قدار امولسیفایر سبب کاهش اندازه ذرات می شود به علاوه مشاهده شد دما تاثیری بر روی مقدار ژل ندارد. همچنین ویسکوزیته مونی نشان داد مقدار عامل انتقال به زنجیر اثر مستقیم بر روی کاهش جرم مولکولی می گذارد. در انتها خواص فیزیکی و مکانیکی از جمله آزمون کشش، سختی، مانایی فشاری و جهندگی نشان دادند لاستیک نیتریل تهیه شده خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوبی برای کاربردهای عمومی عرضه می کند به علاوه با مقایسه نتایج ویسکوزیته مونی و آزمون کشش مشخص شد جرم مولکولی با مقاومت کششی ارتباط مستقیم دارد.

1- فصل اول : مقدمه

1-1- تاریخچه
در سال 1926 هفت سال پس از تولید لاستیک متیل که به دلایل اقتصادی متوقف شده بود (1916-1919) واحد صنعتی I.G.Farbenindustric در آلمان تحقیقات گسترده‌ای را بر روی لاستیک‌های سنتزی از سر گرفت. در شروع این تلاش، شکل مواد خام و روش پلیمریزاسیون از درجه اهمیت بیشتری برخوردار بود. زیرا لاستیک متیل از فقدان الاستیسیته رنج می‌برد. در آن زمان هیچگونه زمزمه اقتصادی برای تولید ایزوپرن که واحد ساختاری لاستیک طبیعی بود به گوش نمی‌رسید. علاوه بر این، تست‌های مقایسه‌ای نشان دادند که ایزوپرن، لاستیک سنتزی خیلی بهتری نسبت به بوتادین عرضه نمی کند. بنابراین تلاش اصلی بر روی بوتادین متمرکز شد. سرانجام در سال 1926 پلیمریزاسیون توده‌ای توسط فلزات قلیایی برای تولید انواع پلی‌بوتادین دنبال شد. علیرغم کمیابی این ماده در آن زمان، جلب توجه به پلی‌بوتادین بسیار زیاد بود. بنابراین روش‌های دیگر پلیمریزاسیون به ویژه پلیمریزاسیون امولسیونی بررسی شدند. همه تلاش‌ها برای هموپلیمریزاسیون بوتادین به روش امولسیونی برای تولید یک لاستیک مفید با شکست مواجه شد. لاستیک بدست آمده دارای جرم مولکولی بسیار بالایی بود و الاستیسیته بسیار عالی از خود نشان می‌داد. اما در دیگر خواص مکانیکی ضعیف عمل می‌کرد. به علاوه فرآیندپذیری آن با مشکل جدی مواجه بود. مشکل دیگر این لاستیک عمر نگهداری1 کوتاه آن بود [1].
از این رو فقط کشف کوپلیمریزاسیون بوتادین با مونوالفین‌ها این مشکلات پلیمریزاسیون را حذف کرد. این پلیمریزاسیون در سال 1929 در یک واحد صنعتی در Leverkusen آلمان کشف شد که شامل کوپلیمریزاسیون مخلوطی از بوتادین با دیگر مونومرها بود. تعداد بسیار زیادی از مونومرها بررسی شدند و در نهایت استایرن به عنوان مونومر دوم برای کوپلیمریزاسیون با بوتادین انتخاب شد. در طی این کار Konrad و Tschankur و همچنین Kleiner در سال 1930 یک لاستیک سنتزی از بوتادین و آکریلونیتریل تولید کردند که مقاومت بسیار خوبی نسبت به روغن‌ها و سوخت‌ها از خود نشان می‌داد. این لاستیک برای اولین بار Buna N و سپس Perbunan نامیده شد. همچنین مشخص شد این لاستیک علاوه بر مقاومت بهتر نسبت به روغن‌ها و سوخت‌ها از پایداری حرارتی و مقاومت سایشی بهتر و عبورپذیری کمتر نسبت به گازها برخوردار است [1].
از این رو همه تلاش‌ها در آن زمان بر روی این محصول امید بخش متمرکز شد زیرا بنظر می‌رسید که با وجود قیمت پایین لاستیک طبیعی د رآن روزها، از لحاظ اقتصادی یک شانس بزرگ به شمار می‌آید. به این ترتیب در سال 1934 واحد صنعتی تقریباً بی‌رونق لاستیک متیل در Leverkusen تولید لاستیک نیتریل را شروع کرد. این لاستیک در سال 1937 به آمریکا و بریتانیای کبیر صادر شد و سپس در سال 1939، لاستیک نیتریل در آمریکا به مرحله تولید رسید. پس از آن کشورهای دیگری از جمله کانادا به جمع کشورهای معدود تولید کننده لاستیک نیتریل پیوستند و رفته رفته این لاستیک در کشورهای دیگر به مرحله تولید رسید [1].

