वल्कनीकरण
वल्केनाइजेशन (ब्रिटिश: वल्केनाइजेशन) रबड़ को सख्त करने की प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला है।[1] यह शब्द मूल रूप से गंधक के साथ प्राकृतिक रबर के उपचार के लिए विशेष रूप से संदर्भित है, जो कि सबसे आम अभ्यास है। यह विभिन्न माध्यमों से अन्य (सिंथेटिक) घिसने वालों की सख्तता को शामिल करने के लिए भी विकसित हुआ है। उदाहरणों में धातु ऑक्साइड का उपयोग करके RTV सिलिकॉन और क्लोरोप्रीन रबर (नियोप्रीन) के माध्यम से सिलिकॉन रबर शामिल हैं।
वल्केनाइजेशन को elastomer ्स के क्यूरिंग (रसायन विज्ञान) के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, इस संदर्भ में कभी-कभी 'वल्केनाइजेशन' और 'क्योरिंग' शब्दों का इस्तेमाल किया जाता है। यह बहुलक श्रृंखला के वर्गों के बीच पार लिंक बनाकर काम करता है जिसके परिणामस्वरूप कठोरता और स्थायित्व में वृद्धि होती है, साथ ही साथ सामग्री के यांत्रिक और विद्युत गुणों में अन्य परिवर्तन भी होते हैं।[2] वल्केनाइजेशन, आम तौर पर अन्य थर्मोसेटिंग पॉलिमर के इलाज के साथ, आमतौर पर अपरिवर्तनीय होता है।
वल्केनाइजेशन शब्द वल्कन (पौराणिक कथाओं) से लिया गया है, जो आग और जाली के रोमन देवता हैं।
इतिहास
रबड़-लेटेक्स-मेसोअमेरिकन संस्कृतियों में हजारों वर्षों से जाना जाता था, गेंदों, सैंडल तलवों, रबर बैंड और जलरोधक कंटेनर बनाने के लिए इस्तेमाल किया जाता था। रबर को एज़्टेक साम्राज्य के भीतर विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए संसाधित किया गया था - रबर और लेटेक्स माल को संसाधित और निर्मित किया गया था, और फिर उपयोग या आगे वितरण के लिए राजधानी में भेज दिया गया था।[3] 19वीं शताब्दी के आरंभिक रबर ट्यूब टायर एक गर्म सड़क पर चिपचिपे हो जाते थे, जब तक कि उनमें मलबा फंस नहीं जाता था और अंततः टायर फट जाते थे।
चार्ल्स गुडइयर, 1830 के दशक में, उन ट्यूब टायरों को बेहतर बनाने के लिए काम कर रहे थे। उसने रबर को गर्म करने की कोशिश की ताकि उसमें अन्य रसायन मिलाए जा सकें। ऐसा लगता है कि यह रबड़ को सख्त और बेहतर बनाता है, हालांकि यह खुद को गर्म करने के कारण था न कि इस्तेमाल किए गए रसायनों के कारण। इस बात का अहसास न होने पर, जब उनके घोषित कठोर सूत्र लगातार काम नहीं करते थे, तो उन्हें बार-बार असफलताओं का सामना करना पड़ता था। 1839 में एक दिन, जब रबर को सल्फर के साथ मिलाने की कोशिश की जा रही थी, गुडइयर ने गलती से इस मिश्रण को एक गर्म फ्राइंग पैन में गिरा दिया। उनके विस्मय के लिए, आगे पिघलने या वाष्पीकरण के बजाय, रबर दृढ़ रहा और जैसे-जैसे उसने गर्मी बढ़ाई, रबर सख्त होता गया। गुडइयर ने जल्दी से इस कठोरीकरण के लिए एक सुसंगत प्रणाली तैयार की, जिसे शामिल गर्मी के कारण उन्होंने वल्केनाइजेशन कहा। उन्होंने उसी वर्ष एक पेटेंट प्राप्त किया, और 1844 तक औद्योगिक पैमाने पर रबर का उत्पादन कर रहे थे।
अनुप्रयोग
वल्केनाइज्ड सामग्रियों के कई उपयोग हैं, जिनमें से कुछ उदाहरण रबर के होज़, जूते के तलवे, खिलौने, इरेज़र, शॉक एब्जॉर्बर, कन्वेयर बेल्ट, हैं।[4] कंपन माउंट / डैम्पर्स, इन्सुलेशन सामग्री, टायर और बॉलिंग बॉल।[5] अधिकांश रबर उत्पादों को वल्कनीकृत किया जाता है क्योंकि यह बड़े पैमाने पर उनके जीवनकाल, कार्य और शक्ति में सुधार करता है।
