I. फेनयुक्तरबरस्य उत्पादानाम् अवलोकनम्

स्पञ्जसदृशं रबरछिद्रसंरचनाउत्पादं प्राप्तुं रबरं आधारसामग्रीरूपेण भौतिकं वा रासायनिकं वा फेनीकरणपद्धत्या फेनरबरस्य उत्पादानाम् उत्पादनं भवति अस्याः प्रौद्योगिक्याः विविध-उत्पादन-उद्योगेषु व्यापकरूपेण उपयोगः कृतः अस्ति, यथा वाहनद्वार-खिडकी-सील्, कुशनिंग्-पैड्, भवननिर्माण-गस्केट्, भूकम्पीय-सामग्री, क्रीडा-संरक्षण-सुविधाः इत्यादयः

1、फेनयुक्तरबरस्य अवधारणा

तथाकथितं फेनयुक्तं रबरं रबरफेनप्रौद्योगिकी इति अपि बहुधा प्रसिद्धं भवति, रबरस्य उपचारार्थं विशिष्टफेनकारकस्य उपयोगः भवति, येन रबरस्य प्रसंस्करणसाधनस्य लक्षणीयं प्रदर्शनं भवति वर्तमान उत्पादनक्षेत्रे एषा प्रौद्योगिकी अधिकतया उपयुज्यते, अस्मिन् स्तरे उत्पादनकार्यस्य सर्वाधिकं सामान्यपद्धतिः अस्ति ।

2、फेनयुक्त रबर उत्पादों के वर्गीकरण

फेनयुक्तरबरस्य उत्पादाः सम्प्रति उत्पादनक्षेत्रे सर्वाधिकं प्रयुक्तेषु उत्पादेषु अन्यतमाः सन्ति, यत् छिद्रानुसारं सूक्ष्मछिद्रसंरचनायाः, छिद्रयुक्तसंरचनायाः च द्विविधं विभक्तुं शक्यते तथा सूक्ष्मछिद्रसंरचना पृथक् फेनउत्पादाः निरन्तरफेनउत्पादाः च इति विभक्तुं शक्यन्ते । रबरस्य कच्चामालस्य अनुसारं प्राकृतिकरबरफेननिर्माणपदार्थाः, आइसोप्रीनफेननिर्माणपदार्थाः, एसबीआरफेनपदार्थाः, एथिलीनप्रोपाइलीनरबरफेनपदार्थाः इत्यादयः इति उत्पादे विभक्तुं शक्यन्ते

द्वितीयं, विश्लेषणसहितं फेनरबरस्य उत्पादाः

वर्तमानसमाजस्य फेनयुक्तस्य रबरस्य उत्पादानाम् अधिकाधिकं उपयोगः भवति, तस्य उत्पादनस्य उत्पादनस्य च प्रक्रिया तथा च थर्मोप्लास्टिकफेनस्य विश्वस्य अन्तरं भवति, तस्य वल्केनाइजेशन क्रॉस्-लिङ्किंग् गतिः भवति तथा च फेनयुक्तस्य एजेण्टस्य अपघटनस्य गतिः समस्यायाः अनुरूपं भवति अर्थात्, एकः रबरसामग्री सफलः फेनीकरणं क्रॉस-लिङ्किंगवेगस्य अतिरिक्तं रबरसामग्रीणां वल्कनीकरणप्रक्रियायाः मध्ये निकटः सम्बन्धः भवति तथा च फूत्कारकारकस्य विघटनं तदा भवति यदा सिद्धान्तः मूलतः समानः भवति, तदनुरूपप्रतिरोधप्रक्रियाम् उत्पादयितुं गैसविस्तारभित्तिः विस्तारः भवति

1、मुख्यसामग्रीविकल्पः

निर्माणप्रक्रियायां, सामान्यतया वैज्ञानिकरबरशरीरसामग्रीणां चयनार्थं उत्पादस्य विशिष्टलक्ष्याणां आवश्यकता भवति, एतानि सामग्रीनि मृदु, मध्यमबलस्य चयनं, प्राकृतिकरबरपदार्थानाम् लोचस्य उत्तममात्रायां, परन्तु उत्पादस्य आवश्यकतानां पूर्तये किञ्चित् कृत्रिमरबरं चयनं कर्तुं अपि आवश्यकम्। तैल-प्रतिरोधी फेन-उत्पादानाम् उत्पादनार्थं, उचित-वैज्ञानिक-नाइट्राइल-रबरस्य चयनस्य आवश्यकतायाः अतिरिक्तं, परन्तु नियोप्रीनस्य अनुपातस्य, सम्बन्धस्य च विश्लेषणार्थं, तथा च केषाञ्चन विशेष-उत्पादानाम् आवश्यकतानां पूर्तये अपि, भवन्तः द्वौ वा अधिकौ प्रकारौ रबरस्य, रूपस्य च उपयोगं कर्तुं शक्नुवन्ति

