تركيب المطاط حرفة ناضجة. فالمُركِّب الجيد يستطيع أن يخبرك كيف ستتصرف الوصفة من منحنى الخلط وحده. لذلك عندما تظهر مادة مالئة جديدة، تكون الأسئلة عملية: ماذا تفعل في خلطتي، وكيف تدخل إلى خلاطي، وماذا ستفعل بالمعالجة والتشغيل؟ يجيب هذا المقال عن هذه الأسئلة بالنسبة إلى الغرافين، وبالأخص إضافة الغرافين للمطاط لدينا (Graphene Rubber Additive).
لماذا يهتم المُركِّبون بالغرافين
تعتمد خلطات المطاط على مواد مالئة مقوية لمقاومة الاحتكاك والتمزق وتراكم الحرارة. ويحظى الغرافين بالاهتمام لعدة أسباب:
- التقوية: الغرافين من أقوى المواد التي قيست (Lee et al., Science, 2008)، ويمكن لرقائقه الرقيقة ذات نسبة الأبعاد العالية أن تتفاعل مع مساحة كبيرة من البوليمر.
- تبديد الحرارة: يوصل الغرافين الحرارة جيدًا جدًا، وهذا مهم في القطع التي تتراكم فيها الحرارة أثناء الانثناء، مثل السيور وخلطات الإطارات.
- الحاجز: يمكن للرقائق المسطحة أن تبطئ نفاذ الغازات، وهذا مهم للبطانات الداخلية والخراطيم وموانع التسرب.
- التحكم في الكهرباء الساكنة: عند نسب تحميل مناسبة، يمكن للغرافين أن يسهم في التوصيل الكهربائي.
هذه أمور صُمم الغرافين للمساعدة فيها. ولا ننشر أرقام أداء للمطاط. وتُقارن كل خلطة بالخلطة الحالية لدى العميل.
ما هي الإضافة
- الوسط الناقل: مشتتة مسبقًا في وسط ناقل مطابق لخلطتك، فلا يوجد مسحوق غرافين جاف على المطحنة أو في الخلاط الداخلي.
- الاستخدامات: السيور، والخراطيم، وموانع التسرب، والحشيات، والمنتجات المقولبة والمبثوقة، وخلطات الإطارات.
- الجرعة: من 1٪ إلى 7٪ وزنًا، حسب الاستخدام، مع معدل أولي مقترح لكل تجربة.
- الحالة: لا تحتوي على أسود الكربون، patent pending (براءة اختراع قيد الإيداع)، مصنوعة في الولايات المتحدة في Charlotte, NC.
للتوضيح: إضافتنا لا تحتوي على أسود الكربون. وهذا لا يعني أنها تحل محل أسود الكربون في وصفتك. فما إذا كان الغرافين يستطيع تقليل نظام المواد المالئة الحالي لديك أو استكماله أو العمل إلى جانبه هو بالضبط نوع السؤال الذي تجيب عنه التجربة.
إدخالها إلى الخلطة
المواد النانوية الجافة صعبة في المطاط. فهي تطفو وتثير الغبار وتحتاج إلى قص كبير لتفتيتها. أما الإضافة المشتتة مسبقًا فتدخل أشبه بزيت تشغيل أو مكوّن سائل في خلطة أساسية (masterbatch). أخبرنا بالبوليمر لديك (المطاط الطبيعي، SBR، NBR، EPDM، وغيرها)، ومعدات الخلط، وتسلسل الخلط، وسنطابق الوسط الناقل ونقترح متى تُضاف خلال الدورة.
خطة تجربة الخلطة
- اختر خلطة مرجعية ذات مجموعة بيانات كاملة: لزوجة موني، ومنحنى المعالجة، والخصائص الفيزيائية، وأي اختبارات تطبيقية.
- حدّد التجربة. غرافين يُضاف فوق الوصفة الحالية، أو غرافين مع كمية مخفضة من مادة مالئة موجودة. وأجرِ كلًا منهما كسلسلة منفصلة.
- اخلط بالتوازي. حجم الدفعة نفسه، ومعامل الملء نفسه، وتسلسل الخلط نفسه. وسجّل طاقة الخلط ودرجة حرارة التفريغ.
