها و اسیدها
محدودیت‌های پلی کلروپرن:
- مقاومت ضعیف در برابر حلال‌های اکسیژن‌دار
- آروماتیک انعطاف‌پذیری در دماهای پایین
نیتریل،آکریلونیتریل بوتادی ان رابر (NBR) :
مزایا و ویژگی‌های نیتریل :
- مقاومت خیلی خوب در برابر روغن و بنزین
- مقاومت فوق العاده در برابر سیالات هیدرولیکی با پایه نفتی گسترده
- مقاومت خوب در برابر حلال‌های هیدروکربنی
- مقاومت خیلی خوب در برابر اسیدها و بازها
محدودیت‌های نیتریل:
- مقاومت اوزونی و نور خورشید و پیرسازی طبیعی نامطلوب
- مقاومت ضعیف در برابر حلال‌های اکسیژن دار
سیلیکون رابر(Si,Q) :
مزایا و ویژگی‌های سیلیکون رابر :
- انعطاف‌پذیری عالی در دمای پایین
- مانایی فشاری کم (مقاومت فوق العاده در برابر گرمای زیاد از c100- c 260)
- عایق‌کنندگی خیل خوب الکتریکی
- مقاومت عالی در برابر شرایط جوی، اوزون، نور خورشید و اکسایش پایداری
- حفظ رنگ عالی
محدودیت‌های سیلیکون رابر:
- مقاومت ضعیف در برابر سایش، پارگی و رشد بریدگی
- قدرت کششی کم
- مقاومت نامطلوب در برابر روغن‌ها، بنزین و حلال‌ها
- مقاومت ضعیف در برابر اسیدها و بازها
هایپالون(CSM) :
مزایا و ویژگی‌های هایپالون:
- تأخیراندازی خوب در برابر شعله
- مقاومت سایشی خوب
- مقاومت فوق‌العاده در برابر شرایط جوی، اوزون، نورخورشید و اکسایش
- مقاومت عالی در برابر اسیدها و بازها
- پایداری و حفظ رنگ خیلی خوب، مقاومت متوسط
پلی اورتان دی ایزو سیانات (EU, AU):
مزایا و ویژگی‌های پلی اورتان دی ایزو سیانات:
- مقاومت فوق‌العاده عالی در برابر سایش و پارگی
- استحکام کششی خیلی زیاد با ازدیاد طول خوب
- مقاومت عالی در برابر شرایط جوی، اوزون و نورخورشید
- مقاومت خوب در برابر روغن و بنزین
- چسبندگی عالی به الیاف و فلزات
محدودیت‌های پلی اورتان دی ایزو سیانات:
- مقاومت ضعیف در برابر اسیدها و بازها و حلال های اکسیژن دار
- مقاومت نامطلوب در برابر آب گرم
انواع پلی اورتان دی ایزو سیانات: بر پایه استر و بر پایه اتر
بر پایه استر مقاومت عالی در برابر سایش و حرارت دارند و بر پایه اتر انعطاف‌پذیری بهتری در دماهای پایین
دارند.
پلی سولفید(PTR,T) تیوکول:
مزایا و ویژگی‌های پلی سولفید:
- مقاومت فوق‌العاده عالی در برابر روغن، بنزین و حلال‌ها
- مقاومت خوب در شرایط جوی، اوزون و نورخورشید
- ناتراوایی عالی در برابر گازها و بخارها
محدودیت‌های پلی سولفید:
- مقاومت ضعیف در برابر سایش، پارگی، رشد بریدگی و ترک‌زایی خمشی
- استحکام کششی پایین
- مانایی فشاری خیلی کم
- بوی بد و نامطلوب
- جهندگی ضعیف
پلی آکریلات(ACM) اکریلیک
مزایا و ویژگی‌های پلی آکریلات:
- مقاومت فوق‌العاده بالا در برابر گرما و روغن داغ
- مقاومت عالی در برابر شرایط جوی، اوزون و نور خورشید و اکسایش
- مقاومت خیلی خوب در برابر بنزین و روغن به ویژه آن دسته که حاوی گوگردند
محدودیت‌های پلی آکریلات:
- مقاومت ضعیف در برابر الکل‌ها، بازها، حلال‌ها و حلال‌های آروماتیک
- انعطاف‌پذیری محدود در دمای پایین
- مقاومت نامطلوب در برابر آب و بخار
- آهنگ پخت آهسته
فلوئو و کربن‌ها (FKM) وایتون
مزایا و ویژگی‌های فلوئو و کربن‌ها:
- مقاومت عالی در برابر روغن، بنزین، سیال‌های هیدرولیک و حلال‌های هیدروکربنی(مقاومت فوق العاده عالی در برابر حرارت زیاد تا C 250)
- تأخیراندازی خوب در برابر اشتغال
- ناتراوایی خیلی خوب در برابر گازها و بخارها