सिंहावलोकन
थर्माप्लास्टिक प्रक्रियाओं के विपरीत (मेल्ट-फ्रीज प्रक्रिया जो कि अधिकांश आधुनिक पॉलिमर के व्यवहार की विशेषता है), वल्केनाइजेशन, अन्य थर्मोसेटिंग पॉलिमर के इलाज के साथ आम तौर पर अपरिवर्तनीय है। पांच प्रकार की इलाज प्रणालियां आम उपयोग में हैं:
- सल्फर सिस्टम
- पेरोक्साइड
- धात्विक ऑक्साइड
- एसिटॉक्सिसिलीन
- यूरेथेन क्रॉसलिंकर्स
सल्फर के साथ वल्केनाइजेशन
सबसे आम वल्केनाइजिंग तरीके सल्फर पर निर्भर करते हैं। सल्फर, अपने आप में एक धीमा वल्केनाइजिंग एजेंट है और सिंथेटिक polyolefin को वल्केनाइज़ नहीं करता है। क्रॉसलिंकिंग के कैनेटीक्स को संशोधित करने वाले विभिन्न यौगिकों का उपयोग करके त्वरित वल्केनाइजेशन किया जाता है;[6] इस मिश्रण को अक्सर इलाज पैकेज के रूप में जाना जाता है। सल्फर वल्कनीकरण के अधीन आने वाले मुख्य पॉलिमर पॉलीसोप्रीन (प्राकृतिक रबर) और स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन रबर (एसबीआर) हैं, जिनका उपयोग अधिकांश सड़क-वाहन टायरों के लिए किया जाता है। उपचार पैकेज विशेष रूप से सब्सट्रेट और अनुप्रयोग के लिए समायोजित किया जाता है। प्रतिक्रियाशील साइट-इलाज साइट-एलिलिक हाइड्रोजन परमाणु हैं। ये सी-एच बांड अल्केन | कार्बन-कार्बन डबल बांड (> सी = सी <) के निकट हैं। वल्केनाइजेशन के दौरान, इनमें से कुछ सी-एच बॉन्ड्स को पॉलीसल्फाइड परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जो एक अन्य बहुलक श्रृंखला के उपचार स्थल से जुड़ते हैं। इन पुलों में एक और कई परमाणु होते हैं। क्रॉसलिंक में सल्फर परमाणुओं की संख्या अंतिम रबर लेख के भौतिक गुणों को दृढ़ता से प्रभावित करती है। शॉर्ट क्रॉसलिंक्स रबर को बेहतर गर्मी प्रतिरोध देते हैं। अधिक संख्या में सल्फर परमाणुओं के साथ क्रॉसलिंक रबर को अच्छे गतिशील गुण देते हैं लेकिन कम गर्मी प्रतिरोध करते हैं। रबड़ के लेख के लचीले आंदोलनों के लिए गतिशील गुण महत्वपूर्ण हैं, उदाहरण के लिए, चलने वाले टायर की एक साइड-दीवार की गति। अच्छे फ्लेक्सिंग गुणों के बिना ये हलचलें तेजी से दरारें बनाती हैं, और अंततः रबर लेख को विफल कर देंगी।
Polychloroprene का वल्केनाइजेशन
धातु ऑक्साइड (विशेष रूप से मैग्नीशियम ऑक्साइड और ज़िंक ऑक्साइड, कभी-कभी लेड (II, IV) ऑक्साइड | Pb) का उपयोग करके नियोप्रिन या पॉलीक्लोरोप्रीन रबर (CR रबर) का वल्केनाइजेशन किया जाता है।3O4) सल्फर यौगिकों के बजाय जो वर्तमान में कई प्राकृतिक और सिंथेटिक रबर के साथ प्रयोग किया जाता है। इसके अलावा, विभिन्न प्रसंस्करण कारकों (मुख्य रूप से झुलसा, यह गर्मी के प्रभाव के कारण घिसने का समय से पहले क्रॉस-लिंकिंग है) के कारण, त्वरक (रसायन विज्ञान) का चुनाव अन्य diene घिसने वालों के लिए अलग-अलग नियमों द्वारा नियंत्रित होता है। सबसे पारंपरिक रूप से उपयोग किए जाने वाले त्वरक समस्याग्रस्त होते हैं जब सीआर घिसने को ठीक किया जाता है और सबसे महत्वपूर्ण त्वरक एथिलीन थियोरिया (ईटीयू) पाया गया है, जो कि पॉलीक्लोरोप्रीन के लिए एक उत्कृष्ट और सिद्ध त्वरक होने के बावजूद, रिप्रोटॉक्सिक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यूरोपीय रबर उद्योग ने एक शोध परियोजना SafeRubber शुरू की है[7] ETU के उपयोग के लिए एक सुरक्षित विकल्प विकसित करना।