- افحص التشغيل. لزوجة موني والاحتراق المبكر (scorch)، ثم منحنى المعالجة على مقياس الريولوجيا. قد يؤثر الغرافين في المعالجة، لذا قارن أزمنة المعالجة قبل مقارنة الخصائص.
- اختبر الخصائص الفيزيائية. الشد والاستطالة والمعامل والصلادة، ثم التمزق والاحتكاك. واستخدم تحضير العينات نفسه كما في مرجعك.
- اختبر ما تحتاجه القطعة. تراكم الحرارة، والتشوه الدائم بالضغط، ومقاومة السوائل، والنفاذية، أو التوصيل، حسب الاستخدام.
- انظر إلى التشتت. اقطع عينة معالَجة وافحصها بحثًا عن نقاط أو تكتلات.
أخطاء يجب تجنبها
- تغيير أمرين في وقت واحد. إذا أضفت الغرافين وغيّرت حزمة المعالجة في التجربة نفسها، فلن تعرف ما الذي حرّك النتيجة.
- نسب تحميل قليلة جدًا. نسبة واحدة لا تخبرك بالكثير. أما نسبتان أو ثلاث حول المعدل الأولي فتُظهر اتجاهًا.
- تجاهل المعالجة. قارن الخصائص عند حالات معالجة متكافئة، لا عند الزمن ودرجة الحرارة نفسيهما إذا اختلفت منحنيات المعالجة.
ما لا ندّعيه
لا ندّعي أرقامًا للاحتكاك أو التمزق أو مقاومة الدحرجة أو المتانة لخلطات المطاط المصنوعة بإضافتنا، وليست لدينا دراسات حالة لعملاء نشاركها. وسيخبرك مقياس الريولوجيا ومختبر الاختبار لديك ما إذا كانت تستحق مكانًا في الوصفة.
«أهل المطاط يخلطون دفعة ويعالجونها ثم يشدّونها حتى تتمزق. وهذه هي الطريقة الصحيحة للحكم على أي مادة مالئة، بما فيها مادتنا». — Frans Alkemade
التعامل في غرفة الخلط
حرّك العبوات أو رجّها قبل الاستخدام، وزِن الإضافات لكل دفعة، وسجّل رقم الدفعة على بطاقة الدفعة. ولأن الإضافة سائلة، فلا يوجد مسحوق ناعم يتسرب أثناء التلقيم، وهذا يحافظ أيضًا على نظافة غرفة الخلط.
قراءات ذات صلة
راجع كيف تختار الوسط الناقل لتشتت الغرافين، ودليلنا لمُركِّبي البلاستيك، والغرافين في صناعة السيارات.
اقرأ البيان الصحفي لإضافة المطاط، أو راجع صفحة البوليمرات والإلاستومرات بالغرافين، أو اطلب عرض سعر وعينات.
الأسئلة الشائعة
ماذا يفعل الغرافين في المطاط؟
يُدرس كإضافة مقوية يمكن أن تساعد في مقاومة الاحتكاك والتمزق وتبديد الحرارة والحاجز. وتعتمد النتائج على الخلطة؛ ولا ننشر أرقامًا للمطاط.
هل تحتوي الإضافة على أسود الكربون؟
لا. لا تحتوي على أسود الكربون، وهي مشتتة مسبقًا في وسط ناقل مطابق لخلطتك.
كم أستخدم من إضافة الغرافين للمطاط؟
من 1٪ إلى 7٪ وزنًا، حسب الاستخدام. ونقترح معدلًا أوليًا لكل خلطة.
هل سيغيّر الغرافين المعالجة لديّ؟
قد يحدث ذلك. أجرِ منحنى معالجة على مقياس الريولوجيا للخلطة المعالَجة، وقارن الخصائص عند معالجة متكافئة.
اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية
أخبرنا بمادتك، والخاصية التي ترغب في تحسينها، والوسط الناقل الذي تستخدمه (ماء أو مذيب أو راتنج أو زيت)، وكمياتك. الأسعار والعينات متاحة عبر عرض السعر فقط. اتصل على 704-659-3682 أو اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية / صحيفة بيانات السلامة.
