Welke grondstoffen worden gebruikt om rubber te maken?

Rubber is overal. Het is een alomtegenwoordig materiaal dat zowel consumenten als fabrikanten vertrouwen op hun dagelijkse leven en activiteiten. Maar heb je je ooit afgevraagd welke grondstoffen worden gebruikt om rubber te maken? Vraag me niet meer af omdat DLR Elastomere Engineering hier is om u onze diepgaande gids te geven voor alles wat in de productie van rubber gaat.

Er zijn in de regio van 10.000 rubberingrediënten voor ons beschikbaar als deskundige fabrikanten van polymeerproducten. Er zijn ongeveer 20 polymeren waaruit we kunnen kiezen, waarbij elk meer dan één leverancier heeft. Om nog maar te zwijgen van subtiele en significante verschillen in hun eigenschappen. Als het gaat om het ontwikkelen van aangepaste rubberen lijstwerk, categoriseren we onze rubberen samengestelde ingrediënten op basis van hun doel.

Polymeren

Natuurlijk rubber (NR), styreen butadieenrubber (SBR), butyl (IIR), gehalogeneerde butyl (xiir), isopreen (IR), butadieen (BR) - dit zijn polymeren die voornamelijk in banden worden gebruikt.
Neopreen (CR), nitril (NBR), PVC/NBR, EPDM -Dit zijn algemene rubbers die brandstof, olie, chemisch, water, UV, ozon en weerweerstand bieden. Ze leveren ook een betere hittebestendigheid dan NR, IR en SBR.
Eva, polyurethaan, xnbr, hypalon (CSM), epichloorhydrine (ECO), ethyleenacryl (aem/vamac) - dit zijn speciale polymeren, die bij hogere temperaturen worden gebruikt dan anderen en hebben hun eigen individuele karakteristieke eigenschappen. AEM wordt bijvoorbeeld gebruikt in brandvertragende toepassingen. Het is halogeenvrij en straalt niet-giftige rook uit.
Gehydrogeneerde nitril (HNBR), acryl (AEM), siliconen (VMQ), fluorosilicon (FVMQ), AFLAS (TFE/P), fluorelastomers (FKM), perfluoroelastomeren (FFKM) - Deze polymeren worden gebruikt in eisen en agressieve omgevingen. Deze omvatten olie en gas, diepzee en chemische installaties die de hoogste niveaus van warmte en chemische weerstand vereisen.

Merk op dat de bovenstaande polymeren worden gemaakt in polymerisatieplanten van meerdere miljoenen pond waar monomeren zoals styreen en butadieen onder druk worden gereageerd om rubber te produceren (styreen butadieen rubber of SBR in dit voorbeeld). Elk polymeer heeft zijn eigen monomeren en polymerisatiechemie. Elk wordt gemaakt met een specifiek molecuulgewicht (of viscositeit van Mooney), het in evenwicht brengen van de fysieke eigenschappen en de vereiste verwerking.

Polymeren op zichzelf, zonder de toevoeging van andere ingrediënten, vinden weinig nut. De opmerkelijke uitzondering is oliemodificatie. Polymeren kunnen aan olie worden toegevoegd om een ​​constante viscositeit te behouden met toenemende temperaturen, met een goed voorbeeld van dit is motorolie. De meeste polymeren worden gebruikt in de uitgeharde of gevulkaniseerde staat om de optimale fysieke eigenschappen te verkrijgen die nodig zijn voor de toepassing en levensduur.

Vulstoffen

Vulers worden toegevoegd om het polymeer te versterken voor verbeterde fysische eigenschappen, betere verwerking en het uiteenzetten van het polymeer voor kosteneffectiviteit. De overgrote meerderheid van rubbertoepassingen zijn zwart. Dit komt door het gebruik van een versterkende, organische vuller genaamd Carbon Black. Ze zijn beschikbaar in veel cijfers die elk hun eigen unieke set eigenschappen geven aan het polymeer en vervolgens het resulterende verbinding en het eindproduct.

Veel niet-versterkende vulstoffen worden gebruikt in polymeren om niet-zwarte rubberen goederen te maken voor industrieën, zoals schoenzolen, voedsel, medische en farmaceutische producten. De enige versterkende niet-zwarte vulstof is silica. Vullers in deze categorie zijn anorganisch, zoals Whiting (calciumcarbonaat), talk (magnesiumsilicaat), klei en silica (siliciumdioxide) om er maar een paar te noemen. Specialistische vulstoffen voor vlamvertraging en andere eigenschappen zijn ook beschikbaar.

