مقدمه ای بر مواد بسته بندی لاستیکی برای قطره چکان

اجزای لاستیکی در بسته بندی ضروری هستند، به ویژه برای مجموعه های قطره چکانی که در مراقبت از پوست، داروها و معرف های شیمیایی استفاده می شوند. امروز، ما به دانش بنیادی لاستیک - از ساختار شیمیایی و طبقه بندی آن گرفته تا کاربردهای اولیه آن و چالش اجتناب ناپذیر پیری، می پردازیم.

لاستیک چیست؟

لاستیک یک پلیمر الاستیک است که می تواند به طور طبیعی از شیره (لاتکس) گیاهان خاص تهیه شود یا به صورت مصنوعی سنتز شود. به دلیل تطبیق پذیری آن، به یک محصول اقتصادی و صنعتی مهم تبدیل شده است که به طور گسترده در همه چیز از لاستیک گرفته تا واشر دقیق استفاده می شود. کشت جهانی عمدتاً در آسیای جنوب شرقی از جمله تایلند، مالزی و اندونزی متمرکز است.

بنیاد شیمیایی

ستون فقرات مولکولی یک زنجیره پلیمری خطی حاوی پیوندهای دوگانه غیراشباع است. هنگامی که در معرض اکسیژن یا گوگرد قرار می گیرند، این پیوندهای دوگانه می توانند باز شوند و پیوندهای عرضی بین زنجیره های مجاور ایجاد کنند. این فرآیند ماده را به یک پلیمر گرما سخت تبدیل می کند.

طبقه بندی لاستیک

1. توسط منبع

• لاستیک طبیعی (NR): عمدتاً از درخت Hevea brasiliensis برداشت می شود. لاتکس سفید جمع آوری شده، منعقد می شود، شسته می شود، شکل داده می شود و خشک می شود.

• لاستیک مصنوعی: مهندسی شیمیایی با استفاده از مونومرهای مختلف. از اوایل دهه 1900 - زمانی که شیمیدانان لاستیک طبیعی را به عنوان پلیمر ایزوپرن شناسایی کردند - صنعت انواع مختلفی مانند SBR، BR و نئوپرن را توسعه داده است. امروزه تولید لاستیک مصنوعی بسیار فراتر از تولید لاستیک طبیعی است.

2. دسته بندی های سازه ای (مصنوعی)

• ساختار خطی: رایج در لاستیک غیر ولکانیزه. زنجیرهای مولکولی بلند در هم پیچیده هستند. هنگامی که کشیده می شوند و رها می شوند، "باز می گردند" که منشأ خاصیت ارتجاعی بالایی است.

• ساختار شاخه ای: خوشه های زنجیره های منشعب می توانند ژل تشکیل دهند. ژل ها برای فرآوری مضر هستند زیرا از پراکندگی یکنواخت مواد افزودنی جلوگیری می کنند و نقاط ضعیفی را در محصول نهایی ایجاد می کنند.

• ساختار متقاطع: از طریق ولکانیزاسیون، مولکول های خطی به یک شبکه سه بعدی متصل می شوند. این امر تحرک زنجیر را کاهش می دهد، انعطاف پذیری را کاهش می دهد در حالی که به طور قابل توجهی استحکام، سختی و انعطاف پذیری را افزایش می دهد.

3. بر اساس فرم

لاستیک را می توان به صورت لاستیک خام حجیم، لاتکس (پراکندگی آب کلوئیدی)، لاستیک مایع (الیگومرهای با وزن مولکولی کم) یا لاستیک پودری یافت.

انواع و کاربردهای ضروری

لاستیک های همه منظوره

• لاستیک طبیعی (NR): استحکام بالا و عملکرد یکپارچه عالی. در لوازم پزشکی، لاستیک ها و شیلنگ ها استفاده می شود.

• لاستیک ایزوپرن (IR): که به عنوان "لاستیک طبیعی مصنوعی" شناخته می شود، از خواص NR تقلید می کند و یک عنصر اصلی در تولید تایر است.

• لاستیک استایرن-بوتادین (SBR): بالاترین خروجی لاستیک مصنوعی. شناخته شده برای پایداری شیمیایی خوب؛ در کفش، شلنگ و لاستیک استفاده می شود.

• لاستیک بوتادین (BR): مقاومت بالایی در برابر سرما و مقاومت در برابر سایش دارد. تحت بارهای دینامیکی خنک می ماند و اغلب با لاستیک های دیگر ترکیب می شود.

لاستیک های تخصصی

• نئوپرن (CR): مقاوم در برابر روغن، شعله و اکسیداسیون. به طور گسترده برای مهر و موم در ساخت و ساز، خودرو، و پوشش کابل استفاده می شود.

• لاستیک نیتریل (NBR): مقاومت عالی در برابر روغن. در روغن تا دمای 150 درجه سانتی گراد را تحمل می کند. توجه: به عنوان یک نیمه هادی، برای عایق کاری مناسب نیست.

• لاستیک سیلیکونی: دارای ستون فقرات سیلیکونی-اکسیژن است. در برابر دماهای شدید و ازن بسیار مقاوم است و برای محصولات پزشکی، غذایی و خانگی مناسب است.

• فلورو لاستیک (FKM): لاستیک با تکنولوژی بالا مقاوم در برابر حرارت و خوردگی شیمیایی. برای هوافضا، موشک و محیط های صنعتی خشن ضروری است.

• لاستیک پلی سولفید: مقاومت فوق العاده در برابر روغن ها و حلال ها. در درجه اول به عنوان درزگیر و آستر برای تجهیزات شیمیایی استفاده می شود.

چالش صنعت: پیری

پیری لاستیک چیست؟ در طول پردازش، ذخیره سازی یا استفاده، لاستیک در اثر گرما، اکسیژن و نور دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی می شود. این منجر به کاهش عملکرد و در نهایت از دست دادن مطلوبیت می شود.

علائم رایج:

• بصری: نرم شدن، چسبندگی، لکه بینی، ترک خوردن، سفت شدن یا تغییر رنگ.

• فیزیکی/مکانیکی: تورم، از دست دادن استحکام کششی، کاهش خاصیت ارتجاعی و افزایش شکنندگی.

چرا این اتفاق می افتد؟ پیری در نتیجه عوامل خارجی شکستن زنجیره‌های ماکرومولکولی است. این عوامل عبارتند از:

1. فیزیکی: گرما، نور، الکتریسیته و استرس مکانیکی.

2. مواد شیمیایی: اکسیژن، ازن، اسیدها، قلیایی ها و یون های فلزی.

3. بیولوژیکی: کپک، باکتری و حشرات (مانند موریانه).