การคงรูปยางสามารถใช้สารเคมี
(บวกกับความร้อน) หรืออาจจะใช้รังสีหรือคลื่นพลังงาน เช่น รังสีแกมมา ลำอิเล็กตรอน
คลื่นไมโครเวฟ ก็ได้
แต่การคงรูปโดยใช้รังสีจำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่มีราคาแพงและใช้ได้ดีในกรณีที่เป็นชิ้นงานบางๆ
เท่านั้น ดังนั้นการคงรูปที่ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรม คือ การใช้สารเคมี (บวกกับความร้อน)
ระบบการคงรูปที่ใช้สารเคมีแบ่งออกเป็น 3
ระบบใหญ่ๆ ได้แก่
1.
ระบบการคงรูปด้วยกำมะถัน (sulfur
vulcanization)
2.
ระบบการคงรูปด้วยเพอร์ออกไซด์ (peroxide
vulcanization)
3.
ระบบการคงรูปด้วยสารเคมีอื่นๆ
ระบบการคงรูปด้วยกำมะถัน (sulfur
vulcanization)
ระบบการคงรูปด้วยกำมะถันเป็นระบบที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน
เพราะเป็นระบบที่มีต้นทุนต่ำ การคงรูปสามารถเกิดขึ้นได้เร็ว
และยางคงรูปที่ได้มีสมบัติเชิงกลที่ดี
ระบบนี้นิยมใช้กับยางทุกชนิดที่มีพันธะคู่อยู่ในโมเลกุล
โดยเฉพาะยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ส่วนใหญ่ เช่น SBR, IR, BR, NBR เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ก็มีข้อจำกัดหลัก คือ
ไม่สามารถใช้ในการคงรูปยางที่ไม่มีพันธะคู่อยู่ในโมเลกุล เช่น ยางซิลิโคน หรือยาง EPM
ระบบการคงรูปด้วยเพอร์ออกไซด์ (peroxide
vulcanization)
แม้
ว่าระบบการคงรูปด้วยเพอร์ออกไซด์จะสามารถใช้ได้ดีกับยางส่วนใหญ่
(ทั้งที่มีพันธะคู่และไม่มีพันธะคู่ในโมเลกุล)
แต่เนื่องจากระบบนี้มีต้นทุนสูงกว่าระบบการคงรูปด้วยกำมะถันและยางคงรูปที่
ได้มีสมบัติทั้งเชิงกลและเชิงพลวัตต่ำกว่ายางที่ได้จากการคงรูปด้วยกำมะถัน
ประกอบกับเพอร์ออกไซด์จัดเป็นสารเคมีที่ค่อนข้างอันตราย
การขนย้ายและการเก็บรักษาต้องทำด้วยความระมัดระวัง
ดังนั้นการคงรูปด้วยเพอร์ออกไซด์นั้นจึงนิยมใช้กับยางที่ไม่มีพันธะคู่ใน
โมเลกุล
(เช่น EPM, EVA, CPE หรือ Q เป็นต้น)
หรือยางที่มีปริมาณพันธะคู่ในโมเลกุลต่ำมากเท่านั้น (เช่น HNBR, EPDM) สำหรับยางอื่นๆ นิยมคงรูปด้วยกำมะถันมากกว่า
ยกเว้นกรณีที่ต้องการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ทนต่อความร้อนได้ดีและ/หรือมีค่าการเสียรูปถาวรหลังกด
(compression set) ต่ำเท่านั้น
ระบบการคงรูปด้วยสารเคมีอื่นๆ
นอกจากระบบหลักๆ 2
ระบบดังที่กล่าวมาแล้ว ยังมีการนำสารทำให้ยางคงรูปชนิดอื่นๆ
มาใช้ในการคงรูปด้วยเช่นกัน แต่มีการใช้น้อยหรือใช้ในกรณีที่จำเป็น เช่น
การคงรูปของยางคลอโรพรีน (chloroprene; CR) เป็นต้น
สารเคมีอื่นๆ ได้แก่ ซีลีเนียม เทลลูเรียม โลหะออกไซด์ (ซิงก์ออกไซด์
แมกนีเซียมออกไซด์ ออกไซด์ของตะกั่ว) สารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชัน 2 หมู่ (difunctional
compounds)
เทคนิคที่ใช้ในการคงรูป (vulcanization
techniques)
เทคนิคที่ใช้ในการคงรูปมีหลายวิธี
ขึ้นกับความเหมาะสมและรูปร่างของผลิตภัณฑ์
1.
การคงรูปของยางที่ขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์
ผลิตภัณฑ์ยางที่ขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์จะทำให้ยางคงรูปได้ด้วยวิธีอัด
(press)
โดยวางแม่พิมพ์ที่มียางคอมพาวด์อยู่ภายในลงบนแผ่นกดอัด (platen)
ของเครื่องกดอัดระบบไฮดรอลิก (hydraulic press) ที่สามารถเลื่อนขึ้นลงได้ (ดูการขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์แบบกดอัดประกอบ)
2.
การคงรูปของยางที่ขึ้นรูปด้วยวิธีอัดผ่านดายโดยใช้เครื่องเอ็กซทรูด
การคงรูปของเอ็กซทรูดเดตแบ่งได้เป็น
2 เทคนิค ได้แก่ เทคนิคการคงรูปแบบไม่ต่อเนื่อง (การคงรูปในหม้ออบไอน้ำความดันสูง)
และ เทคนิคการคงรูปแบบต่อเนื่อง (การคงรูปในถังของเหลว หรือ การคงรูปใน fluidized bed)
1. การคงรูปในหม้ออบไอน้ำความดันสูง
หม้ออบไอน้ำความดันสูงหรือที่เรียกกันว่า
หม้อออโตเครฟ (autoclave)
รูปทรงกระบอกวางในแนวตั้งหรือแนวนอน
มีไอน้ำเป็นตัวให้ความร้อน
อุณหภูมิของไอน้ำจะขึ้นกับความดันภายในหม้ออบ
นำเอ็กซทรูดเดตที่ได้จากการขึ้นรูปส่งผ่านไปยังถังใส่สารหล่อลื่นเพื่อ
ป้องกันการติดกันก่อนที่จะถูกส่งต่อไปพันรอบ
วงล้อกลมและนำเข้าไปอบในหม้อออโตเครฟ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น