રબર ઉદ્યોગમાં, અંતિમ તાણ શક્તિ એ મૂળભૂત યાંત્રિક ગુણધર્મ છે. આ પ્રાયોગિક પરિમાણ વલ્કેનાઈઝ્ડ રબર સંયોજનની અંતિમ શક્તિને માપે છે. જો રબરના ઉત્પાદનને તેની અંતિમ તાણ શક્તિની નજીક ક્યારેય ખેંચવામાં ન આવે તો પણ, રબર ઉત્પાદનોના ઘણા વપરાશકર્તાઓ તેને સંયોજનની એકંદર ગુણવત્તાના મહત્વપૂર્ણ સૂચક તરીકે માને છે. ટેન્સાઇલ સ્ટ્રેન્થ એ ખૂબ જ સામાન્ય સ્પષ્ટીકરણ છે, અને જો કે ચોક્કસ ઉત્પાદનનો અંતિમ ઉપયોગ તેની સાથે બહુ ઓછો સંબંધ ધરાવતો હોવા છતાં, ફોર્મ્યુલેટર્સે ઘણીવાર તેને પહોંચી વળવા માટે તેમના માર્ગમાંથી બહાર જવું પડે છે.
1. સામાન્ય સિદ્ધાંતો
સૌથી વધુ તાણ શક્તિ મેળવવા માટે, સામાન્ય રીતે ઇલાસ્ટોમર્સથી શરૂઆત કરવી જોઈએ જ્યાં તાણ-પ્રેરિત સ્ફટિકીકરણ થઈ શકે છે, દા.ત. NR, CR, IR, HNBR.
2. કુદરતી રબર NR
કુદરતી રબર પર આધારિત એડહેસિવ્સમાં સામાન્ય રીતે નિયોપ્રિન એડહેસિવ્સ કરતાં વધુ તાણ શક્તિ હોય છે. કુદરતી રબરના વિવિધ ગ્રેડમાંથી, નંબર 1 ફ્યુમ ફિલ્મ સૌથી વધુ તાણ શક્તિ ધરાવે છે. એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે, ઓછામાં ઓછા કાર્બન બ્લેક ભરેલા સંયોજનોના કિસ્સામાં, નંબર 3 ફ્યુમ ફિલ્મ નંબર 1 ફ્યુમ ફિલ્મ કરતાં વધુ સારી તાણ શક્તિ આપે છે. કુદરતી રબરના સંયોજનો માટે, રાસાયણિક પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ (પ્લાસ્ટિસોલ) જેમ કે બાયફિનાઇલ એમીડોથિઓફેનોલ અથવા પેન્ટાક્લોરોથિયોફેનોલ (PCTP) ટાળવા જોઈએ, કારણ કે તે સંયોજનની તાણ શક્તિ ઘટાડે છે.
3. ક્લોરોપ્રીન સીઆર
ક્લોરોપ્રીન (CR) એ તાણ-પ્રેરિત સ્ફટિકીય રબર છે જે ફિલરની ગેરહાજરીમાં ઉચ્ચ તાણ શક્તિ આપે છે. હકીકતમાં, ફિલરની માત્રા ઘટાડીને કેટલીકવાર તાણ શક્તિ વધારી શકાય છે. CR ના ઉચ્ચ પરમાણુ વજન ઉચ્ચ તાણ શક્તિ આપે છે.
4. Nitrile રબર NBR
એક્રેલોનિટ્રિલ (ACN) ની ઉચ્ચ સામગ્રી સાથે NBR ઉચ્ચ તાણ શક્તિ આપે છે. સાંકડા મોલેક્યુલર વેઇટ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સાથે એનબીઆર ઉચ્ચ તાણ શક્તિ આપે છે.
5. મોલેક્યુલર વજનનો પ્રભાવ
ઑપ્ટિમાઇઝેશન દ્વારા, ઉચ્ચ મેનિસ્કસ સ્નિગ્ધતા અને ઉચ્ચ પરમાણુ વજન સાથે એનબીઆરનો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાણ શક્તિ આપે છે.
