إستخدام مطاط SBR 1712 في إنتاج خراطيم المشعات الحرارية

Abstract

الخلاصة أستخدم في هذا البحث المطاط الصناعي SBR 1712 ( وهو احد أنواع المطاط الصناعي styrene -butadiene ) في إنتاج خراطيم المشعات الحرارية للسيارات ( Radiators cars rubber hoses ) بدلا عن مطاط EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer rubber ) , أعدت مواصفة الخلطة المطاطية باستخدام المطاط المذكور مع المواد الأخرى التي يحتاجها هذا النوع من المطاط : (مواد حشوية مقوية , مواد ملينة , مواد منشطة , مواد مانعة للتأكسد, مواد مفلكنة ( مقسية ), مواد معجلة ) . حضرت العجنة المطاطية التجريبية باستخدام جهاز العجن ( 2 roll calinder ) وكان الخلط على مرحلتين . اخذ نموذج لإجراء فحوصات الخواص الفيزياوية قبل وبعد التعتيق الحراري واستخدمت العجنة في إنتاج مجموعة من الخراطيم بقياس موحد بهدف إجراء الفحوصات التالية : 1- فحص المظهر . 2- فحص دقة الأبعاد . 3- فحص مقاومة ضغط الانفجار . 4- الفحص التجريبي . أشارت الفحوصات أنفاً إلى نتائج جيدة مقاربة الى نتائج فحوصات العجنات التي يستخدم فيها مطاط ( EPDM) وعلى أساسها اعتمد المسلك التكنولوجي للإنتاج .

الكلمات المفتاحية : SBR 1712 - مطاط ( EPDM) - خراطيم المشعات الحرارية للسيارات .

المقدمة تنتج الخراطيم المطاطية من مطاط صناعي بأربعة أصناف : 1- مقاومة عالية للزيوت . 2- مقاومة متوسطة للزيوت . 3- غير مقاوم للزيوت . 4- خراطيم مصنوعة من مطاط السليكون . والصنف (3) هو موضوع هذا البحث إذ ينتج في معمل المنتجات المطاطية في النجف ويتركب هذا النوع من : - 1- بطانة داخلية أنبوبية (Lining rubber tubing ) : وهي طبقة مصنوعة من عجنة مطاطية ملائمة لمتطلبات نقل السائل ( الماء ) المستخدم في التبريد . 2- الطبقة المقوية Reinforcement layer) ) وهي طبقة من خيوط الرايون ( الحرير الصناعي ) التي تحاك على الطبقة الداخلية بواسطـــــــة ماكنة الحياكة . 3- طبقة الغطاء cover) ) : وهي طبقة مصنوعة من عجنة مطاطية ( نفس الطبقة الداخلية ) وتعمل على حماية أجزاء الخرطوم ويعتمد المطاط الصناعي EPDM ( اثلين بروبلين داين مونيمر ) كأساس في تصنيع الطبقة الداخلية وطبقة الغطاء طبقا للمواصفات المعتمدة في شركة ايفون (industrial polymers limited Avone ) الانكليزية , ونظرا لارتفاع أسعار هذا النوع من المطاط مما جعل من أسعار الخراطيم المنتجة غير اقتصادية فضلا عن صعوبة الحصول عليه لوجود صعوبات كبيرة في توريده بسبب قلة الكمية المطلوبة للتوريد لمحدودية استخداماته في منتجات متعددة مما سبب ارتفاع سعر توريده , لذا استـــخدم المطاط الصناعي SBR 1712) ) الذي يورد بكميات كبيرة لدخوله في منتجات مختلفة أهمها إطارات السيارات وان أسعاره تقل عن أسعار مطاط ( EPDM) إلى الثلث تقريبا في أجراء التجارب لإعداد مسلك تكنولوجي لإنتاج خراطيم المشعات الحرارية للسيارات باعتماد هذا النوع من المطاط كأساس في الخلطة المطاطية ويلبي المتطلبات النهائية للخرطوم

