رزین ها چسبناک هستند که از روش پخت باعث تولید پلیمر سفت می شوند. همانطور که قبلا به آن اشاره کردیم رزین ها دو نوع مصنوعی و طبیعی هستند. برخی از رزین های مصنوعی خواصی مشابه با رزین های گیاهی طبیعی دارند، اما بسیاری از آنها بسیار متفاوت هستند.اما در صنعت تایر سازی از رزین های مختلفی استفاده می شود که ما به آن می پردازیم.
رزین ها براساس نوع عملکردشون به دو گروه تقسیم می شودند:
رزین ولکانیزاسیون که با پیوندهای غیر اشباع موجود در ساختار لاستیک واکنش داده و آن را به هم متصل می کند.
رزین چسبنده که با مواد لاستیک مخلوط شده و در طول فرآیند ساخت تایر بدون تغییر باقی می ماند. همچنین چسبندگی لازم را بین لایه های مختلف فراهم می کند.
کاربرد رزین در لاستیک سازی شامل:
رزین ولکانیزاسیون
ترکیبات لاستیکی خام دارای زنجیره های طولانی و پیوسته بدون هیچ گونه پیوند عرضی در بین زنجیره ها هستند. بنابراین، هنگامی که این ترکیبات فرآوری می شوند، قادر به حفظ شکل دائمی خود نیستند. در سال 1839، زمانی که گودیر فرآیند ولکانیزاسیون لاستیک را کشف کرد، این اشکال برطرف شد. زنجیرهای موجود در ساختار لاستیک خام به دلیل واکنش شیمیایی با عوامل پخت به هم متصل می شوند و حالت دوبعدی آنها به شکل سه بعدی تبدیل می شود. محصول چنین فرآیندی می تواند شکل دائمی خود را حفظ کند و همچنین خواص آن به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
پخت یا ولکانیزاسیون لاستیک واکنشی است در نقاط غیراشباع ساختار یک لاستیک یا الاستومر و تشکیل پیوندهای عرضی در ساختار مربوطه. با ایجاد پیوندهای عرضی بین زنجیره های بلند پلیمری، فرآیند ولکانیزاسیون باعث کاهش انعطاف پذیری لاستیک و افزایش خاصیت ارتجاعی آن می شود. هنگامی که رزین ولکانیزه می شود، مقاومت لاستیک در برابر سایش، استحکام کششی و مقاومت شیمیایی افزایش می یابد.
رایج ترین روش برای پخت یا ولکانیزه کردن لاستیک استفاده از گوگرد است. این روش یک روش قدیمی و مقرون به صرفه است که در آن یک ساختار سه بعدی با تشکیل پیوندهای گوگردی بین زنجیره های پلیمری تشکیل می شود. پراکسیدها به عنوان عوامل اتصال عرضی برای لاستیک ها استفاده می شوند. روش پخت مبتنی بر پراکسید به دلیل مکانیزم رادیکال آزاد به کار گرفته شده دارای محدودیت هایی است. به عنوان مثال، برخی از لاستیک ها مانند لاستیک بوتیل را نمی توان با استفاده از روش مبتنی بر پراکسید به طور کامل پخت کرد. از سوی دیگر، قطعات رادیکال آزاد تولید شده توسط تفکیک آغازگر پراکسید برای اپراتورهای تولید خطرناک هستند.
رزین های فنولیک
رزین های فنولیک نوعی پلیمر ترموست هستند، به این معنی که از حالت پخته نشده به شکلی تغییر یافته عمل می کنند و مانند ترموپلاستیک ها نمی توانند دوباره ذوب شوند. آنها از واکنش تراکم فنل با فرمالدئید در حضور یک کاتالیزور سنتز می شوند.
در مقایسه با سایر رزین های پلیمری ترموست مانند پلی استر، یورتان، اپوکسی و ملامین، رزین های فنولیک بهتر می توانند گرما و مواد شیمیایی خشن را تحمل کنند. آنها با SBR، بوتیل، لاستیک طبیعی و لاستیک نیتریل سازگار هستند.
رزین های فنلی دارای محتوای فنل کم هستند و با بسیاری از حلال ها از جمله الکل ها، الکل های بالاتر، کتون ها، استرها، هیدروکربن های معطر، هیدروکربن های کلردار، هیدروکربن های آلیفاتیک و روغن سازگار هستند.
الاستومر
در مقایسه با سایر تکنیک ها، استفاده از رزین فنولیک به عنوان یک عامل ولکانیزاسیون یا پخت دارای مزایایی است. به عنوان مثال، استفاده از گوگرد منجر به تشکیل پیوندهای گوگرد- کربن می شود، در حالی که استفاده از رزین فنلی منجر به تشکیل پیوند کربن- کربن می شود. در رطوبت بالا و به ویژه در دماهای بالا، پیوند گوگرد- کربن در مقایسه با پیوند کربن- کربن بیشتر مستعد هیدرولیز است.
استفاده از رزین رزول فنلی آلکیله برای ساخت مثانه یکی از کاربردهای این رزین در صنعت تایرسازی است. مثانه بخشی لاستیکی است که از درصد خاصی از مواد خام از جمله لاستیک ایزوپرن، لاستیک ایزوبوتیل، دوده و رزین فنلی ساخته شده است. در طی فرآیند ساخت تایر، پس از چیدمان کامل لایه های مختلف تایر و مونتاژ تایر، آن را در قالب قرار می دهند. در این مرحله از مثانه برای فشار دادن و پخت تایر استفاده می شود. بخار فشار بالا به داخل قالب وارد می شود و گرمای بخار فرآیند پخت را آغاز می کند. پخت لاستیک با مثانه یک فناوری رایج است که در اکثر نقاط جهان استفاده می شود.
پلی استری
لاستیک پلی استر یکی از مهم ترین لاستیک های صنعتی است که کاربردهای فراوانی دارد. این لاستیک از دانه های لاستیک خرد شده با رزین پلی استر ساخته شده است. رزین پلی استر ماده ای است که بیشتر در مجسمه سازی و تولید سنگ مصنوعی استفاده می شود. رزین پلی استر به همراه دانه های لاستیکی خرد شده در یک کوره قرار داده شده و با هم مخلوط می شوند.
هنگامی که یک تکه لاستیک از کوره خارج می شود؛ مولکول های پلی استر و لاستیک با هم ترکیب می شوند و یک محصول واحد را تشکیل می دهند. لاستیک پلی استر یکی از معروف ترین لاستیک ها در زمینه مقاومت کششی و سایش است. از مهمترین ویژگی های این محصول می توان به مقاومت حرارتی (تا 120 درجه سانتی گراد)، انتقال حرارت بسیار کم، عایق الکتریکی، مقاومت و نگهداری سازه در دمای زیر صفر (تا منفی 50 درجه سانتی گراد) اشاره کرد.
مقاومت در برابر اشعه های مخرب مانند اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر کشش و سایش، تحمل فشار از ویژگی دیگر که این محصول را به پرمصرف ترین لاستیک صنعتی تبدیل کرده است.