२、फेनकारकस्य विकल्पः

फेनयुक्तस्य रबरस्य सम्पूर्णनिर्माणे फेनकारकं सर्वाधिकं महत्त्वपूर्णं कडिम् अस्ति, तस्य चयनं कार्यस्य कार्यक्षमतायाः गुणवत्तायाश्च निकटतया सम्बद्धम् अस्ति सामान्यतया, फेन-उत्पादानाम् उत्तम-प्रदर्शनार्थं वैज्ञानिकं उचितं च फेन-कारकं, फेन-कारकस्य परिमाणं च, वर्तमान-सामाजिक-विकास-आवश्यकतानां पूर्तये पद्धतीनां उपयोगः अवश्यं करणीयः वर्तमान समये फूत्कारकारकस्य मुख्यतया कार्बनिकं फूत्कारकारकं, अकार्बनिकं फूत्कारकारकं च द्वौ भवति । अकार्बनिकं फूत्कारकारकं मुख्यतया सोडियम बाइकार्बोनेट्, अमोनियम बाइकार्बोनेट्, यूरिया इत्यादीन् निर्दिशति एतेषां फूत्कारकारकाणां लाभाः सन्ति यत् अनुप्रयोगे द्रुतविघटनवेगः न्यूनतापमानः च भवति, सैद्धान्तिकरूपेण तस्य फेननिर्माणप्रदर्शनमपि उत्तमम् अस्ति यतो हि अनुप्रयोगे अस्याः प्रौद्योगिक्याः उत्पादितः गैसः मुख्यतया कार्बनडाय-आक्साइड् अमोनिया इत्यादयः भवति, एतेषां वायुनां उपस्थितिः रबरसंरचनायाः बृहत् पारगम्यतागुणकं भवति, बन्द-छिद्र-फेन-रबरस्य निर्माणं कठिनं भवति, फेन-रबरस्य उत्पादनं न्यूनगुणवत्ता, न्यूनशक्तिः, संकोचनं, विरूपणं सुलभं भवति, अतः कार्ये एकः एव उपयोगः अत्यन्तं सुलभः भवति, सामान्यतया च एकस्य उपयोगः कर्तुं शक्यते फेनकारकं प्रयोगं कर्तुं ।

वर्तमान कार्ये, वयं सामान्यतया फेनकारकस्य उपयोगं कुर्मः मुख्यतया नाइट्रोजन डाइकार्बोनामाइड्, नाइट्रोसो, डाइबेन्जोसल्फोनाइल हाइड्राजाइड ईथर इत्यादयः सन्ति.. एतानि सामग्रीनि तस्य अपघटनतापमानस्य अनुप्रयोगे प्रायः 200 °C वा अधिकं भवति, तथा च उत्पादनप्रक्रियायां अन्यसहायकविस्फोटककारकं अपि योजयितुं आवश्यकं भवति, यथा यूरिया, मैग्नीशियम आक्साइड, जस्ता आक्साइड, इत्यादयः., अतः तस्य अपघटनं बहु न्यूनीकरोति, उत्पादितस्य वायुस्य तापविघटनं मुख्यतया नाइट्रोजन, कार्बनडाय-आक्साइड्, अमोनिया इत्यादयः सन्ति, एते वायुः न केवलं अविषाक्ताः, गन्धहीनाः, अपि च पर्यावरणं न प्रदूषयन्ति, न तु विवर्णाः इति लाभः अपि भवति फेनकारकेन निर्मितानाम् रबरफेन-उत्पादानाम् छिद्र-आकारः अधिकः भवति, संकोचन-दरः अपि अधिकः भवति; फेनकारकस्य उपयोगं कुर्वन् सहायकफेनकारकस्य स्टीयरिक अम्लम्, फिटकिरी इत्यादयः सन्ति, येन फेनकारकस्य अपघटनतापमानं योजयित्वा १३० ~ १५० डिग्री सेल्सियसपर्यन्तं महत्त्वपूर्णतया न्यूनीकर्तुं शक्यते