6. કાર્બોક્સિલેટેડ ઇલાસ્ટોમર્સ
સંયોજનની તાણ શક્તિને સુધારવા માટે અનકાર્બોક્સિલેટેડ NBR ને કાર્બોક્સિલેટેડ XNBR અને કાર્બોક્સિલેટેડ XHNBR સાથે અનકાર્બોક્સિલેટેડ HNBR ને બદલવાનો વિચાર કરો.
ઝિંક ઓક્સાઇડની યોગ્ય માત્રા સાથે કાર્બોક્સિલેટેડ NBR પરંપરાગત NBR કરતાં વધુ તાણ શક્તિ આપે છે.
7. EPDM
અર્ધ-સ્ફટિકીય EPDM (ઉચ્ચ ઇથિલિન સામગ્રી) નો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાણ શક્તિ આપે છે.
8. પ્રતિક્રિયાશીલ EPDM
બિનસંશોધિત EPDM ને 2% (સામૂહિક અપૂર્ણાંક) મેલીક એનહાઇડ્રાઇડ સંશોધિત EPDM સાથે NR સાથે મિશ્રણમાં બદલવાથી NR/EPDM સંયોજનોની તાણ શક્તિ વધે છે.
9. જેલ્સ
SBR જેવા કૃત્રિમ જેલ્સમાં સામાન્ય રીતે સ્ટેબિલાઈઝર હોય છે. જો કે, જ્યારે SBR સંયોજનોને 163°Cથી ઉપરના તાપમાને મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે છૂટક જેલ (જેને દૂર ભેળવી શકાય છે) અને ચુસ્ત જેલ (જે દૂર ભેળવી શકાતા નથી અને અમુક સોલવન્ટમાં અદ્રાવ્ય હોય છે) બંનેનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે. બંને પ્રકારની જેલ સંયોજનની તાણ શક્તિ ઘટાડે છે. તેથી, SBR ના મિશ્રણના તાપમાનની કાળજી સાથે સારવાર કરવી આવશ્યક છે.
10. વલ્કેનાઈઝેશન
ઉચ્ચ તાણ શક્તિ મેળવવાનો એક મહત્વનો માર્ગ ક્રોસલિંક ઘનતાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાનો છે, અન્ડર-સલ્ફ્યુરાઇઝેશન, પોસ્ટ-વલ્કેનાઇઝેશન ટાળવું અને અપૂરતા દબાણ અથવા અસ્થિર ઘટકોના ઉપયોગને કારણે વલ્કેનાઇઝેશન દરમિયાન રબરના ફોલ્લાઓને ટાળવા.
11. પ્રેશર-ડ્રોપ વલ્કેનાઈઝેશન
ઓટોક્લેવ્સમાં વલ્કેનાઈઝ્ડ ઉત્પાદનો માટે, ફોલ્લાઓની રચના અને પરિણામે તાણ શક્તિમાં ઘટાડો વલ્કેનાઈઝેશનના અંત સુધી ધીમે ધીમે દબાણ ઘટાડીને ટાળી શકાય છે, આને 'પ્રેશર ડ્રોપ વલ્કેનાઈઝેશન' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
12. વલ્કેનાઈઝેશન સમય અને તાપમાન
નીચા તાપમાને લાંબા સમય સુધી વલ્કેનાઇઝેશન સમય મલ્ટિ-સલ્ફર બોન્ડ નેટવર્કની રચનામાં પરિણમે છે, ઉચ્ચ સલ્ફર ક્રોસલિંક ઘનતા અને પરિણામે ઉચ્ચ તાણ શક્તિ.
