تفاوت دقیق بین الاستومرها و لاستیک

الاستومرها و لاستیک هر دو مواد بسیار الاستیکی هستند که می توانند تحت نیروهای خارجی تغییر شکل قابل توجهی داشته باشند و پس از حذف نیرو به شکل اولیه خود بازگردند. با این حال، آنها از نظر ساختار، عملکرد و کاربرد بسیار متفاوت هستند. در زیر یک تجزیه و تحلیل دقیق از دیدگاه های متعدد از جمله تعاریف، انواع، ویژگی ها و حوزه های کاربردی ارائه شده است.

تعریف و مفاهیم اساسی

• الاستومرها: الاستومرها گروهی از پلیمرها هستند که خاصیت ارتجاعی بالایی از خود نشان می دهند، به این معنی که می توانند به میزان قابل توجهی تحت نیروی خارجی کشیده شوند و پس از حذف نیرو به شکل اولیه خود بازگردند. آنها دارای زنجیره های مولکولی بلند و انعطاف پذیر هستند که به آنها اجازه می دهد به راحتی کشش و استراحت کنند. الاستومرها شامل لاستیک های طبیعی، لاستیک های مصنوعی و الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) هستند.
• لاستیک: لاستیک نوعی الاستومر است که به طور کلی به لاستیک طبیعی (NR) یا لاستیک مصنوعی اطلاق می شود. ویژگی بارز لاستیک توانایی آن برای تغییر شکل برگشت پذیر در اثر نیروهای خارجی و بازگشت به شکل اولیه خود پس از حذف نیرو است. پایه لاستیک ساختار زنجیر مولکولی آن است که معمولاً از طریق ولکانیزاسیون (صلیب‌بندی) تقویت می‌شود.

ساختار مولکولی و الاستیسیته

• الاستومرها: الاستومرها عموما دارای زنجیره های مولکولی بلند و انعطاف پذیر هستند. آنها می توانند در هنگام اعمال نیرو به طور قابل توجهی کشیده و تغییر شکل دهند و پس از حذف نیرو، به شکل اولیه خود باز می گردند. الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) همچنین دارای مزیت افزوده قابل پردازش مجدد هستند - آنها می توانند چندین بار گرم شوند و تغییر شکل دهند. TPE معمولا دارای محدوده مقاومت کششی 10-40 MPa است و می تواند تا 500%-700% کشیده شود.
• لاستیک: لاستیک طبیعی ساختار سیس دارد که به آن امکان کشش قابل توجهی می دهد. مولکول‌های لاستیک وقتی ولکانیزه می‌شوند، یک شبکه متقابل پایدار تشکیل می‌دهند که به آن خاصیت ارتجاعی برتر می‌دهد. استحکام کششی لاستیک طبیعی در دمای 25 درجه سانتیگراد بین 20 تا 30 مگاپاسکال، با کشیدگی بیش از 500% متغیر است.

انواع و کاربردها

الاستومرها: انواع مختلفی از الاستومرها وجود دارد که عبارتند از:

• الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE): TPE خواص پلاستیک و لاستیک را ترکیب می کند و انعطاف پذیری و پردازش پذیری عالی را ارائه می دهد. این به طور گسترده ای در خودرو، الکترونیک و دستگاه های پزشکی استفاده می شود. سختی TPE از 10 Shore A تا 70 Shore D متغیر است و دارای مقاومت عالی در برابر UV، تحمل دمای بالا و پایین و مقاومت شیمیایی است.
• الاستومرهای گرماسخت: این الاستومرها معمولاً در طول پخت به صورت متقاطع به هم متصل می شوند و در برابر دماهای بالا بسیار بادوام و مقاوم هستند. آنها معمولاً در کاربردهای با مقاومت بالا مانند ماشین آلات صنعتی و هوافضا استفاده می شوند.
• الاستومرهای پلی اورتان (PU): الاستومرهای پلی اورتان به دلیل مقاومت سایشی استثنایی، استحکام پارگی و مقاومت در برابر روغن شناخته شده اند. آنها به طور گسترده در کاربردهایی مانند تسمه نقاله، زیره کفش و محصولات با دوام بالا استفاده می شوند.

لاستیک: انواع اصلی لاستیک عبارتند از:

• لاستیک طبیعی (NR): لاستیک طبیعی که از لاتکس درخت لاستیکی تهیه شده است، خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر سایش عالی دارد. معمولاً در ساخت لاستیک، آب بندی های صنعتی و لرزشگیرها استفاده می شود.
• لاستیک های مصنوعی: اینها عبارتند از لاستیک استایرن-بوتادین (SBR)، نئوپرن (CR)، لاستیک نیتریل (NBR) و موارد دیگر که اغلب مقرون به صرفه تر از لاستیک طبیعی هستند و می توانند برای ارائه خواص خاص مهندسی شوند. لاستیک مصنوعی به طور گسترده در لاستیک ها، مهر و موم ها، شیلنگ ها و کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می شود.

