ยาง

ยางเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการวัลคาไนเซชัน ซึ่งใช้ ยางธรรมชาติ ยางสังเคราะห์ หรือส่วนผสมของทั้งสองชนิด โดยทั่วไปสูตรผสมจะประกอบด้วยกำมะถันประมาณ 3%ผสมกับสารเติมแต่งต่างๆ ในกระบวนการ ยางเป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูง และมีความทนทานต่อสารเคมีอันตรายได้สูง

ยางธรรมชาติ

วัตถุดิบหลักของยางคือยางธรรมชาติ ซึ่งมีโครงสร้างเป็นพอลิไอโซพรีน cis-1,4 พบได้ในพืชหลายชนิดในรูปของน้ำยาง ซึ่งเป็น ระบบคอลลอยด์ ที่มีเฟสกระจายตัวเป็นยางธรรมชาติเป็นหลักและตัวกลางการกระจายตัวคือน้ำ นอกจากส่วนประกอบเหล่านี้แล้ว น้ำยางยังประกอบด้วยกรดไขมัน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และแร่ธาตุ น้ำยางจากแหล่งต่างๆ มีองค์ประกอบและปริมาณส่วนประกอบแต่ละอย่างแตกต่างกัน ผู้ผลิตน้ำยางรายใหญ่ที่สุด ได้แก่ ประเทศไทย อินโดนีเซีย มาเลเซีย และอินเดีย น้ำยางธรรมชาติได้มาจากน้ำเลี้ยงน้ำนมของต้นยาง น้ำยางสังเคราะห์สามารถเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางหรือผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายในการผลิตยางสังเคราะห์ได้

ยางสังเคราะห์

กลุ่มนี้รวมถึงยางทุกชนิดที่ได้จากการสังเคราะห์ทางเคมี การผลิตยางสังเคราะห์ทั่วโลกมีปริมาณเทียบเท่ากับยางธรรมชาติ วิธีการสังเคราะห์ส่วนใหญ่ใช้อิมัลชันและพอลิเมอไรเซชันแบบสารละลาย อีลาสโตเมอร์สังเคราะห์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่

วัตถุประสงค์ทั่วไป:

• ยางสไตรีนบิวทาไดอีน (SBR)
• ยางเอทิลีนโพรพิลีนไดอีน (EPDM)
• ยางไอโซพรีน (IR)
• ยางบิวทาไดอีน (BR)

วัตถุประสงค์พิเศษ:

• ยางคลอโรพรีน (CR)
• ยางไนไตรล์(-บิวทาไดอีน) (NBR)
• ยางบิวทิล (IIR)

วัตถุประสงค์เฉพาะ:

• ฟลูออโรซิลิโคน (FVMQ)
• ฟลูออโรคาร์บอนและอนุพันธ์ (FKM)
• ไฮโดรเจนเนตไนไตรล์ (HNBR)

อุตสาหกรรมยาง

อุตสาหกรรมยางเกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภท โดยยางรถยนต์และยางในมีสัดส่วนมากที่สุด คิดเป็นประมาณ 60%ของผลผลิตทั่วโลก ในจำนวนนี้ 60%เป็นยางรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและยางรถบรรทุกขนาดเล็ก และประมาณ 26%เป็นยางรถบรรทุก การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ ท่อยาง สายพานลำเลียง รองเท้า สิ่งของทางเทคนิค สินค้าเปียก (ถุงมือแบบใช้แล้วทิ้ง) สิ่งทอที่มีแผ่นรองหลังเป็นยางและกาว

คุณสมบัติของยางขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของส่วนประกอบที่ใช้ในสารประกอบยาง การเลือกส่วนประกอบของสารประกอบยางอย่างเหมาะสมจะทำให้ได้ยางที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกัน การคัดเลือกส่วนประกอบของส่วนผสมจะดำเนินการเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีคุณสมบัติเหมาะสม ซึ่งประกอบด้วย:

• ความทนทานต่อการสึกกร่อน (ยางใน)
• ทนทานต่ออุณหภูมิสูง
• ทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ
• การหน่วงไฟ;
• คุณสมบัติที่ต้องการสำหรับวัตถุดิบที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ยา ฯลฯ

ส่วนประกอบของสารประกอบยาง

นอกจากยางหรือส่วนผสมของยางหลายชนิดแล้ว สารประกอบยางยังประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้

• สารตัวเติม – ช่วยเพิ่มความต้านทานการเสียดสีของยางหรือปรับปรุงความทนทานต่อสารเคมีได้อย่างมีนัยสำคัญ สารตัวเติมแบบแอคทีฟมีบทบาทพิเศษในกรณีของยางสังเคราะห์ เนื่องจากผลิตภัณฑ์ยางที่ได้จากยางประเภทนี้ไม่สามารถใช้งานได้จริง เหตุผลก็คือความแข็งแรงเชิงกลที่ต่ำมากเมื่อเทียบกับยางธรรมชาติ สารตัวเติมที่พบมากที่สุดในอุตสาหกรรมยางคือคาร์บอนแบล็ก ซึ่งเป็นผลผลิตจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของน้ำมันหรือก๊าซ รวมกับการสลายตัวทางความร้อนและการปลดปล่อยคาร์บอน คาร์บอนแบล็กแบบแอคทีฟและแบบกึ่งแอคทีฟเป็นที่นิยมใช้มากที่สุด เตาเผาแบบ High Abrasion Furnace และ เตาเผาแบบ Intermediate Super Abrasion Furnace มีความต้านทานการเสียดสีสูงมากและป้องกันการสะสมความร้อนในยาง ซึ่งเป็นคาร์บอนแบล็กแบบแอคทีฟ เตาเผาแบบกึ่งแอคทีฟประกอบด้วยคาร์บอนแบล็กแบบอัดรีดเร็วและเตาเผาแบบทั่วไป สำหรับการอัดรีดอย่างรวดเร็วและการใช้งานทั่วไป สารตัวเติมที่สำคัญไม่แพ้กันในการออกแบบสารประกอบยางคือซิลิกา เช่นเดียวกับคาร์บอนแบล็ก ซิลิกาช่วยเพิ่มความต้านทานการเสียดสีของยางได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม โพลิโคลฟินมีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น การก่อตัวของอนุภาคที่เกาะกลุ่มกันอย่างถาวร ยากต่อการขึ้นรูปเป็นยางที่ไม่มีขั้ว และการดูดซับอนุภาคของสารเร่งปฏิกิริยาในระบบวัลคาไนซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้สารกระตุ้น (โพลีไกลคอล) และสารจับคู่ร่วมกับซิลิกา กลุ่ม PCC มีโพลิออก ซีเอทิลีนไกลคอล (PEG) หลากหลายชนิดที่พัฒนาขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมยางภายใต้ชื่อทางการค้าว่า โพลิโคลฟิน ผลิตภัณฑ์เฉพาะทาง ได้แก่ โพลิโคลฟิน 1500 เฟลกส์ โพ ลิโคลฟิน 4500 เฟลกส์ โพลิโคลฟิน 6000 เฟลกส์ และ โพลิโคลฟิน 8000 เฟลกส์ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีทั้งแบบเกล็ดและแบบผง