الجانب العملي أعدت العجنة المطاطية , وكما موضح في الجدول رقم (1) النسبة النهائية لمواصفة العجنة المطاطية :

جدول رقم (1) يبين مواصفة العجنة المطاطية PPHR* Material No. PPHR* Material No. 80.0 N-660 6 100 SBR 1712 1 30.0 Oil 7 5.0 ZnO 2 1.5 Sulpher 8 1.5 Stearic acid 3 0.55 MBTS 9 2.5 Paraffinic max 4 1.10 TMTD 10 1.0 TMQ 5

PPHR * 1 / هو جزء لكل مئة جزء من المطاط ( part per handered rubber ) n-660 ( نوع من انواع اسود الكربون ) TMQ (polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2 dihydroquinoline ) MBTS (2.2- dibenzo thiozylo disulphate ) TMTD (Tetra methyl thiuran disulphate )

1- مرحلة التشكيل والحياكة :- حولت العجينة المحضرة الى شرائط على ماكنة العصر (Two roll mill ) قياس (ml 1524) والأشرطة المطاطية بقياس (60 ml) وسمك (ml 8) , غُذيت ماكنة التشكيل الداخلي بعد ربـط احد القوالب المخصصة لإنتاج خرطـوم قيـاس ( ml40 ) في رأس جهاز البثق , (و تمت عملية التشكيل بشكل طبيعي) , وبعد خروج البطانة الداخلية الخضراء من رأس جهاز البثق مرر في حوض ماء التبريد وأرسل مباشرة إلى ماكنة الحياكة لحياكة خيوط الرايون على البطانة الداخلية للانتهاء من عمل الطبقة المقوية ومن ذلك إلى ماكنة التشكيل الخارجي ( التي تعمل بصورة تقاطعية على شكل حرف x) , تكسى الطبقة المقوية بالطبقة الثالثة وهي طبقة الغطاء , يغمر الخرطوم في حوض التبريد بالماء , يقطع الخرطوم بواسطة ماكنة القطع وبموجب القياسات المطلوبة . 2- مرحلة التقسية : توضع الخراطيم الخضراء ( المهيأة في القوالب المخصصة والمثبتة على الجسر الحديدي المتحرك إلى الأمام والخلف ) إلى داخل فرن التقسية وخارجه و يدخل الجسر الحديدي و فيه الخراطيم الخضراء وتغلق بوابة الفرن بإحكام وبدرجة (170 Cº ) وتقسى الخراطيم بالبخار المباشر لمـــــدة ( min30 ) ، تفتح البوابة وتخرج الخراطيم من مواقع تثبيتها في القوالب وتجري عليها عمليات الفحص والتدقيق .

النتائج والمناقشة أجريت الفحوصات الفيزيائية لنموذج العجنة المطاطية المحضرة وكانت النتائج مطابقة للمواصفة (م.م.ع 3254 / عام 1993 الصادرة من الجهاز المركزي للتقييس والسيطرة النوعية في العراق) المعتمدة وكما مبين في الجدول رقم (2) .

جدول رقم (2) يبين الخصائص الفيزيائية لنموذج العجنة المطاطية ت الخاصية الوحدة القياسية المواصفة الفعلي 1 الصلابة IRHD* 72 ± 7.5 73 2 قوة الشد Mpa 9 (min) 9.5 3 الاستطالة عند القطع % 270 (min) 270

IRHD* : هي وحدة لقياس الصلابة ( international rubber hardness degree ) - مقاومة الحرارة : اجري فحص مقاومة الحرارة لنموذج من العجنة المطاطية لطبقتي البطانة والغلاف ، حيث حضرت نماذج فحص الاستطالة والصلابة وقوة الشد و عرّضت هذه النماذج إلى درجة حرارة (C°115 ) لمدة ( min72) وحسب المواصفة )م.م.ع 3254 / 1993) , وكانت نتائج الفحص كما مبين في الجدول رقم (3) .