مقایسه عملکرد

الاستومرها:

• استحکام کششی: مقاومت کششی الاستومرها بسته به نوع آن متفاوت است. TPE معمولا دارای محدوده مقاومت کششی 10-40 مگاپاسکال و کشیدگی 500%-700% است.
• مقاومت در برابر دماالاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) معمولاً می توانند در محدوده دمایی 50- تا 150+ درجه سانتی گراد کار کنند. الاستومرهای گرماسخت حتی مقاومت دمایی بالاتری دارند و می توانند تا دمای 200+ درجه سانتی گراد را تحمل کنند.
• مقاومت در برابر پیری: TPE ها به دلیل مقاومت قوی در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر ازن و پایداری اکسیداتیو شناخته شده اند، به این معنی که خواص فیزیکی خود را در مدت زمان طولانی حفظ می کنند.

لاستیک:

• استحکام کششی: Natural rubber typically has a tensile strength of 20-30 MPa, with elongation of over 500%. Synthetic rubbers' tensile strengths vary by type but generally range from 10-35 MPa.
• مقاومت در برابر دما: لاستیک طبیعی می تواند دماهای 50- تا 90+ درجه سانتی گراد را تحمل کند، در حالی که لاستیک های مصنوعی می توانند در دماهای بالاتر عمل کنند و برخی از لاستیک های با کارایی بالا تا 200+ درجه سانتی گراد را تحمل می کنند.
• مقاومت در برابر پیریلاستیک طبیعی زمانی که در معرض اشعه ماوراء بنفش، ازن و گرما قرار می گیرد بیشتر مستعد پیری است، در حالی که لاستیک های مصنوعی معمولا مقاومت بهتری در برابر پیری دارند.

فرآیند ولکانیزاسیون

الاستومرها:

• الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE): TPE ها نیازی به ولکانیزاسیون ندارند زیرا نرم می شوند و با گرم شدن قابل تغییر شکل هستند. این به آنها قابلیت پردازش عالی می دهد و باعث افزایش راندمان تولید می شود.
• الاستومرهای گرماسخت: این مواد برای تشکیل شبکه ای متقاطع نیاز به ولکانیزاسیون دارند و مقاومت حرارتی، سختی و استحکام آنها را بهبود می بخشد.

لاستیک:

• لاستیک طبیعی و مصنوعی: مواد لاستیکی معمولاً برای افزایش کشش، استحکام و مقاومت در برابر پیری نیاز به ولکانیزاسیون دارند. پس از ولکانیزاسیون، لاستیک می تواند نیروهای خارجی بیشتری را تحمل کند و در عین حال خاصیت ارتجاعی خود را در طول زمان حفظ کند.

برنامه های کاربردی

کاربردهای الاستومر:

• TPE ها به دلیل انعطاف پذیری، پردازش پذیری و مقاومت در برابر محیط زیست به طور گسترده در قطعات داخلی خودرو، محفظه دستگاه های الکترونیکی، دستگاه های پزشکی، تجهیزات ورزشی و لوازم خانگی استفاده می شوند.
• الاستومرهای پلی اورتان به دلیل مقاومت در برابر سایش و دوام استثنایی در لاستیک ها، تسمه نقاله، زیره کفش، لرزشگیرها و قطعات ماشین آلات صنعتی استفاده می شوند.

برنامه های کاربردی لاستیک:

• لاستیک طبیعی معمولاً در لاستیک ها، نوارهای لاستیکی، مهر و موم ها و لرزشگیرها استفاده می شود.
• لاستیک‌های مصنوعی در لاستیک‌های خودرو، شیلنگ‌ها، کابل‌های برق و کاربردهای صنعتی یافت می‌شوند، جایی که ویژگی‌های عملکردی خاصی مورد نیاز است.

الاستومرها و لاستیک علیرغم شباهت‌هایشان، از نظر ترکیب مواد، ویژگی‌های عملکردی و زمینه‌های کاربرد به طور قابل توجهی با هم تفاوت دارند. لاستیک به طور کلی به لاستیک طبیعی یا مصنوعی اشاره دارد که یک ماده اصلی در صنایع سنتی بوده است. از سوی دیگر، الاستومرها طیف وسیع تری از مواد، از جمله الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) و الاستومرهای پلی اورتان را در بر می گیرند که فرآیند پذیری بهبود یافته، مقاومت در برابر پیری و طیف گسترده ای از کاربردهای مدرن را ارائه می دهند. این مواد برای طیف وسیع تری از صنایع، از جمله خودروسازی، الکترونیک، پزشکی و تولید مناسب هستند، جایی که الزامات عملکرد به طور مداوم در حال تغییر هستند.