• สารเพิ่มคุณภาพพลาสติก – ช่วยให้มั่นใจว่าสารประกอบยางสามารถไหลได้อย่างเพียงพอเพื่ออำนวยความสะดวกในการแปรรูป นอกจากนี้ยังส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของสารประกอบที่ไม่ได้ผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์และวัลคาไนซ์ สารเพิ่มคุณภาพพลาสติกที่ใช้มีทั้งสารสังเคราะห์ (พทาเลต เทเรฟทาเลต) และสารที่ได้จากการแปรรูปน้ำมันดิบ (น้ำมันแร่: พาราฟิน แนฟเทนิก อะโรมาติก) ขึ้นอยู่กับประเภทของยาง PCC Group มีสารเพิ่มคุณภาพพลาสติกเฉพาะทางในซีรีส์ Roflex ที่มีฤทธิ์หน่วงไฟ Roflex 50 / Roflex 65 และRoflex T70 มีประสิทธิภาพในการ Roflex ไฟ Roflex T45 มีประสิทธิภาพในการปรับสภาพพลาสติกที่อุณหภูมิต่ำ Roflex T70L ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสูตรเฉพาะที่มีความหนืดสูง และการใช้งานที่คำนึงถึงมนุษย์และสิ่งแวดล้อม สารเพิ่มคุณภาพพลาสติกในกลุ่ม Roflex ทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพกับสารเพิ่มคุณภาพพลาสติกทั่วไป เพื่อให้ได้คุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

• สารหน่วงไฟ – สารเคมีที่ช่วยลดความไวไฟของผลิตภัณฑ์ยาง สารสำคัญที่สุด ได้แก่ อะลูมิเนียมและแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ แอนติโมนีไตรออกไซด์ คลอโรพาราฟิน และแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต การใช้สารเติมแต่งเหล่านี้ร่วมกับสารพลาสติไซเซอร์หน่วงไฟกลุ่ม Roflex ช่วยเพิ่มศักยภาพในการปรับปรุงคุณสมบัติการติดไฟของผลิตภัณฑ์ยาง

• ระบบเชื่อมขวาง – สารเติมแต่งทั้งหมดที่ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของยางเนื่องจากการสร้างสะพานเชื่อมระหว่างสายโซ่ยาง การเชื่อมขวางด้วยกำมะถัน (วัลคาไนเซชัน) หรือออกไซด์ของโลหะและเปอร์ออกไซด์เป็นวิธีการที่นิยมใช้กันมากที่สุด มีการใช้กำมะถันธาตุหรือกำมะถันพอลิเมอร์ และเป็นตัวกระตุ้น เช่น ซิงค์ออกไซด์ร่วมกับสเตียริน การใช้สารเร่งปฏิกิริยามีความสำคัญ ได้แก่ ไดไทโอคาร์บาเมต ไทแรม ไทอะโซล หรือไทโอยูเรีย

• สารเติมแต่งอื่นๆ – นี่คือกลุ่มสารเติมแต่งขนาดใหญ่ที่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเฉพาะของสารประกอบยาง สารต้านอนุมูลอิสระ สารต้านโอโซน ขี้ผึ้งป้องกัน หรือสีย้อมและรงควัตถุ ถูกนำมาใช้ ในกลุ่มสารต้านอนุมูลอิสระ สามารถแยกแยะ สารคงสภาพความร้อน ได้ ซึ่งใช้สำหรับส่วนผสมที่มีแนวโน้มสลายตัวที่อุณหภูมิการแปรรูป ผลิตภัณฑ์ของ PCC Group ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจำนวนมาก ได้แก่ กลุ่มผลิตภัณฑ์ Rostabil สารเติมแต่งเหล่านี้มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระและยังสามารถทำหน้าที่เป็นสารคงสภาพความร้อน ป้องกันการเสื่อมสภาพของสารประกอบยางระหว่างการแปรรูป

สารเติมแต่งกลุ่มหนึ่งที่น่าสนใจมากคือสารที่มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์โดยการลดความต้านทานพื้นผิวของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป PCC Group นำเสนอ สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ ชนิดน้ำภายใต้ชื่อทางการค้า EXOstat เมื่อนำไปใช้ภายใน สารเติมแต่งนี้จะเคลื่อนที่ไปยังพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับความชื้นในบรรยากาศ ทำให้ความต้านทานพื้นผิวลดลงและช่วยให้ประจุไฟฟ้าสถิตย์ระเหยออกไปได้เป็นระยะเวลานาน