३, वल्कनीकरणव्यवस्थायाः विकल्पः

फेन-उत्पादानाम् अनुसन्धान-प्रक्रियायां वल्केनाइजेशन-प्रणाली अतीव महत्त्वपूर्णा अस्ति, सर्वप्रथमं यत्, फेन-उत्पादानाम् उत्तमं प्रदर्शनं कर्तुं वल्केनाइजेशन-प्रणाल्याः फेन-प्रणाल्याः च मेलनं कुञ्जी अस्ति वा इति। एकं रबरं सफलतया फेनं कर्तुं शक्यते, सर्वाधिकं महत्त्वपूर्णं वस्तु रबरस्य वल्केनीकरणप्रक्रिया अस्ति तथा च फेनकारकस्य अपघटनप्रक्रिया मूलतः समन्वयिता भवितुमर्हति, अथवा फेनीकरणसमयात् किञ्चित् अग्रे गन्धकस्य समयः। अतः वल्केनाइजेशन-प्रणालीं चयनं कृत्वा फेन-प्रणालीं तस्य सङ्गतिं समायोजयन्तु, अथवा फेन-प्रणालीं चयनं कृत्वा वल्केनाइजेशन-प्रणालीं तस्य सङ्गतिं समायोजयन्तु

4、सुदृढीकरणपूरकस्य विकल्पः

कार्बनब्लैक्, सिलिका इत्यादयः सुदृढीकरणकारकाः फेनयुक्तस्य रबरस्य उत्पादानाम् शक्तिं कठोरता च सुधारयितुं शक्नुवन्ति, कैल्शियमकार्बोनेट्, मृत्तिका इत्यादीनां भरावकानां समुचितं योजनेन रबरस्य प्रसंस्करणप्रदर्शने सुधारः भवति, व्ययस्य न्यूनीकरणं च कर्तुं शक्यते कार्बन ब्लैक इत्यनेन अर्ध-प्रबलितं FEF तथा SRF कार्बन ब्लैक इत्येतत् चयनं कर्तव्यम्, फिलर इत्यनेन हल्कं कैल्शियम कार्बोनेट्, मृत्तिका इत्यादीनि चयनं कर्तव्यम्, मात्रा अत्यधिकं न भवेत्, अधिमानतः २० तः ४० प्रतियाः।

५、प्लास्टिसाइजरस्य विकल्पः

प्लास्टिसाइजरस्य आवश्यकताः सन्ति: उत्तमः प्लास्टिकीकरणप्रभावः, न्यूनमात्रा, द्रुतशोषणदरः, रबरेन सह उत्तमसङ्गतिः, लघुवाष्पशीलता, प्रवासः नास्ति, अविषाक्तः, गन्धहीनः, सस्ती च सुलभः च। प्लास्टिसाइजरः यौगिककारकस्य प्रसारस्य प्रमाणं, रबरमिश्रणस्य प्रक्रियाक्षमतां, ढालनं च सुधारयितुं शक्नोति । फेनरबरस्य उत्पादाः येषु उच्चफेनगुणकस्य आवश्यकता भवति, योजितस्य प्लास्टिसाइजरस्य सामान्यमात्रा अधिका भवति, रबरप्लास्टिसाइजरेण सह उत्तमं संगततां च चिनुत

6、एण्टीऑक्सिडेण्ट् इत्यस्य चयनम्

छिद्रपूर्णसंरचनायाः कृते फेनरबरस्य उत्पादाः, पृष्ठक्षेत्रं बृहत्तरं भवति, तुल्यकालिकरूपेण वृद्धत्वं सुलभं भवति, एण्टीऑक्सिडेण्ट्-सहितं संयोजनं करणीयम् । एण्टीऑक्सिडेण्ट् चयनस्य सिद्धान्तः उत्तमः वृद्धावस्थाविरोधी प्रभावः अपि भवति, परन्तु फेनकारकस्य अपघटनं अपि न प्रभावितं करोति । 4010, 264, MB इत्यादीनि एण्टीऑक्सिडेण्ट्, सामान्यरबर-उत्पादानाम् अपेक्षया अधिकस्य मात्रां चयनं कर्तुं शक्नोति।

७, रबरफेनीकरणस्य सिद्धान्तः

रबरस्पञ्जस्य ठोसरबरफेननिर्माणं उत्पादनं, सिद्धान्तः चयनितरबरमध्ये फेनकारकं योजयितुं वा फेनकारकं पुनः योजयितुं वा, गैसं मुक्तुं वल्कनीकरणतापमाने फेनकारकस्य अपघटनं, रबरेन परितः बुलबुलाच्छिद्रं निर्मातुं 'यथा रबरविस्तारः स्पञ्जं निर्मातुं।

बुलबुला-छिद्रस्य संरचनां निर्धारयन्ति प्रभावितं च कुर्वन्ति मुख्याः कारकाः सन्ति : फूत्कार-कारक-वायुस्य परिमाणं, रबरस्य वायु-प्रसार-दरः, रबरस्य चिपचिपाहटः, वल्कनीकरणस्य गतिः च, येषु सर्वाधिकं महत्त्वपूर्णं भवति फूत्कार-एजेण्ट्-वायुस्य परिमाणस्य, गैस-उत्पादनस्य गतिः, रबरस्य वल्केनीकरणस्य गतिः च मेलनं भवति

उत्तमं रबर-उत्पादं निर्मातुं ब्लोइंग एजेण्ट्-जातेः चयनं रबर-वल्केनाइजेशन-प्रणाली च कुञ्जी अस्ति । तत्र द्वौ विशिष्टौ विधिः- १.

