ایده هاایده های کشاورزی

آشنایی با لاتکس ماده اصلی تولید لاستیک

سفارش طرح توجیهی

مقدمه

لاتکس، از واکنش سوسپانسیون کلوئیدی پلیمرهای بسیار کوچک در آب تشکیل شده و برای ساخت لاستیک مورد استفاده قرار می گیرد.

لاتکس طبیعی

کالاهای روکش دار طبیعی (اقلام پزشکی و جراحی، دستکش خانگی و صنعتی، چکمه و بادکنک) بیش از نیمی از کل لاتکس طبیعی مصرفی در ایالات متحده را به خود اختصاص داده اند. صنعت چسب دومین مورد کاربرد لاتکس طبیعی در محصولاتی مانند کفش، پاکت نامه، برچسب ها و نوار حساس به فشار می باشد. لاتکس طبیعی با مقادیر جامدات بالا همچنین برای ساخت قالب برای ریخته گری، سیمان، موم، فلزات با دمای پایین و محصولات پلی استر محدود استفاده می شود. لاتکس طبیعی قابلیت انقباض در اطراف شیئی که باید بازتولید شود را دارد، به طوری که کوچکترین جزئیات را در قالب ریخته گری بازتولید خواهد کرد. لاتکس حتی برای کمک به تثبیت خاک های بیابانی به منظور مناسب سازی آنها برای عملیات کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. لاتکس طبیعی از درخت لاستیکی hrougha brasilienesis تولید می شود و مایع محافظتی زیر پوست درخت است.

لاتکس یک مایع سفید ابری شبیه به شیر گاو است. لاتکس با برش یک نوار نازک از پوست درخت جمع آوری شده و باید در ظرف جمع آوری به مدت یک ساعت جمع شود.

لاتکس

درختان Hevea در سن پنج تا 7 سالگی بالغ می شوند و تا 30 سالگی می توان از آنها استفاده کرد. تولیدات لاستیک در حدود یک تن در هر هکتار (2.5 تن در هکتار) در مزارع بزرگتر صورت می گیرد، اما چهار برابر این مقدار از نظر فنی امکان پذیر است. اغلب درختان پس از برداشت سنگین طولانی مدت به استراحت می پردازند. لاتکس طبیعی یک بار در مقادیر زیادی در آمازون تولید شد. در سال های اخیر، تولید لاتکس طبیعی به مالزی، اندونزی و دیگر مناطق دورافتاده شرق منتقل شده است. بیش از 90 درصد تولید جهانی لاستیک طبیعی در حال حاضر در آسیا انجام می شود، که بیش از نیمی از کل تولیدات از این کشورها است. سایر تولیدکنندگان پیشرو آسیایی شامل تایلند، هند و سریلانکا هستند. چین و فیلیپین نیز محصولات خود را به میزان قابل توجهی افزایش داده اند.

33510d34 e18e 40d9 aaae f7232c9b41f1 300x250 - آشنایی با لاتکس ماده اصلی تولید لاستیک

لاتکس مصنوعی

بیشتر لاستیک مصنوعی از دو ماده، استایرن و بوتادین تشکیل شده است که هر دو در حال حاضر از نفت تولید می شوند. بیش از یک میلیارد پوند (454،000،000 کیلوگرم) از این نوع لاستیک در سال 1992 در ایالات متحده تولید شده است. سایر مواد مصنوعی ساخته شده از مواد تخصصی، برای کاربردهای شیمیایی و مقاوم در برابر دما هستد. لاستیک ها 60-70٪ از تمام لاستیک های طبیعی و مصنوعی مورد استفاده را تشکیل می دهند. سایر محصولات حاوی لاستیک شامل کفش، تسمه نقاله صنعتی، کمربندهای صندلی خودرو، شلنگ، کفپوش و کابل هستند. محصولاتی مانند دستکش و لوازم ضد بارداری به طور مستقیم از لاتکس لاستیکی تولید می شوند. رنگ لاتکس اساساً یک محلول رنگدانه رنگی و لاتکس لاستیکی است. فوم لاتکس با کوبش هوا به لاتکس قبل از انعقاد آن ساخته می شود.