13. કાર્બન બ્લેક જેવા રિઇન્ફોર્સિંગ ફિલરના ફેલાવાને સુધારવા માટે વધુ સારી સંમિશ્રણ તકનીકો દ્વારા તાણની શક્તિમાં સુધારો કરી શકાય છે, જ્યારે અશુદ્ધિઓ અથવા મોટા અસ્પષ્ટ ઘટકોના મિશ્રણને ટાળી શકાય છે.
14. ફિલર્સ
કાર્બન બ્લેક અથવા સિલિકા જેવા ફિલર્સ માટે, વિશાળ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર સાથે નાના કણોના કદની પસંદગી તાણ શક્તિને સુધારવામાં અસરકારક હોઈ શકે છે. માટી, કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ, ટેલ્ક, ક્વાર્ટઝ રેતી વગેરે જેવા બિન-મજબૂત અથવા ફિલિંગ ફિલર્સ ટાળવા જોઈએ.
15. કાર્બન બ્લેક
કાર્બન બ્લેક સારી રીતે વિખેરાઈ જાય તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે, તેની ભરણને મહત્તમ સ્તર સુધી વધારવી જોઈએ જેથી તાણ શક્તિમાં સુધારો થાય. નાના કણોના કદવાળા કાર્બન બ્લેકમાં ઓછી શ્રેષ્ઠ ફિલિંગ રકમ હશે. કાર્બન બ્લેકના ચોક્કસ સપાટી વિસ્તારને વધારવો અને મિશ્રણ ચક્રને લંબાવીને કાર્બન બ્લેકના ફેલાવાને સુધારવાથી રબરની તાણ શક્તિમાં સુધારો થઈ શકે છે.
16. સફેદ કાર્બન બ્લેક
ઉચ્ચ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર સાથે અવક્ષેપિત સિલિકાનો ઉપયોગ સંયોજનની તાણ શક્તિને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે.
17. પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ
જો ઉચ્ચ તાણ શક્તિ ઇચ્છતી હોય તો પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ ટાળવા જોઈએ.
18. NBR સંયોજનોને વલ્કેનાઈઝ કરતી વખતે, પરંપરાગત વલ્કેનાઈઝેશન સમાનરૂપે વિખેરવું વધુ મુશ્કેલ છે, તેથી, મેગ્નેશિયમ કાર્બોનેટ સાથે સારવાર કરાયેલ સલ્ફર NBR જેવા ધ્રુવીય સંયોજનોમાં વધુ સારી રીતે વિખેરશે. જો વલ્કેનાઇઝિંગ એજન્ટ સારી રીતે વિખેરાયેલું ન હોય, તો તાણ શક્તિને ગંભીર અસર થઈ શકે છે.
19. મલ્ટી-સલ્ફર બોન્ડેડ ક્રોસલિંકિંગ નેટવર્ક
પરંપરાગત વલ્કેનાઈઝેશન સિસ્ટમ્સ સાથે, ક્રોસલિંકિંગ નેટવર્ક પોલિસલ્ફાઈડ બોન્ડ દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે; EV સાથે, ક્રોસલિંકિંગ નેટવર્કમાં સિંગલ અને ડબલ સલ્ફાઇડ બોન્ડ્સનું વર્ચસ્વ છે, જે અગાઉની તાણ શક્તિમાં પરિણમે છે.
20. આયોનિક ક્રોસલિંકિંગ નેટવર્ક્સ
આયોનિક ક્રોસ-લિંક્ડ સંયોજનો ઊંચી તાણ શક્તિ ધરાવે છે કારણ કે ક્રોસ-લિંક્ડ બિંદુઓ સરકી શકે છે અને તેથી ફાટ્યા વિના આગળ વધી શકે છે.
21. તણાવ સ્ફટિકીકરણ
એડહેસિવમાં સ્ટ્રેસ ક્રિસ્ટલ ધરાવતા કુદરતી રબર અને નિયોપ્રિનનું મિશ્રણ તાણ શક્તિ વધારવામાં મદદ કરશે.
