971-15-3 مسرع المطاط ثنائي بنتاميثلين ثيورام هيكساسكبريتيد DPTT (DPTH) C12H20N2S8

إن تعزيز كفاءة عملية الفلكنة المطاطية هو معيار مهم لقياس جودة المسرع. ووفقًا للتقارير، فإن توصيف المسرعات في الداخل والخارج يتم بشكل أساسي من جانبين لخصائص تعزيز الفلكنة والخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمطاط المبركن. الخصائص الرئيسية لتعزيز الفلكنة هي معدل الفلكنة ووقت فحم موني ووقت الفلكنة الإيجابي ودرجة حرارة الفلكنة الإيجابية وتسطيح الفلكنة وقابلية العودة المضادة للفلكنة في مرحلة الإفراط في الفلكنة. يتم التحقيق في الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمطاط المبركن بشكل أساسي من حيث الصلابة والمرونة وخصائص الشد وخصائص الاحتكاك وخصائص الشيخوخة الحرارية. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، تم إجراء الكثير من الأبحاث حول تأثير المسرعات على الخصائص اللزجة المرنة الديناميكية للمطاط المبركن.

في الواقع، تعتمد فعالية المسرع على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمطاط المبركن الذي يمنحه، وتلعب طبيعة الروابط المتشابكة في المطاط المبركن (النوع والكثافة) دورًا حاسمًا في تطبيقه وخصائص عمله. لا تعتمد قوة وقوة المطاط المبركن الميكانيكية الديناميكية على خصائص سلسلة البوليمر نفسها فحسب، بل ترتبط أيضًا بشكل مباشر بعدد سلاسل دعم الشبكة في شبكة الترابط الكلية (في إشارة إلى سلسلة الاتصال بين نقطتي اتصال). تحدد كثافة الترابط عدد سلاسل الدعم في الشبكة. وقد ورد [14] أن صلابة وإجهاد الاستطالة المستمر للمطاط المبركن يزدادان مع زيادة كثافة الترابط، وتبدأ قوة التمزق وعمر التعب والصلابة وقوة الشد في الزيادة مع زيادة كثافة الترابط، ثم تنخفض مع زيادة كثافة الترابط بعد الوصول إلى قيمة قصوى معينة. تنخفض خصائص الهستيريسيس والتشوه الدائم مع زيادة كثافة الترابط.

مسرع عملية الفلكنة للمطاط عبارة عن مادة كيميائية تزيد من معدل الفلكنة، وهي العملية الكيميائية التي تتضمن إضافة الكبريت إلى المطاط لإنشاء روابط متقاطعة بين سلاسل البوليمر. تعمل المسرعات على تسريع تفاعل الارتباط المتقاطع هذا دون رفع درجة الحرارة المطلوبة لعملية الفلكنة بشكل كبير.

هناك عدة فئات من المسرعات، بما في ذلك الثيويوريا والسلفامينات والغوانيدينات والديثيوكاربامات. تعمل كل فئة من خلال آليات مختلفة لتعزيز عملية الفلكنة. على سبيل المثال:

- الثيويوريا، مثل N-سيكلوهكسيل-2-بنزوثيازول سلفوناميد (CBS) وN-تيرت-بوتيل-2-بنزوثيازول سلفوناميد (MBTS)، هي من أكثر المسرعات استخدامًا. تتفاعل مع الكبريت لتكوين جذور يمكنها أن تتسلل إلى سلاسل البوليمر المطاطية، مما يسهل الترابط المتبادل.
- تتفاعل السلفينامينات، مثل ديفينيل غوانيدين (DPG)، أيضًا مع الكبريت لإنتاج أنواع نشطة يمكنها المشاركة في عملية الفلكنة.

- تتحلل ثنائيات الثيوكربامات، مثل ثنائي كبريتيد رباعي ميثيل ثيورام (TMTD)، لإنتاج الكبريت والجذر الذي يمكن أن يشارك في تفاعل الفلكنة.

يعتمد اختيار المسرع على عوامل مثل نوع المطاط الذي تتم معالجته، ومعدل ومدى عملية البركنة المطلوبة، ومتطلبات الاستخدام النهائي لمنتج المطاط. تعتبر المسرعات ضرورية لتحقيق معدلات المعالجة المثلى والخصائص النهائية للمطاط المبركن.