تاریخچه

سرخپوستان آمریکای مرکزی و جنوبی از اوایل قرن یازدهم از لاستیک برای پوشاندن پارچه و یا توپ کردن پارچه استفاده می کردند، اما تا قبل از اینکه دانشمند فرانسوی Charles de la Condamine در دهه 1700 میلادی از جنوب امریکا دیدن کند، اولین نمونه ها به اروپا فرستاده شد. در سال 1770 شیمیدان بریتانیایی، Joseph Priestley نام انگلیسی فعلی لاستیک را نامگذاری کرد. نخستین استفاده مدرن از لاستیک در سال 1818 توسط یک دانشجوی پزشکی بریتانیایی به نام James Syme کشف شد.

لاتکس

او برای اولین بار از لاستیک به عنوان پارچه ضد آب در مقابل باران استفاده کرد، فرایندی که در سال 1823 توسط Charles Macintosh ثبت شد. Thomas Hancock روش هایی را برای کار مکانیکی لاستیک به منظور شکل پذیری آن انجام داد و در سال 1820 اولین کارخانه لاستیک انگلستان را بنا نهاد. همچنین Michael Faraday در این دوره متوجه شد که لاستیک طبیعی از واحدهای ترکیب شیمیایی به نام ایزوپرن تشکیل شده است. در اواسط قرن نوزدهم، Charles Goodyear ولکانیزاسیون را کشف کرد، فرایندی که طی آن الاستیسیته لاستیک در اثر تغییرات دما حفظ می شود. این فرآیند گرمایش لاستیک با گوگرد صورت می گیرد که سبب ایجاد اتصال عرضی، کاهش لایه برداری و حساسیت به گرما و سرما می شود. در سال 1882، John Boyd Dunlop ایرلندی، حق ثبت اختراع برای تایر پنوماتیک خود را گرفت. همزمان با تقاضا برای لاستیک، محصولات لاستیک طبیعی شروع به افت کرد، بریتانیا محصولات پلاستیکی عظیم در سنگاپور، مالزی، و سیلان (سریلانکا) کشت کرد .

دانه ها از برزیل گرفته شده و ابتدا در انگلستان جوانه زده و سپس به این کشورها حمل می شدند. امروزه تمام لاستیک های طبیعی تولید شده در آسیا از درختانی که از دانه های برزیلی هستند، بوجود می آیند.

در اوایل دهه 1900، کشورهای مختلف به دنبال راه هایی برای بهبود ترکیبات لاستیک و توسعه مواد مصنوعی بودند. در سال 1910، سدیم به عنوان کاتالیزور پلیمریزاسیون شناخته شد. هنگامی که آلمانی ها در خلال جنگ جهانی اول از مواد لاستیکی طبیعی تحریم شدند، آنها از این کشف برای ساخت حدود 2500 تن (2،540 تن متریک) لاستیک ساخته شده از دی متیل بوتادین استفاده کردند.

در طول جنگ جهانی دوم، ژاپن کنترل عمده منابع طبیعی لاستیک در آسیا را به دست گرفت. در پاسخ، صنایع لاستیکی مصنوعی ایالات متحده در سال 1944 تولید خود را با میزان حیرت آور 10.000% ، از 7.967 تن (8.130 تن متریک) در سال 1941 به بیش از 984.000 تن (1 میلیون تن متریک) در سال 1944 رساند. در خلال جنگ، سایر کشورها کارخانه های لاستیک مصنوعی خود را برای جلوگیری از نیازمندی به تکیه بر منابع لاستیکی خارجی توسعه دادند. بهبود لاستیک مصنوعی ادامه یافت، علاوه بر این، درختان هیبرید با عملکرد بالاتر تولید شدند که دو برابر مقادیر معمول لاتکس طبیعی تولید می کردند. در سال 1971 یک محرک درخت ایجاد شد که تولید لاتکس را به طور متوسط 30٪ افزایش داده و هیچ آسیبی به درختان نمی زد.

مواد اولیه

ترکیب عصاره لاتکس از 30-40٪ ذرات لاستیکی، 55-65٪ آب و مقادیر کمی پروتئین، استرول گلیکوزید، رزین، خاکستر و قند تشکیل شده است. لاستیک دارای کشش بالایی بوده و یک مولکول پلیمری است. این ساختار شامل زنجیر طولانی بوده که از ده‌ها هزار واحد کوچکتر به نام مونومر که به هم متصل می شوند، تشکیل شده است. هر واحد مونومر دارای اندازه مولکولی قابل مقایسه با مواد ساده ای مانند شکر است. سایر مواد شیمیایی مخصوص به عنوان نگهدارنده یا محرک در طول فرایند برداشت استفاده می شوند.