सिलिकोसिस का वल्केनाइजेशन
कक्ष-तापमान वल्केनाइजिंग (RTV) सिलिकॉन प्रतिक्रियाशील तेल-आधारित पॉलिमर से बना है जो खनिज भराव को मजबूत करता है। कमरे के तापमान पर वल्केनाइजिंग सिलिकॉन दो प्रकार के होते हैं:
- आरटीवी-1 (एक-घटक प्रणाली); वायुमंडलीय आर्द्रता, एक उत्प्रेरक और एसिटॉक्सिसिलीन की क्रिया के कारण कठोर हो जाता है। एसिटॉक्सिसिलीन, आर्द्र परिस्थितियों के संपर्क में आने पर, एसीटिक अम्ल का निर्माण करेगा।[8] इलाज की प्रक्रिया बाहरी सतह पर शुरू होती है और इसके कोर तक जाती है। उत्पाद को एयरटाइट कार्ट्रिज में पैक किया जाता है और यह या तो द्रव या पेस्ट के रूप में होता है। RTV-1 सिलिकॉन में अच्छा आसंजन, लोच और स्थायित्व विशेषताएँ हैं। शोर डुओमीटर 18 और 60 के बीच भिन्न हो सकता है। ब्रेक पर बढ़ाव 150% से 700% तक हो सकता है। यूवी विकिरण और अपक्षय के बेहतर प्रतिरोध के कारण उनके पास उत्कृष्ट उम्र बढ़ने का प्रतिरोध है।
- आरटीवी-2 (दो-घटक प्रणालियां); दो-घटक उत्पाद, जो मिश्रित होने पर, कमरे के तापमान पर एक ठोस इलास्टोमेर, एक जेल, या एक लचीले फोम में ठीक हो जाते हैं। RTV-2 से लचीला रहता है −80 to 250 °C (−112 to 482 °F). ऊपर के तापमान पर ब्रेकडाउन होता है 350 °C (662 °F), एक अक्रिय सिलिकॉन डाइऑक्साइड जमा छोड़ रहा है जो गैर-ज्वलनशील और गैर-दहनशील है। उनके ढांकता हुआ गुणों के कारण उन्हें इन्सुलेटर (बिजली) के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। यांत्रिक गुण संतोषजनक हैं। RTV-2 का उपयोग लचीले सांचे बनाने के साथ-साथ उद्योग और पैरामेडिकल अनुप्रयोगों के लिए कई तकनीकी भागों के लिए किया जाता है।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Akiba, M (1997). "इलास्टोमर्स में वल्केनाइजेशन और क्रॉसलिंकिंग". Progress in Polymer Science. 22 (3): 475–521. doi:10.1016/S0079-6700(96)00015-9.
- ↑ {{cite book| editor1 = James E. Mark| editor2 = Burak Erman| editor3 = F. R. Eirich| year = 2005| title = रबड़ का विज्ञान और प्रौद्योगिकी| pages = 768| isbn = 0-12-464786-3}
- ↑ Tarkanian, M., & Hosler, D. (2011). America’s First Polymer Scientists: Rubber Processing, Use and Transport in Mesoamerica. Latin American Antiquity, 22(4), 469-486. doi:10.7183/1045-6635.22.4.469
- ↑ "वल्केनाइज्ड रबर के उपयोग और लाभों के लिए एक गाइड". Martins Rubber (in British English). January 27, 2020. Retrieved June 16, 2021.
- ↑ "गन्धकी रबर" (in English). Retrieved June 16, 2021.
- ↑ Hans-Wilhelm Engels, Herrmann-Josef Weidenhaupt, Manfred Pieroth, Werner Hofmann, Karl-Hans Menting, Thomas Mergenhagen, Ralf Schmoll, Stefan Uhrlandt “Rubber, 4. Chemicals and Additives” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2004, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a23_365.pub2
- ↑ SafeRubber, an alternative accelerator to the development of rubber
- ↑ "लाल RTV-सिलिकॉन के लिए MSDS" (PDF). Archived (PDF) from the original on October 9, 2022. Retrieved June 24, 2011.
