แนะนำเทคโนโลยีการแปรรูปยางและกระบวนการผลิต

1. ขั้นตอนการทำงานพื้นฐาน

ผลิตภัณฑ์ยางมีหลายชนิด แต่กระบวนการผลิตโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ยางพื้นฐานโดยใช้ยางดิบเป็นวัตถุดิบประกอบด้วย 6 กระบวนการพื้นฐาน ได้แก่ การทำให้เป็นพลาสติก การผสม การรีด การอัดรีด การขึ้นรูป และการวัลคาไนซ์ แน่นอนว่ากระบวนการพื้นฐานอื่นๆ เช่น การเตรียมวัตถุดิบ การตกแต่งผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป การตรวจสอบ และการบรรจุภัณฑ์ ก็มีความสำคัญเช่นกัน เทคโนโลยีการแปรรูปยางมีจุดประสงค์หลักเพื่อแก้ปัญหาความขัดแย้งระหว่างคุณสมบัติความเป็นพลาสติกและความยืดหยุ่น โดยผ่านวิธีการทางเทคโนโลยีต่างๆ ยางที่มีความยืดหยุ่นจะถูกเปลี่ยนเป็นยางที่อ่อนตัวลง จากนั้นจึงเติมสารประกอบต่างๆ เพื่อทำเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป และจากนั้นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่เป็นพลาสติกจะถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ยางที่มีความยืดหยุ่นสูงและคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลที่ดีผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์

2. การเตรียมวัตถุดิบ

วัตถุดิบหลักของผลิตภัณฑ์ยางคือยางดิบ ซึ่งเป็นวัตถุดิบพื้นฐาน โดยยางดิบได้มาจากการตัดแต่งเปลือกต้นยางพาราที่ปลูกในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนด้วยวิธีของมนุษย์

สารผสมชนิดต่างๆ เป็นวัสดุเสริมที่เติมลงไปเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติบางอย่างของผลิตภัณฑ์ยาง

วัสดุเส้นใย (ฝ้าย ป่าน ขนสัตว์ และเส้นใยสังเคราะห์ต่างๆ เส้นใยโลหะ ลวดเหล็ก) ถูกนำมาใช้เป็นโครงสร้างหลักสำหรับผลิตภัณฑ์ยาง เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและจำกัดการเสียรูปของผลิตภัณฑ์ ในขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบ ส่วนผสมจะต้องชั่งน้ำหนักอย่างแม่นยำตามสูตร เพื่อให้ยางดิบและสารผสมเข้ากันอย่างเป็นเนื้อเดียวกัน จำเป็นต้องผ่านกระบวนการแปรรูป ยางดิบควรอ่อนตัวลงในห้องอบแห้งที่อุณหภูมิ 60–70℃ จากนั้นจึงตัดและบดให้เป็นชิ้นเล็กๆ สารผสมที่เป็นก้อน เช่น พาราฟิน กรดสเตียริก เรซิน เป็นต้น ต้องบดให้ละเอียด หากผงมีสิ่งเจือปนเชิงกลหรืออนุภาคหยาบ จำเป็นต้องคัดกรองเพื่อกำจัดของเหลว เช่น น้ำมันสนและคูมารอน ซึ่งต้องให้ความร้อน หลอมเหลว ระเหย และกรอง การเกิดฟองอากาศระหว่างการวัลคาไนซ์ที่สม่ำเสมอจะส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์

3. การทำให้เป็นพลาสติก

ยางดิบมีความยืดหยุ่นสูงและขาดความอ่อนตัวที่จำเป็นสำหรับการแปรรูป จึงทำให้แปรรูปได้ยาก เพื่อเพิ่มความอ่อนตัว จำเป็นต้องบดอัดยางดิบเพื่อให้สารผสมกระจายตัวได้ง่ายและสม่ำเสมอในยางดิบระหว่างการผสม และในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มการซึมผ่านของยางและแทรกซึมเข้าไปในเส้นใยระหว่างกระบวนการรีดและการขึ้นรูป รวมถึงเพิ่มความลื่นไหลในการขึ้นรูปด้วย กระบวนการย่อยสลายโมเลกุลสายยาวของยางดิบเพื่อให้เกิดความอ่อนตัวเรียกว่าการบดอัด มีสองวิธีในการเพิ่มความอ่อนตัวของยางดิบ ได้แก่ การเพิ่มความอ่อนตัวเชิงกลและการเพิ่มความอ่อนตัวด้วยความร้อน การบดอัดเชิงกลเป็นกระบวนการที่โมเลกุลยางสายยาวถูกย่อยสลายและสั้นลงจากสถานะยืดหยุ่นสูงไปสู่สถานะพลาสติกโดยการอัดและแรงเสียดทานเชิงกลของสารเพิ่มความอ่อนตัวที่อุณหภูมิต่ำ ส่วนการเพิ่มความอ่อนตัวด้วยความร้อนคือการอัดอากาศร้อนเข้าไปในยางดิบภายใต้การทำงานของความร้อนและออกซิเจนเพื่อย่อยสลายโมเลกุลสายยาวและทำให้สั้นลงเพื่อให้ได้ความอ่อนตัว

4.การผสม

เพื่อให้สามารถปรับให้เข้ากับสภาวะการใช้งานต่างๆ ได้คุณสมบัติที่หลากหลาย และเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ยางและลดต้นทุน จำเป็นต้องเติมสารผสมต่างๆ ลงในยางดิบ การผสมคือกระบวนการที่ยางดิบที่บดแล้วถูกผสมกับสารผสม โดยสารผสมจะกระจายตัวอย่างทั่วถึงและสม่ำเสมอในยางดิบโดยการผสมเชิงกลในเครื่องผสมยาง การผสมเป็นกระบวนการที่สำคัญในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง หากการผสมไม่สม่ำเสมอ ผลของยางและสารผสมจะไม่สามารถแสดงออกมาได้อย่างเต็มที่ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ วัสดุยางที่ได้หลังจากผสมเรียกว่ายางผสม เป็นวัสดุกึ่งสำเร็จรูปสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ยางต่างๆ โดยทั่วไปเรียกว่าวัตถุดิบยาง ซึ่งมักขายเป็นสินค้า ผู้ซื้อสามารถใช้วัตถุดิบยางเพื่อแปรรูป ขึ้นรูป และวัลคาไนซ์เป็นผลิตภัณฑ์ยางที่ต้องการได้โดยตรง ตามสูตรที่แตกต่างกัน มีเกรดและชนิดต่างๆ ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันให้เลือกมากมาย

5.การขึ้นรูป

ในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง กระบวนการขึ้นรูปชิ้นงานเป็นรูปทรงและขนาดต่างๆ โดยใช้เครื่องรีดหรือเครื่องอัดรีด เรียกว่า การขึ้นรูป (molding)

6. การวัลคาไนซ์

กระบวนการเปลี่ยนยางพลาสติกให้เป็นยางยืดหยุ่นเรียกว่าการวัลคาไนซ์ โดยการเติมสารวัลคาไนซ์ในปริมาณที่กำหนด เช่น กำมะถัน สารเร่งปฏิกิริยาวัลคาไนซ์ เป็นต้น โมเลกุลเชิงเส้นของยางดิบจะเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติผ่านการเกิด "สะพานกำมะถัน" ทำให้สารประกอบยางพลาสติกกลายเป็นยางวัลคาไนซ์ที่มีความยืดหยุ่นสูง