تولید مصنوعی و طبیعی لاستیک نیازمند استفاده از مواد شیمیایی ولکانیزه مانند گوگرد اولیه است. پرکننده هایی مانند کربن سیاه نیز برای افزایش قدرت و سفتی بیشتر اضافه می شوند. نفت اغلب برای کمک به فرایند و کاهش هزینه استفاده می شود.

فرآیند ساخت

تولید و پردازش لاستیک طبیعی یکی از پیچیده ترین صنایع کشاورزی بوده که چند سال طول می کشد. این فرایند نیازمند گیاه شناسی، شیمی، و ماشین آلات پیچیده و افراد ماهر برای برداشت درختان است. در مقابل، تولید لاستیک مصنوعی، شامل واکنش های شیمیایی و ماشین آلات پیشرفته پردازش شیمیایی است که به طور خودکار توسط کامپیوتر کنترل می شوند. تولید لاتکس طبیعی در زیر شرح داده شده است.

  1. کاشت: دانه از درختان مرغوب کاشته شده و حدود 12 تا 18 ماه ، قبل از اینکه جوانه قلمه زده شود، در گلخانه رشد می کند. پس از قلمه جوانه ها، درختان نهال قدیمی قطع شده و برای پیوند آماده می شوند. پس از پیوند زدن جوانه های زودرس، یک درخت جدید با خواص بهتر تولید می شود. تقریبا 150 درخت در هر هکتار (375 هکتار) کاشته می شود و در حدود شش تا هفت سال کشت و مراقبت می شود.
  2. لاتکس

  3. کوبیدن: برای برداشتن لاتکس، یک کارگر یک نوار کج از دورتادور پوست درخت را به عمق حدود یک سوم (0.84 سانتی متر) تراش می دهد. برای این کار مهارت دقیقی لازم است، چرا که اگر بیش از اندازه عمیق بریده شود، درخت آسیب می بیند و اگر برش خیلی کم عمق باشد، حداکثر مقدار لاتکس به بیرون تراوش نخواهد کرد. سپس لاتکس از آوندهای قطع شده به بیرون تراوش می کند، به موازات برش به بیرون جریان می یابد و در نهایت در یک ظرف جمع آوری ریخته و بعداً تخلیه می شود.
  4. لاتکس

  5. ضربه زدن: در روزهای دیگر با ایجاد تراشه های نازک درست زیر برش قبلی تکرار می شود. هنگامی که آخرین شکاف با برش حدود 1 فوت (0.3 متر) بالاتر از زمین ایجاد شد، طرف دیگر درخت به شیوه ای مشابه ضربه زده می شود، در حالی که قسمت اول خود احیا می کند. هر ضربه سه ساعت طول می کشد و کمتر از یک ظرف لاتکس تولید می کند.
  6. یک ضربه زننده ابتدا اولین تکه های برش را جمع آوری می کند، که شامل لاتکس منعقد شده در ظرف و نوارهای درخت است که لاتکس منعقد شده طی برش قدیمی هستند. بعد، ضربه زننده ظرف جدیدی را پر می کند. در ابتدا لاتکس به سرعت جریان می یابد و پس از چند ساعت، سرعت ثابت شده و سپس کُند می شود. روز بعد جریان تقریباً متوقف می شود زیرا لاتکس در آوند قطع شده منعقد می شود.
  7. برای جلوگیری بیشتر از انعقاد لاتکس مایع از قبل از اینکه بتوان آن را به راحتی جمع و حمل کرد، ضربه زننده مواد نگهدارنده ای مانند آمونیاک یا فرمالدئید را به ظرف جمع آوری اضافه می کند. لاتکس مایع و انعقادی به کارخانجات برای پردازش ارسال می شود.
  8. برای افزایش عملکرد درختان و کاهش زمان بهره برداری، از محرک های شیمیایی استفاده می شود. منگنه ضربه زدن، که در آن پوست به سرعت با سوزن های تیز سوراخ می شود، روش دیگری است که می تواند بهره وری را بهبود بخشد، زیرا کارگر را قادر می سازد تا روزانه به درختان بیشتری ضربه بزند.

تولید کنسانتره مایع

حدود 10 درصد از لاتکس با حذف مقداری آب و افزایش میزان لاستیک تا 60 درصد به یک کنسانتره مایع تبدیل می شود. این امر بوسیله گرداندن آب از لاتکس از طریق نیروی گریز از مرکز، بوسیله تبخیر یا با روش شناخته شده ای مانند کِرِمینگ به دست می آید. در این روش، یک عامل شیمیایی به لاتکس افزوده شده که باعث می شود ذرات لاستیک تورم یافته و سطح مایع افزایش یابد. کنسانتره به صورت مایع به کارخانه ها منتقل می شود، که برای پوشش ها، چسب ها و سایر کاربردها استفاده می شود.

