فلكنة المطاط – مواد مشابهة للمطاط

فلكنة المطاط

– عندما نجح (جوديير) في تحويل المطاط من حالته اللزجة إلى حالته الجامدة المرنة بتسخينه مع الكبريت عند درجة حرارة عالية، أطلق على هذه العملية اسم (الفلكنة Vulcanization)،أو فلكنة المطاط نسبة إلى اسم إله النار.

– تستخدم عملية الفلكنة مع كل من المطاط الطبيعي والمطاط الصناعي لتشابههما في التركيب. وعادة ما يستخدم الكبريت في هذه العملية. وإن كانت بعض المواد الأخرى قد استعملت لهذا الغرض مثل بعض مركبات الكبريت وبعض مركبات التروجين وبعض فوق الأكاسيد العضوية.

– لا يعرف على وجه التحديد تفسير شاف لعملية فلكنة المطاط ، ولكن المعتقد أنها تخدم غرضين أساسيين:

الأول: هو ربط سلاسل بوليمر المطاط معاً في تركيب شبكي إلى حد ما فيتحول البوليمر إلى جسم جامد ولكنه لا يفقد مرونته.

الثاني: هو أن بعض المواد المستخدمة قد تساعد على استكمال عملية البلمرة.

– أحد الأمثلة التي توضح فعل عامل الفلكنة وأهميته في ربط سلاسل البوليمر معاً هو استخدام أكسيد الزنك فى فلكنة البوليمر المشترك الناتج من البيوتادايين وحمض الاكريليك، فسلاسل هذا النوع من المطاط تحتوى على مجموعات كربوكسيل جانبية تتحد مع أكسيد الزنك وتعطى بذلك نوعاً من المطاط ذا مرونة عالية تفوق غيرها من الأنواع.

– يمكن زيادة معدل الفلكنة بإضافة مواد تساعد على ذلك، مثل بعض أكاسيد الفلزات وبعض الهيدروكسيدات وبعض الكربونات، ثم استخدمت بعد ذلك مواد عضوية مثل الأمينات ومشتقاتها، ويطلق على هذه المواد اسم المعجلات (Accelerators) ، وهى تساعد على التقليل من كمية عامل الفلكنة المستخدم مثل الكبريت وتزيد من مدة صلاحية المطاط للتشغيل والاستعمال.

– عادة ما يضاف إلى المطاط مواد أخرى لتقويته وزيادة مقاومته للبرى والاحتكاك، مثل سناج الفحم الذى يضاف إلى المطاط المستخدم في صنع إطارات السيارات، ويعطيها اللون الرمادى الأسود.

– أما إذا أريد الاحتفاظ باللون الفاتح للمطاط، فيمكن استخدام بعض السليكات لهذا الغرض. ويطلق على هذه المواد اسم المواد المالئة (Fillers).

– عادة ما يضاف خليط مواد الفلكنة والمعجلات والمواد المالئة. وكذلك المواد الملونة إلى المطاط الطبيعي قبل عملية فلكنته بالحرارة.

مواد مشابهة للمطاط

– تتصف بعض مركبات الكبريت بأن لها خواص تشبه إلى حد كبير خواص المطاط.

– قد حضرت إحدى هذه المواد عام 1819 بتفاعل ثنائي كلورو إيثلين مع مرکب بولى كبريتيد الصوديوم. وتكون منهما معاً بوليمر مشترك تتكرر فيه ذرات الكربون مع ذرات الكبريت.

– حضرت هذه المادة كأول مطاط تخليقى عام 1930 في الولايات المتحدة تحت اسم ثيوكول Thiokol.

– أجريت عملية التكثيف بين المواد المتفاعلة في وجود الماء لتكوين مستحلب أمكن بعد تخثره تحويله إلى كتل تشبه المطاط. 

– كذلك أمكن إنتاج مادة مشابهة من مشتق آخر من مشتقات الإثيلين يعرف باسم إثير ثنائي كلورو ثنائى الإثيل الذى يحضر من كلورو هدرين الإثيلين.

– عند مفاعلة هذه المادة مع بولى كبريتيد الصوديوم يتكون منهما أحد البوليمرات التي تتكرر في سلاسلة ذرات الكربون والأكسجين والكبريت.

– كذلك يمكن تحضير هذه المواد على هيئة سوائل أو على هيئة مطاط، وهي تتصف بمقاومتها لفعل الزيوت والمذيبات وقد تستعمل على هيئة مستحلبات تطلى بها سطوح الفلزات والأخشاب وكتل الأسمنت لحمايتها ووقايتها من فعل الرطوبة وعوامل التآكل.

 

المراجع 

– كتاب الصناعات الكيميائية – الجزء الثالث – البترول والكيمياويات، الصابون الممظفات الصناعية. ، المطاط – د/ أحمد مدحت عبد السلام – القاهرة – دار الفكر العربي – الطبعة الأولى 1997.

– أسس الكيمياء الصناعية – د/ محمد مجدى واصل – القاهرة – دار الفجر للنشر والتوزيع – الطبعة الأولى 2005.

– الكيمياء الصناعية – الجزء الثاني – تكنولوجيا الصناعات الكيميائية العضوية. – د/ طارق إسماعيل كاخيا – الطبعة الأولى.