تُعرف عملية الفلكنة الديناميكية، المعروفة أيضًا باسم الفلكنة في الموقع أو المعالجة التفاعلية، بأنها عملية تُستخدم في تصنيع الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية (TPEs). وهي تنطوي على عملية الفلكنة وصهر مكون حراري بلاستيكي ومكون مطاطي في نفس الوقت. تسمح هذه العملية بتكوين مادة ذات خصائص حرارية بلاستيكية وإيلاستومرية.

أثناء عملية البركنة الديناميكية، يتم دمج المطاط (الذي يعتمد غالبًا على المطاط الطبيعي أو البوليمرات الاصطناعية مثل مطاط ستيرين بوتادين، SBR) مع مادة بلاستيكية حرارية (مثل البولي بروبيلين، PP، أو مونومر إيثيلين بروبيلين ديين، EPDM) وعوامل البركنة (الكبريت أو المواد الكيميائية المكافئة). ثم تتم معالجة الخليط في خلاط داخلي أو آلة بثق مزدوجة اللولب، حيث يتعرض لدرجات حرارة مرتفعة وقوى قص.
 

يؤدي القص العالي ودرجة الحرارة المرتفعة إلى تفاعل كيميائي يربط بين مكونات المطاط بينما يذوب في نفس الوقت المادة البلاستيكية الحرارية. وينتج عن هذا التوازن الديناميكي مادة تظهر سلوكًا مرنًا مشابهًا للمطاط المبركن في درجة حرارة الغرفة ولكن يمكن معالجتها وإعادة تدويرها مثل المواد البلاستيكية الحرارية.

يتم تسهيل عملية الفلكنة الديناميكية عن طريق إضافة مواد كيميائية محددة، مثل البيروكسيدات أو المحفزات التي تعزز تفاعلات الترابط عند درجات الحرارة الأعلى التي يتم تحقيقها أثناء المعالجة. يجب التحكم بعناية في الظروف الدقيقة - درجة الحرارة والوقت والقص - لتحسين خصائص المادة، وضمان أن يصبح المطاط مترابطًا بشكل كافٍ دون تدهور المصفوفة البلاستيكية الحرارية.

تقدم هذه التقنية العديد من المزايا مقارنة بعمليات البركنة التقليدية، بما في ذلك سهولة التصنيع، وأوقات دورة أسرع في التصنيع، والقدرة على إعادة تدوير المواد بسهولة أكبر. تمكن البركنة الديناميكية من إنشاء مواد ذات مجموعة واسعة من التطبيقات، من أختام السيارات والخراطيم إلى الأجهزة الطبية والمنتجات الاستهلاكية.

التغيير الأكثر أهمية هو أن المطاط غير المبركن هو من البلاستيك الحراري، أي أنه يلين عند تسخينه ويتصلب عند تبريده. تعمل عملية البركنة على تحويل المطاط إلى مادة صلبة بالحرارة، مما يعني أنه يحتفظ بشكله حتى عند الوصول إلى درجة حرارة القالب الأصلية.

المطاط المبركن أقوى وأكثر مرونة من نظيره غير المبركن. يعمل الارتباط المتبادل بين سلاسل البوليمر على تعزيز مقاومة المادة لقوى الشد والاستطالة.

يعمل الربط المتبادل على تحسين مقاومة المطاط المبركن للزيوت والدهون والأحماض والقلويات، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب الحماية ضد هذه المواد.

تعمل الروابط المتقاطعة على تقليل انتشار الغازات عبر المطاط، وهو أمر مفيد لتطبيقات الختم حيث تكون سلامة الغاز أو الهواء ضرورية.

يمكن للمطاط المبركن أن يتحمل درجات حرارة أعلى دون أن يتشوه أو يفقد خصائصه الميكانيكية مقارنة بالمطاط غير المبركن.

تعمل شبكة الترابط المتقاطع على زيادة متانة المطاط، مما يجعله أقل عرضة للتآكل بسبب الاحتكاك.

يتميز المطاط المبركن بمقاومته المتزايدة للعوامل الجوية والأشعة فوق البنفسجية، مما يبطئ عملية التحلل ويطيل عمر خدمة المادة.

تسمح عملية الفلكنة بالتحكم بشكل أفضل في صلابة المطاط من خلال ضبط نظام الفلكنة (محتوى الكبريت، ونوع المسرع والكمية، ووقت المعالجة، ودرجة الحرارة).

اعتمادًا على درجة الترابط المتبادل والصيغة، يمكن للمطاط المبركن أن يُظهر خصائص عازلة أو موصلة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة من التطبيقات الكهربائية.