هل يجب أن تكون منتجات المطاط طبيعية أو صناعية؟

يمكن رؤية منتجات المطاط في كل مكان في الحياة، مثل إطارات السيارات، والقفازات، والأختام، وما إلى ذلك. تُقسم هذه المنتجات إلى مطاط طبيعي ومطاط صناعي. على الرغم من أن هناك فرقًا في كلمتين فقط، إلا أن الأداء مختلف تمامًا. دعونا نقوم بتحليلها بالتفصيل.

من "الأصل" لرؤية التركيب

المطاط الطبيعييشبه عملًا مصممًا بعناية من الطبيعة. يأتي من عصارة أشجار المطاط. المكون الرئيسي هو مادة تسمى سيز-1،4-بوليسوبارين. الهيكل الجزيئي لهذا المكون منتظم جدًا، مثل سلاسل صغيرة مرتبة بشكل منظم، والترابط بين كل منها ليس فضفاضًا أو مشدودًا، وهذا أيضًا هو أساس العديد من خصائصه الممتازة.

المطاط الصناعي هو تجسيد لحكمة الإنسان. المواد الخام الخاصة به هي النفط ومنتجات كيميائية أخرى. لقد صنع العلماء أنواعًا مختلفة من المطاط الصناعي عن طريق تعديل ترتيب الجزيئات. على سبيل المثال، يضيف البعض "نتوءات صغيرة" مثل حلقات البنزين إلى السلسلة، ويقوم البعض الآخر بتغيير الاتجاهات السيز والأنتي للسلسلة، تمامًا مثل قطع البناء، لبناء هياكل مختلفة، مما يمنحها قدرات مختلفة.

هل المرونة جيدة

عند الحديث عن المرونة، فإن المطاط الطبيعي يؤدي بشكل جيد جدًا في درجة حرارة الغرفة. في نطاق درجة الحرارة من 25-80℃، يمكن أن تصل نسبة ارتداده إلى أكثر من 80%، تمامًا مثل الكرة التي نلعب بها، التي ترتد بسرعة بعد رميها. ولكنه "يخاف قليلاً من البرد والحرارة". عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون -60℃، سيصبح صلبًا ويفقد مرونته؛ وعندما تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا، سيصبح طريًا ويفقد قوته.

المطاط الصناعي له مزاياه الخاصة في المرونة. على سبيل المثال، المطاط السيليكوني هو "خبير في درجات الحرارة العالية والمنخفضة". حتى في درجة حرارة منخفضة للغاية تبلغ -100℃، يمكنه الحفاظ على مرونته والعمل في بيئة ذات درجة حرارة عالية تزيد عن 200℃، وهي ميزة لا يمكن للمطاط الطبيعي تحقيقها. يمتاز مطاط البوتادين بمرونة أفضل من المطاط الطبيعي، والإطارات المصنوعة منه تعمل أخف. ​

هل هو مقاوم للاحتكاك وقوي؟ المطاط الطبيعي قوي جدًا ويمكنه تحمل 120,000 انحناءة متكررة. كما أنه يتمتع بمقاومة جيدة للتمزق وليس من السهل تمزيقه. لكن إذا تم فركه بشكل متكرر، فسيتآكل أسرع من بعض المطاطات الصناعية. ​

المطاط الصناعي لديه العديد من "الخبراء" من حيث مقاومة التآكل. مطاط البوتادين مقاوم جدًا للاحتكاك، أعلى بنسبة 30% من المطاط الطبيعي. استخدامه كمداس للإطارات يمكن أن يجعل الإطار يدوم لفترة أطول. مطاط الستيرين-البوتادين يمكنه تحمل الانحناءات المتكررة ويمكنه تحمل أكثر من 200,000 انحناءة. إنه أكثر متانة بكثير من المطاط الطبيعي، لذا غالبًا ما يستخدم لصنع قطع المطاط التي تحتاج إلى حركة متكررة. ​

هل هو متين ويخاف من التآكل؟ المطاط الطبيعي يعتبر "رقيقًا" بعض الشيء. إنه يخاف من الأوزون وضوء الشمس. سيتقدم في العمر بمرور الوقت، يصبح صلبًا وهشًا، ويكسر بسهولة. إذا واجه مذيبات عضوية مثل البنزين وزيت المحرك، فسوف ينتفخ مثل إسفنجة مشبعة بالماء، ويمكن أن تصل نسبة الانتفاخ إلى 300%، مما يجعله غير قابل للاستخدام بشكل طبيعي. ​

المطاط الصناعي أقوى بكثير من حيث مقاومة التآكل. مطاط النيتريل هو "خبير في مقاومة الزيت". حتى لو تم نقعه في زيت المحرك، فإن تغيير الحجم صغير جدًا، ويمكن التحكم في نسبة الانتفاخ ضمن 5%. إنه مناسب بشكل خاص للحلقات الختمية التي تتلامس مع الزيت. النيوبرين لا يخاف من الأوزون وضوء الشمس، وليس من السهل أن يتقدم في العمر في الهواء الطلق تحت الشمس. يمكن استخدامه كغلاف للكابلات لسنوات عديدة. ​

هل من السهل معالجته؟

المطاط الطبيعي سهل المعالجة. له لزوجة معتدلة. تمامًا مثل عجن العجين، من السهل مزجه مع الم additives مثل الكربون الأسود والكبريت، ويستهلك طاقة أقل أثناء المعالجة. هذه أيضًا واحدة من الأسباب التي تجعل العديد من المنتجات التي تحتاج إلى الاتصال بالجسم البشري، مثل القفازات الطبية، تستخدم المطاط الطبيعي، لأن عملية المعالجة بسيطة والمنتج النهائي أكثر نعومة وراحة.

​

المطاط الاصطناعي صعب وسهل المعالجة. على سبيل المثال، المطاط البوتيل أكثر "عنادًا" ويتطلب ظروف درجة حرارة وضغط عالية لمعالجته بشكل جيد؛ لكن بعض المطاطات الاصطناعية يمكن أن تتحسن من خلال عمليات خاصة، مثل المطاط النيتريلي. بعد معالجة الفلكنة الديناميكية، يمكن أن تصل قوة الشد إلى 20 ميجا باسكال، مما يقترب تقريبًا من المطاط الطبيعي. ​

كيف يمكن استخدامه في الحياة الواقعية؟ ​

في التطبيقات الفعلية، غالبًا ما "تتعاون" المطاطات الطبيعية والاصطناعية. على سبيل المثال، تمزج إطارات السيارات المطاط الطبيعي مع مطاطات اصطناعية أخرى. يمكن أن يجعل المطاط الطبيعي الإطارات أكثر مقاومة للتمزق ويضمن سلامة القيادة.​

يلعب المطاط الصناعي دورًا فريدًا في سيناريوهات مختلفة. يمكن أن يقلل المطاط البوتاديني من مقاومة الإطارات عند الدوران، مما يجعل السيارات أكثر كفاءة في استهلاك الوقود؛ وغالبًا ما يستخدم المطاط السيليكون كخواتم ختم في محركات السيارات لأنه مقاوم لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة ويمكن أن يتم إغلاقه بإحكام في بيئات ذات درجات حرارة عالية؛ تمتلك أنابيب المطاط البوتيل خصائص ختم جيدة بشكل خاص. إذا استخدمته كأنبوب داخلي للدراجة، يمكنك استخدامه لمدة نصف عام دون الحاجة إلى نفخه.