Plastic

Polymeren hebben de toevoeging van sommige vulstoffen nodig om ze beter te laten proces. Vulers hebben de neiging om de hardheid te verhogen en produceren stijve verbindingen en uiteindelijk hardere onderdelen. Om dit effect te compenseren, worden weekmakers of oliën gebruikt.

De meest voorkomende typen zijn:

Minerale oliën
Paraffinisch, naftenisch, aromatisch

Deze worden veel gebruikt en bieden goede verwerkingsrubberverbindingen. Ze kunnen worden gebruikt in grondstoffen rubbers binnen limieten. Voor oliebestendige en gespecialiseerde rubbers worden synthetische oliën gebruikt. Deze hebben de neiging van het estertype te zijn en worden gebruikt voor hun applicatiespecifieke eigenschappen. Bijvoorbeeld, het bieden van flexibiliteit bij temperaturen onder nul, vlamvertraging of antistatische eigenschappen.

Antidegradants

Om rubberproducten te ontwikkelen die een goede mate van bescherming bieden binnen hun applicatieomgeving, kunnen verschillende additieven worden toegevoegd. Polymeerafbraak kan plaatsvinden als gevolg van aanval uit een combinatie van een willekeurig aantal van het volgende:

Chemisch> zuurstof, ozon
Hydrolytisch> water
Thermisch> warmte, pyrolyse
Fotolytisch> uv
Biologisch
Bestraling
Mechanisch

Verschillende ingrediënten bieden het rubberproduct een beschermingsniveau in dienst. Alle materialen zijn onderworpen aan aanvallen van een van de bovenstaande. Fotonen van licht, zuurstof- of ozonradicalen reageren bijvoorbeeld met onverzadiging in de polymeerruggengraat en starten de afbraakcyclus. De additieven die worden gebruikt om de afbraak tegen te gaan, absorberen de vrije radicalen, waardoor de hoofdpolymeerketen wordt aangevallen en elke verdere afbraak van plaatsvindt.

De chemicaliën die we gebruiken variëren van microkristallijne wassen voor ozonbescherming tot fenol-gebaseerde antioxidant- en UV-beschermers. Para-fenylendiamines worden vaak gebruikt, hoewel deze vlekken zijn. De meeste antidegraderende systemen gebruiken een combinatie van chemicaliën.

Blaastmiddelen, pigmenten, bindingsmiddelen

Bepaalde additieven worden gebruikt om specifieke eigenschappen te bieden aan rubberverbindingen. Blauw is de kleur die over het algemeen de voorkeur heeft in de voedingsindustrie. Voedselfabrikanten geven er ook de voorkeur aan dat het rubber met metaal detecteerbaar is. Er zijn veel pigmenten beschikbaar, die zowel organisch als anorganisch zijn. Rode oxide en gele oker zijn voorbeelden van anorganische materialen, terwijl een voorbeeld van organische materialen azo -kleurstoffen zijn.

Om rubber aan metaal of andere substraten te steken, kunnen bindmiddelen nodig zijn in het rubber, evenals een passende behandeling van het substraat. Sommige toepassingen - zoals autodeurprofielen - vereisen geblazen, schuim of sponsrubber. De gaten of cellen in het rubber worden gecreëerd door materialen toe te voegen die stikstof afgeven tijdens het verwarmen. De uithardingsreactie vangt de gassen vast naarmate het rubber uitsteekt.

Genezende agenten

Na veel ingrediënten aan het rubber te hebben toegevoegd, hebben we nu een verbinding met de consistentie van plasticine. Dit materiaal moet worden genezen onder warmte en druk om een ​​vorm aan te nemen die kan worden behouden wanneer het wordt vervormd. Zwavel kan worden toegevoegd om crosslinks te bewerkstelligen en een driedimensionaal verknoopt netwerk te bieden. Omdat de reactie met zwavel traag is, worden verschillende soorten versnellers toegevoegd om de reactie te versnellen of te versnellen.

Met dit proces van het gebruik van versnellers kan producten efficiënter worden gemaakt. Er moet echter voorzichtig zijn bij het selecteren van deze additieven. Dit komt omdat ze veel aspecten van productie (procesveiligheid, houdbaarheid) en levensduur beïnvloeden (crosslinkdichtheid, dynamische mechanische eigenschappen).

Op zoek naar meer gedetailleerde informatie over de verschillende soorten rubbers en polymeren waarmee we werken? Bekijk vervolgens onze materiële gidsen waar u FAQ's en meer gidsen zoals deze kunt vinden met details over alles wat u moet weten. Als u op zoek bent naar rubber- of polymeerproducten, neem dan vandaag contact op met DLR -elastomeer via onze contactpagina of via LinkedIn en we kunnen over uw vereisten chatten.