تولید تخته خشک

بقیه لاستیک و لاتکس با اسید منعقد می شود. یک خشک کن اکستروژن غول پیکر که می تواند تا 4000 پوند (1،816 کیلوگرم) در هر ساعت تولید کند، آب را حذف کرده و یک ماده خُرده مانند ایجاد می کند. سپس لاستیکِ خشک شده، تا می شود و در محفظه حمل قرار داده می شود.

فرم دادن ورقه ها

ورق لاستیک دودی با اولین رقیق کردن و افزودن اسید ایجاد می شود. اسید، ذرات لاستیک را بالای سرم آبی کنار هم جمع کرده که سوسپانسیون شده اند. پس از چند ساعت، تقریباً یک پوند (0.45 کیلوگرم) لاستیک نرم و ژلاتینه به ازای هر سه پوند (1.35 کیلوگرم) لاتکس منعقد می شوند.

لاستیک برای 18 ساعت به همان حال رها می شود، سپس قطعات به ورقه های نازک از طریق یک سیستم غلتکی که مایع اضافی را حذف می کند، فشرده می شوند. مجموعه نهایی غلطک ها یک الگوی برش داده شده روی ورق ها ایجاد می کند که سطوح را افزایش داده و خشک شدن را تشدید می کند. قبل از بسته بندی و حمل، ورقه ها تا یک هفته در خانه های دودی خشک می شوند.

تولید سایر محصولات

مخلوط لازم برای تولید محصولات لاستیکی، در یک قالب گرم، قرار داده می شود تا شکل گرفته و مواد ولکانیزه شوند. برای محصولات پیچیده تر، مانند لاستیک ها (تایر اتومبیل)، تعدادی از اجزا با فیبر یا سیم فولادی، ساخته می شوند و سپس آنها را به یکدیگر متصل می کنند. دستکش های جراحی نیز با فرو بردن فرم سرامیک در لاتکس، بیرون آوردن فرم و سپس خشک کردن لاتکس ساخته می شوند.

لاتکس

کنترل کیفیت

کنترل های کیفیت، پس از برداشتن لاتکس انجام می شود. بعد از ضربه زدن، لاتکس از لحاظ خلوص و سایر ویژگی ها بررسی قرار می گیرد. پس از هر مرحله از فرایند تولید، تکنسین ها با استفاده از انواع تجهیزات تحلیلی، مشخصات فیزیکی و ترکیب شیمیایی را بررسی می کنند.

آینده لاتکس

تولید لاستیک طبیعی برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد برای لاستیک، کافی نیست و از این رو، امروزه دو سوم از لاستیک های جهان، مصنوعی هستند. با این حال، پیشرفت هایی مانند اختراع لاستیک طبیعی اپوکسی شده که با ترمیم شیمیایی لاستیک طبیعی تولید می شود، ممکن است این روند را تغییر دهد. صنایع لاستیکی مصنوعی همچنان به دنبال فرآیندهای کارآمد تر، ارزان تر و کمتر آلوده کننده و همچنین توسعه مواد افزودنی، ترکیبات و کاربردهای جدید هستند. اگر چه 2500 کارخانه وجود دارد که در تولید لاستیک فعالیت دارند، اما سرعت تولید آنها به اندازه کافی سریع نیست که بخواهد سودآوری برای کارخانه داشته باشد. محققان وزارت امور خارجه ایالات متحده به دنبال راه هایی برای سرعت بخشیدن به فرایند تولید لاستیک با استفاده از مهندسی ژنتیکی گیاه برای تولید مولکول های آغازگر بزرگتر هستند. این مولکول ها روند تولید لاستیک را آغاز می کنند و هر چه این مولکول ها بزرگتر باشند، لاستیک می تواند تا شش برابر سریع تر تولید شود.

استفاده از مطالب فقط با ذکر منبع و لینک فعال مجاز است.

امتیاز کاربران: 4.1 ( 1 رای)
سفارش طرح توجیهی
دانلود رایگان طرح توجیهی

نوشته های مشابه

دنبال کردن این پرسش و پاسخ
اطلاع از
guest
0 Comments
دکمه بازگشت به بالا
Call Now Buttonتماس صرفا جهت سفارش طرح توجیهی
0
()
x