प्रथमं वल्कनीकरणतापमानस्य अनुसारं अपघटनतापमानं समुचितं फूत्कारकं च चयनं कर्तुं, ततः वल्कनीकरणतापमानस्य फूत्कारस्य अपघटनवेगस्य अनुसारं रबरस्य वल्कनीकरणवेगं समायोजयितुं, यथा विलम्बितप्रवर्तकस्य अन्येषां च प्रवर्तकानाम् उपयोगः वल्कनीकरणप्रणाली च, वल्कनीकरणवेगस्य समायोजनार्थं प्रवर्तकस्य परिमाणं समायोजयितुं उपयोक्तुं शक्यते

द्वितीयं, वल्केनाइजेशन-प्रणाल्याः सन्दर्भे फेन-प्रकारस्य चयनस्य अनुसारं, उपयुक्त-कण-आकारस्य च अनुसारं वल्केनीकरण-वेगं निर्धारयितुं फूत्कारस्य कणस्य आकारः अपि फूत्कारस्य अपघटनवेगस्य निर्धारणे महत्त्वपूर्णेषु कारकेषु अन्यतमः भवति । कणानां आकारः न्यूनः भवति, कणानां विशिष्टपृष्ठक्षेत्रं वर्धते, तापसञ्चारदक्षता वर्धते, अपघटनवेगः च त्वरितः भवति, अतः फूत्कारस्य उपयुक्तकणपरिमाणं चित्वा रबरस्य अपघटनवेगस्य रबरस्य वल्कनीकरणवेगस्य च सन्तुलनं समायोजितुं शक्यते

त्रयः, प्रसंस्करणप्रौद्योगिकी

1、प्लास्टिकीकरण

कच्चे रबरस्य प्लास्टिकीकरणस्य सारः रबरस्य स्थूल-आणविकशृङ्खलायाः भङ्गः, नाशः च भवति । रबरस्य प्लास्टिसिटीं सुधारयन्तु, येन यौगिककारकस्य मिश्रणं मिश्रणं च सुकरं भवति । फेनरबरस्य उत्पादानाम् निर्माणे रबरस्य प्लास्टिसिटी यथा उत्तमं भवति तथा तथा एकरूपबुद्बुदछिद्रयुक्तानि, लघुघनत्वं, लघुसंकोचनदरयुक्तानि च उत्पादानि निर्मातुं सुकरं भवति अतः कच्चे रबरस्य पूर्णतया प्लास्टिकीकरणं करणीयम् ।

२、भण्डारणम्

रबरस्य मिश्रणानन्तरं पर्याप्तकालं यावत् सामान्यतया २~४h यावत् स्थापनीयम्, येन रबरमिश्रणे विविधाः योजकाः पूर्णतया विकीर्णाः भवन्ति रबरस्य योजकाः यथा यथा समानरूपेण विकीर्णाः भवन्ति तथा तथा उत्पादस्य आकारस्य स्थिरता, पृष्ठस्य स्निग्धता, बुदबुदानां एकरूपता च उत्तमा भवति

3、तापमान

रबरफेनः तापमानस्य प्रति अतीव संवेदनशीलः भवति । एकस्यैव रबरस्य पदार्थस्य भिन्न-भिन्न-तापमानयोः भिन्न-भिन्न-फेन-प्रभावः भवति । यतो हि फेनीकरणप्रणाली तथा वल्केनाइजेशनप्रणाली भिन्नरूपेण तापमानस्य प्रति संवेदनशीलाः भवन्ति, वल्केनाइजेशनतापमानस्य परिवर्तनेन वल्कनीकरणप्रणाली फेनप्रणाल्या सह मेलस्य समस्या पुनः समायोजिता भविष्यति

४、निर्माणम्

फेनयुक्तरबर-उत्पादानाम् ढालन-विधयः सन्ति : एक्सट्रूजन-मोल्डिंग्, मोल्डिंग्, फ्लैट्-मोल्डिङ्ग् इत्यादयः ईपीडीएम-फेनयुक्तानां उत्पादानाम् उपयोगः सामान्यतया एक्सट्रूजन-मोल्डिंग्-मध्ये भवति, एनबीआर-उत्पादानाम् उपयोगः अधिकतया मोल्डिंग्-मध्ये भवति