- مقاومت خیلی خوب در برابر شرایط جوی، اکسیژن، اوزون و نور خورشید
محدودیت‌های فلوئو و کربن‌ها:
- مقاومت ضعیف در برابر پارگی و رشد بریدگی
- مقاومت خیلی کم در برابر حلال‌های اکسیژن‌دار
- چسبندگی متوسط به الیاف و فلزات
اپی کلرو هیدرین(CO,ECO)
مزایا و ویژگی‌های اپی کلرو هیدرین:
- مقاومت عالی در برابر روغن و بنزین
- ناتراوایی فوق العاده در برابر گازها و بخارها
- مقاومت خیلی خوب در شرایط جوی، اوزون، نورخورشید و اکسایش با محدوده‌ی وسیعی از دمای کاری
- مقاومت خوب در برابر سیالات با پایه نفتی و حلال‌ها
محدودیت‌های اپی کلرو هیدرین:
- مقاومت نامطلوب در برابر حلال‌های اکسیژن‌دار
- مقاومت ضعیف در برابر بخارها و اسیدها
- چسبندگی خیلی کم به الیاف و فلزات
پلی اتیلن کلردار شده (CM,CPE)
مزایا و ویژگی‌های پلی اتیلن کلردار شده:
- مقاومت فوق العاده عالی در برابر الکل‌ها، بازها، اسیدها
- مقاومت خیلی خوب در شرایط جوی، اوزون، نور خورشید و اکسایش
- ناتراوایی خوب در برابر گازها و بخارها
- مقاوت عالی در برابر سایش و ترک زایی خمشی
- پایداری و حفظ رنگ فوق العاده
محدودیت‌های پلی اتیلن کلردار شده:
- مقاومت ضعیف تا متوسط نسبت به حلال‌های آروماتیک و اکسیژن‌دار
- فرآیند پذیری متوسط
پلی اتیلن دارای اتصالات عرضی شیمیایی(XLPE) :
مزایا و ویژگی‌های پلی اتیلن دارای اتصالات عرضی شیمیایی:
- مقاومت فوق العاده عالی در برابر الکل‌ها بازها و اسیدها
- مقاومت عالی در برابر شرایط جوی، اوزون، نور خورشید و اکسایش
- مقاومت خیلی خوب در برابر روغن، بنزین و حلال‌ها
محدودیت‌های پلی اتیلن دارای اتصالات عرضی شیمیایی:
- جهندگی و مقاومت پارگی ضعیف
- مقاومت سایشی و رشد بریدگی نامطلوب چسبندگی ضعیف به الیاف و فلزات
- انعطاف پذیری محدود در دماهای پایین
اتیلن / آکریلیک(E/A) واماک
مزایا و ویژگی‌های اتیلن / آکریلیک:
- مقاومت عالی در برابر گرما، اوزون، نورخورشید
- مقاومت خوب در برابر پارگی، ترک زایی خمشی و رشد
- مقاومت متوسط در برابر روغن، بنزین و سیالات هیدرولیک
- جذب انرژی بالا
محدودیت‌های اتیلن / آکریلیک:
- مقاومت ضعیف در برابر حلال‌های آروماتیک و اکسیژن‌دار
- انعطاف پذیری محدود در دماهای پایین
- مقاومت نامطلوب در برابر الکل‌ها و اسیدها
اتیلن- وینیل استات(VAE) ویناتن
مزایا و ویژگی‌های اتیلن- وینیل استات:
- مقاومت عالی در برابر گرما، اوزون و نور خورشید و محدوده‌ی وسیعی از دمای کار
- مقاومت متوسط در برابر روغن و بنزین
- مانایی فشاری پایین جذب خوب انرژی
- پایداری و حفظ رنگ عالی
محدودیت‌های اتیلن- وینیل استات:
- مقاومت ضعیف در برابر حلال‌های آروماتیک و اکسیژن دار
- فرآیندپذیری متوسط
پلی نور بورنن (PNR) نورسورکس
مزایا و ویژگی‌های پلی نور بورنن:
- استحکام بالا با سختی کم
- محدوده وسیعی از جذب انرژی ( خفیدگی )
- مقاومت خوب در برابر سایش و پارگی
- ناتراوایی خیلی خوب در برابر گازها و بخارها
محدودیت‌های پلی نور بورنن:
- مقاومت ضعیف در برابر شرایط جوی اوزون و نور خورشید
- مقاومت خیلی کم در برابر روغن، بنزین و حلال‌های هیدروکربنی
کاربرد الاستومرها:
الاستومرها با توجه به خواص ویژه‌ای که دارند کاربردهای متفاوتی نیز دارند. اما در حالت کلی در موارد زیر از الاستومرها استفاده می‌شود:
- فیلم‌ها، نوار‌ها و پوشش‌های ضد آب
- بسته‌بندی
- چرم مصنوعی
- واشر
- لوله
- شلنگ
- لاستیک خودرو
- ضربه‌گیر
- درزبندی و عایق
- و بسیاری کاربردهای دیگر