Παράμετροι της σύστασης των ελαστικών
Του Anders G. Christensen, AVK GUMMI A/S
Οι ελαστικές ενώσεις είναι πολύ πιο πολύπλοκες από τα πλαστικά και τα κράματα μετάλλων. Δεν είναι τυποποιημένες, αλλά ακολουθούν εξειδικευμένη σύσταση. Αυτό καθιστά αδύνατο για τους χρήστες να καθορίσουν τα συστατικά και ως εκ τούτου θα πρέπει να δίνεται προσοχή στις ιδιότητες και φυσικά τις εγκρίσεις που απαιτούνται για την συγκεκριμένη εφαρμογή.
Βασικά, οποιαδήποτε ελαστική σύσταση αποτελείται από το πολυμερές, το υλικό πλήρωσης, τον πλαστικοποιητή και το σύστημα σκλήρυνσης. Επιπλέον, μπορούν να προστεθούν αντί-γηραντικά, βοηθητικά μέσα επεξεργασίας και άλλα λειτουργικά συστατικά. Το πολυμερές παρέχει τα κύρια χαρακτηριστικά του ελαστικού,ανάλογα με το χημικό σχεδιασμό του.
Σε αυτό το παράδειγμα, επιλέξαμε το EPDM. Τρία μονομερή μπορούν να συνδυαστούν σε αλυσίδες με διαφορετικό μήκος, πλευρικές διακλαδώσεις, αναλογία και ακολουθία. Όλες αυτές οι παράμετροι είναι αποφασιστικής σημασίας για τα χαρακτηριστικά όπως η αντοχή, η μόνιμη παραμόρφωση κ.λπ.
Αφού επιλέξαμε το πολυμερές, είναι σειρά να εξετάσουμε τα υλικά πλήρωσης. Η πιο σημαντική ομάδα είναι ο μαύρος άνθρακας, ο οποίος παρέχει πρόσθετη αντοχή, ρυθμίζει την τριβή, την ελαστικότητα, τις θερμικές και αγώγιμες ιδιότητες. Ανάλογα με τη δομή, ο μαύρος άνθρακας μπορεί να αλλάξει τις ιδιότητες σημαντικά.
Εκτός από το μαύρο άνθρακα υπάρχει μια σειρά από "λευκά υλικά πληρώσεως" όπως διοξείδιο του πυριτίου, κιμωλία και καολίνη. Σε γενικές γραμμές, αυτά τα υλικά πληρώσεως παρέχουν λιγότερη ενίσχυση, και τα περισσότεροι από αυτά έχουν αρνητική επίπτωση στη χημική αντίσταση.
Τώρα ήρθε η ώρα να επιλέξουμε τους πλαστικοποιητές. Ρυθμίζουν τη σκληρότητα και ενεργούν ως ομογενοποιητές. Για το EPDM υπάρχει μια σειρά πλαστικοποιητών ανάμεσα στα οποία το ορυκτέλαιο είναι το πιο κοινό.
Τέλος, είναι καιρός να εξετάσουμε το σύστημα σκλήρυνσης. Βασικά, δύο συστήματα είναι σχετικά με το EPDM: Θείο και υπεροξείδιο. Όταν χρησιμοποιούμε ένα σύστημα με θείο, η ένωση γενικά θα αποκτήσει σκληρότητα ταχύτερα, ενώ ένα σύστημα υπεροξειδίου θα παρουσιάσει χαμηλό συντελεστή συμπίεσης, χαμηλή οσμή και γεύση και πολύ καλύτερη θερμική σταθερότητα. Απαιτείται τέλος ένα πρόσθετο βήμα διαδικασίας μετά τη σκλήρυνση προκειμένου να εξουδετερωθούν τα προϊόντα αποσύνθεσης που ειδάλλως θα προκαλούσαν κακή οσμή και γεύση.
Στην AVK GUMMI, με δική μας πρωτοβουλία, έχουμε εκδώσει ένα γενικό πιστοποιητικό συμμόρφωσης για όλες τις ελαστικές ενώσεις μας, επιβεβαιώνοντας ότι χρησιμοποιούμε μόνο πρώτες ύλες που συμμορφώνονται με τις οδηγίες REACH και RoHS οι οποίες δεν περιέχουν παράγωγα ζώων, ουσίες που καταστρέφουν το όζον, υλικά που τροφοδοτούν συγκρούσεις, επικίνδυνες διφαινόλες ή φθαλικές ενώσεις, και ότι τα προϊόντα μας παρασκευάζονται σύμφωνα με το πρότυπο EN 1935/2004, το οποίο περιλαμβάνει Ορθή Παρασκευαστική Πρακτική (GMP) και πλήρη ιχνηλασιμότητα.
Όπως αναφέρθηκε, μπορεί να προστεθούν και άλλα λειτουργικά συστατικά. Τα βοηθήματα επεξεργασίας όχι μόνο θα παρέχουν την ευκολότερη αφαίρεση από το καλούπι και καλύτερα ροϊκά χαρακτηριστικά, αλλά θα αλλάξουν επίσης την επιφάνεια του ελαστικού τμήματος, το οποίο μπορεί να είναι ευεργετικό στην τριβή, την καθαρότητα και την οπτική εμφάνιση. Ωστόσο, ιδίως όσον αφορά τις εφαρμογές πόσιμου νερού, τα βοηθήματα επεξεργασίας μπορεί να προκαλέσουν την αποίκιση της επιφάνειας του ελαστικού από μικροοργανισμούς και τον σχηματισμό βιοφίλμ, το οποίο μπορεί και πάλι να οδηγήσει σε προβλήματα υγιεινής.
Τα αντί-γηραντικά χρησιμοποιούνται κυρίως για την πρόληψη της διάσπασης του σκελετού των πολυμερών όπου αυτός περιέχει διπλούς δεσμούς, όπως στο NBR. Για το EPDM γενικά δεν απαιτούνται δεδομένου ότι το ίδιο το πολυμερές είναι καλά προστατευμένο. Το φάσμα των αντί-γηραντικών μπορεί να χωριστεί σε αντιοζονικά και αντιοξειδωτικά. Ποικίλλουν από απλά κεριά σε πολύ σύνθετα οργανικά μόρια.
Όπως και σε κάθε άλλη χρήση χημικών ουσιών, πρέπει να δώσει κανείς ιδιαίτερη προσοχή, όχι μόνο στη λειτουργικότητα, αλλά σίγουρα στην υγεία και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Ένας μεγάλος αριθμός χημικών ουσιών για ελαστικά τεχνικών εφαρμογών όπως τροχοί, σωλήνες και ζώνες στην αυτοκινητοβιομηχανία, θα προκαλούσαν ένα σημαντικό ζήτημα σε χρήση για εφαρμογές τροφίμων, υγειονομικής περίθαλψης και πόσιμου νερού.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ρυθμιστικές αρχές έχουν εκδώσει θετικές λίστες, αρνητικές λίστες και προγράμματα έγκρισης.