جدول رقم (3) يوضح الخصائص الفيزيائية للعجنة المطاطية بعد تعريضها للحرارة ت الخاصية الوحدة القياسية المواصفة المعتمدة الفعلي 1 قوة الشد Mpa 6.75 (min) 6.8 2 الاستطالة عند القطع % 162 (min) 163 3 الصلابة IRHD 90 (min) 80

- فحص المظهر : أجريت المعاينة والتدقيق للخراطيم المنتجة حيث كانت خالية من الشقوق والمسامات أو أية عيوب أخرى قد تؤثر على الأداء كما ان السطح الخارجي للخرطوم كان ذو ملمس جيد . - فحص الأبعاد : فحصت الأبعاد بموجب المواصفة المعتمدة المحددة للقياس الإسمي ( ml 40 ) وكانت النتائج مطابقة وحسب الجدول رقم ( 4) . جدول رقم (4) يبين أبعاد الخراطيم المنتجة مقارنة مع المواصفة المعتمدة ت المقياس الاسمي القطر الداخلي / (mm) القطر الخارجي/ (mm) سمك البطانة المواصفة الفعلي حدالتفاوت المسموح المواصفة الفعلي حد التفاوت المسموح المواصفة الفعلي 1 40 38.1 37.2 ± 0.8 48 49 ± 1.8 1.6 1.6 2 40 38.1 37.5 ± 0.8 48 49.2 ± 1.8 1.6 1.6 3 40 38.1 37.4 ± 0.8 48 49.4 ± 1.8 1.6 1.6 4 40 38.1 37.2 ± 0.8 48 49.1 ± 1.8 1.6 1.6 5 40 38.1 37.3 ± 0.8 48 49.9 ± 1.8 1.6 1.6

- فحص مقاومة ضغط الانفجار : أجري فحص مقاومة الضغط الانفجاري للخرطوم باستخدام جهاز فحص ضغط الانفجار ( burst test ) وذلك بتحميل الخرطوم بالضغط تدريجيا بعد تهيئة سائل التبريد ورفع درجة الحرارة إلى (C°80 ) واجري الفحص على خمسة خراطيم وكانت النتائج كما مبين في الجدول رقم ( 5 ) :-

جدول رقم (5) يبين نتائج فحص الضغط الانفجاري اعتمادا على المواصفة المعتمدة ت المقياس الاسمي ضغط الانفجار ( Kg/cm 2 ) ضغط الانفجار الفعلي ( Kg/cm 2 ) 1 40 9.7 7.5 2 40 9.7 8 3 40 9.7 9 4 40 9.7 8.5 5 40 9.7 9.5

- الفحص التجريبي : ربطت مجموعة من الخراطيم على سيارات وتُوبع الأداء بفحص ومعاينة الخرطوم أثناء العمل وبين فترة و أخرى ولكل ثلاثة أشهر , أشار معدل العمر التشغيلي للخرطوم ما يقارب السنة وهو جيد بالمقارنة مع الخراطيم الأخرى التي يستعمل فيها مطاط EPDM) ) المنتجة في هذه الشركة .

المصادر 1-Indian rubber institute (( Rubber engineering )) , tata mcgraw-Hill publishing company limited , new delhi ,1998. 2- M.Morton , (( rubber technology )) , van nestrand reinhod , new York , (1973) . 3- C.M. blow , (( rubber technology and manufacturing )) , published by institute of rubber industry IRI , (1981) . 4- Dunlop limited , technical manual No.2.(1989). 5-Dunlop limited , technical manual No.3 vol.1 .(1989) . 6-Rubber processing technology, Wiley & Sons, Inc. M. P. Groover, “Fundamentals of Modern Manufacturing , 2002 . 7- Mooney viscometer ,www.ffinstruments.com , 2003.