1-2- ویژگی‌های لاستیک نیتریل2

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

لاستیک نیتریل یک کوپلیمر از بوتادین و آکریلونیتریل3‌ است. بخش‌های بوتادین در زنجیر کوپلیمر مسئول الاستیسیته و انعطاف‌پذیری در دمای پایین هستند. همچنین بوتادین دارای پیوند دوگانه غیراشباع است که در طی فرآیند ولکانیزاسیون مکان‌های مناسبی را برای اتصالات عرضی فراهم می کند. از سوی دیگر این پیوندهای غیراشباع مکانی برای حمله شیمیایی، حرارتی و اکسیداسیونی هستند.
جزء‌ دوم زنجیر کوپلیمر که آکریلونیتریل می‌باشد مسئول مقاومت نسبت به سوخت‌ها و روغن‌ها است. علاوه بر این سختی، مقاومت سایشی و مقاومت کششی مربوط به این جزء می‌باشد. با افزایش مقدار آکریلونیتریل، مقاومت حرارتی بهتر و نفوذناپذیری نسبت به گازها می‌تواند حاصل شود. مقدار آکریلونیتریل لاستیک نیتریل در محدوده بین 15% تا 53% قرار دارد و مقدار آکریلونتیریل در نوع عمومی لاستیک نیتریل در حدود 34 % است. با انتخاب یک الاستومر با مقدار آکریلونیتریل مناسب با توجه به دیگر خواص آن، می‌توان لاستیک نیتریل را در طیف وسیعی از کاربردها بسته به نوع نیاز استفاده کرد.
به طور کلی ویژگی‌های شیمیایی لاستیک نیتریل به قرار زیر است:
1- مقاومت خوب در برابر روغن‌، مواد سوختی و گریس‌ها
2- نفوذپذیری کم در برابر گازها
3- مقاومت خوب نسبت به اسیدها و بازها به غیر از آنهایی که اثرات اکسید کنندگی قوی دارند.
4- مقاومت ضعیف نسبت به متورم شدن در برابر حلال‌های اکسیژن‌دار همانند استن و کتون‌ها
5- مقاومت متوسط نسبت به ازن
6- افزایش مقدار آکریلونیتریل مقاومت نسبت به حلال‌ها را افزایش می‌دهد ولی انعطاف‌پذیری در دمای پایین را کاهش می‌دهد.
7- سازگاری با مواد گرمانرم قطبی (به عنوان مثال اتیلن- وینیل استات و پلی‌وینیل کلراید)

همچنین این لاستیک از لحاظ خواص و فرآیندپذیری ویژگی‌های زیر را دارد:
1- انعطاف‌پذیری متوسط و خوب در دمای پایین
2- مانایی فشاری کم
3- مقاومت سایشی زیاد
4- دارای تنوع سیستم پخت
5- چسبندگی متوسط
6- آمیزه‌سازی لاستیک نیتریل برای بهبود انعطاف‌پذیری آن در دمای پایین،‌ مقاومت نسبت به حلال‌ها و روغن‌ها را کاهش می‌دهد.
7- برای آمیزه سازی لاستیک نیتریل استفاده از مواد تقویت کننده همانندکربن سیاه برای دستیابی به استحکام بالا مورد نیاز می‌باشد زیرا این لاستیک در طی فرآیند کشش آمیزه پخت شده کریستالیزه نمی‌شوند.

به طور کلی با آمیزه‌سازی مناسب می‌توان تعادلی نسبتاً خوب میان خزش پایین، جهندگی خوب، ‌مانایی دائمی و مقاومت سایشی خوب حاصل کرد.
1-3- کاربردهای لاستیک نیتریل
ویژگی‌های لاستیک نیتریل آن را به عنوان ماده ای عالی برای کاربردهای درزبندی معرفی کرده است. محبوبیت لاستیک نیتریل به دلیل مقاومت عالی آن نسبت به فراورده‌های نفتی و همچنین توانایی آن برای سرویس در دماهای بالاتر از °C120 است. با این مقاومت دمایی ترکیبات لاستیک نیتریل می‌توانند در همه جا مقاومت داشته باشند اما بیشترین سرویس‌دهی را در کاربردهای اتومبیل‌سازی دارند. با بهره‌مندی از ویژگی‌های لاستیک نیتریل می‌توان آمیزه‌ها و قطعات قالب‌ گیری شده انتخابی را تولید کرد. از جمله کاربردهای لاستیک نیتریل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: شیلنگ‌های حمل سوخت و روغن، آب‌بندها و درزگیرها (نظیر اورینگ‌ها)‌، واشرهای استاتیک، درزگیر یاتاقان، درزگیر محفظه روغن، درزگیر بالایی پیستون، درزگیر اسفنجی، درزگیر جعبه دنده، دیافراگم پمپ سوخت، درزگیر پمپ آب، لنت ترمز، ضربه‌گیر، ‌درزگیر برای شفت و میل‌لنگ، گردگیرهای خرطومی، کوپلینگ، پوشش غلتک‌ها، شیلنگ‌های هیدرولیک و بادی، تسمه نقاله‌ها، درزگیری انواع لوله‌کشی‌ها و تجهیزات و اتصالات، غلتک چاپ، تخت کفش، دستکش، کف‌پوش‌ها، عایق‌های متخلخل اسفنجی جهت لوله‌ها، پوشش ظروف، شیلنگ‌های مقاوم در فشار بالا و آسترهای ترمز و کلاچ [2]. شکل1-1 توزیع مصرف لاستیک‌های نیتریل را در سال 2010 برای کاربردهای مختلف را نشان می‌دهد [3] :

1-4- ساختار شیمیایی
لاستیک نیتریل کوپلیمری بی‌نظم با جرم مولکولی بالا از 3،1 بوتادین و آکریلونیتریل است. جرم مولکولی وزنی متوسط نمونه‌های صنعتی بین 250000 تا 400000 گرم بر مول با توزیع نسبتاً پهن گزارش شده است. ساختار پلیمر بسته به شرایط پلیمریزاسیون می‌تواند بسیار خطی تا بسیار شاخه‌ای و شبکه ای شده باشد. توزیع واحدهای مونومری در پلیمر توس