مقدمه

رابرلاینینگ (Rubber Lining) یکی از روش‌های پرکاربرد برای حفاظت تجهیزات صنعتی در برابر خوردگی، سایش و نفوذ مواد شیمیایی است. در این روش، سطح داخلی یا خارجی تجهیزات با لایه‌ای از لاستیک طبیعی یا مصنوعی پوشانده می‌شود تا در تماس با مواد خورنده یا ساینده آسیب نبیند. اما یکی از چالش‌های مهم در انتخاب نوع رابرلاینینگ، مقاومت آن در برابر حلال‌های آلی است؛ زیرا این مواد می‌توانند باعث تورم، نرم شدن یا حتی تخریب کامل لاستیک شوند. در این متن، به‌طور کامل بررسی می‌کنیم که آیا رابرلاینینگ می‌تواند در برابر حلال‌های آلی مقاومت کند، چه عواملی بر این مقاومت تأثیر می‌گذارند و چه نوع لاستیک‌هایی برای چنین محیط‌هایی مناسب‌ترند.

۱. ماهیت شیمیایی حلال‌های آلی و اثر آنها بر لاستیک

حلال‌های آلی ترکیباتی هستند که اغلب بر پایه کربن و هیدروژن ساخته شده‌اند و برای حل کردن رزین‌ها، روغن‌ها، گریس‌ها، چسب‌ها و سایر مواد آلی به کار می‌روند. مهم‌ترین دسته‌های حلال‌های آلی عبارتند از:

• هیدروکربن‌های آلیفاتیک (مانند هگزان، هپتان، نفت سفید)
• هیدروکربن‌های آروماتیک (مانند تولوئن، زایلن، بنزن)
• الکل‌ها (مانند متانول، اتانول، ایزوپروپانول)
• کتون‌ها (مانند استون، متیل‌اتیل‌کتون)
• استرها و اترها (مانند اتیل‌استات، دی‌اتیل‌اتر)
• کلرینه‌ها (مانند کلروفرم، تری‌کلرواتیلن)

این مواد بسته به ساختار مولکولی‌شان می‌توانند با پلیمرهای لاستیکی واکنش‌های فیزیکی یا شیمیایی ایجاد کنند. مثلاً حلال‌هایی مثل تولوئن یا بنزن تمایل بالایی برای نفوذ به ساختار پلیمر دارند و باعث تورم شدید لاستیک‌های طبیعی یا SBR می‌شوند.

۲. رفتار لاستیک در برابر حلال‌ها

زمانی که لاستیک با یک حلال آلی تماس پیدا می‌کند، بسته به نوع پلیمر و نوع حلال، یکی از این حالت‌ها رخ می‌دهد:

1. عدم تأثیر محسوس:
   حلال نمی‌تواند وارد شبکه پلیمری شود و ساختار لاستیک پایدار باقی می‌ماند (مانند لاستیک‌های فلورینه در برابر تولوئن).
2. تورم جزئی:
   برخی حلال‌ها در سطح مولکولی وارد زنجیره‌های لاستیکی می‌شوند و فاصله بین آنها را زیاد می‌کنند، در نتیجه لاستیک نرم می‌شود و خاصیت مکانیکی آن کاهش می‌یابد.
3. تورم شدید یا انحلال:
   در این حالت حلال به‌طور کامل در پلیمر نفوذ کرده و ساختار شبکه را تخریب می‌کند. لاستیک به حالت ژله‌ای یا چسبناک درمی‌آید.

۳. عوامل مؤثر بر مقاومت رابرلاینینگ در برابر حلال‌های آلی

1. نوع پلیمر لاستیکی:
   ترکیب شیمیایی لاستیک عامل اصلی در تعیین مقاومت شیمیایی آن است. هر نوع لاستیک، مقاومت متفاوتی در برابر دسته‌ای از حلال‌ها دارد.
2. درجه کراس‌لینک یا پخت:
   هر چه میزان اتصالات عرضی (Cross-linking) در لاستیک بیشتر باشد، نفوذپذیری آن نسبت به حلال‌ها کمتر است.
3. دما:
   افزایش دما باعث افزایش سرعت نفوذ حلال‌ها به داخل لاستیک و در نتیجه کاهش مقاومت می‌شود.
4. زمان تماس:
   تماس طولانی‌مدت حتی با حلال‌های نسبتاً ضعیف نیز می‌تواند منجر به تورم و کاهش استحکام شود.
5. فشار و غلظت حلال:
   فشار بالا یا غلظت زیاد حلال، موجب افزایش میزان جذب در پلیمر می‌گردد.
6. ضخامت لایه رابرلاینینگ:
   هرچه ضخامت بیشتر باشد، زمان نفوذ حلال افزایش می‌یابد، اما در نهایت ماهیت پلیمر تعیین‌کننده است.

۴. انواع لاستیک‌ها و مقاومت آنها در برابر حلال‌های آلی

در جدول زیر، مقاومت تقریبی برخی از لاستیک‌های رایج در رابرلاینینگ نسبت به انواع حلال‌های آلی آورده شده است:

۵. بررسی تخصصی چند لاستیک کلیدی

الف) لاستیک نیتریل (NBR)

• مقاومت بسیار خوبی در برابر روغن‌های معدنی، سوخت‌ها و بسیاری از هیدروکربن‌ها دارد.
• اما در برابر کتون‌ها (مانند استون) و استرها (مانند اتیل‌استات) ضعیف است.
• بنابراین برای محیط‌هایی که حلال‌های نفتی وجود دارند مناسب است، ولی نه برای حلال‌های اکسیژنه.

ب) لاستیک وایتون (FKM)

• از مقاوم‌ترین مواد در برابر حلال‌های آلی آروماتیک و کلرینه است.
• در دماهای بالا نیز پایدار می‌ماند و خاصیت مکانیکی خود را حفظ می‌کند.
• تنها در مقابل برخی آمین‌ها و اسیدهای قوی حساس است.
• در سیستم‌های انتقال حلال‌های تولوئن، زایلن و کلروفرم معمولاً از FKM استفاده می‌شود.

ج) لاستیک نئوپرن (CR)

• مقاومت متوسطی در برابر حلال‌های آلی دارد.
• ترکیب متعادلی از مقاومت شیمیایی، مکانیکی و هزینه‌ی مناسب ارائه می‌دهد.
• گزینه‌ای خوب برای محیط‌هایی با ترکیبی از روغن و رطوبت است.

د) لاستیک EPDM

• برای تماس با الکل‌ها و محلول‌های آبی عالی است اما در برابر حلال‌های نفتی ضعیف.
• در سیستم‌های تصفیه آب یا صنایع غذایی کاربرد دارد ولی نه در پالایشگاه‌ها یا صنایع رنگ.

هـ) لاستیک طبیعی (NR)

• در برابر بیشتر حلال‌های آلی آسیب‌پذیر است.
• تماس با تولوئن یا بنزن باعث تورم شدید می‌شود.
• در محیط‌های مکانیکی یا ساینده (و نه شیمیایی) استفاده می‌شود.

۶. روش‌های بهبود مقاومت رابرلاینینگ در برابر حلال‌ها

1. استفاده از لاستیک‌های ترکیبی (Blends):
   ترکیب لاستیک‌های مختلف مانند NBR با PVC می‌تواند مقاومت در برابر نفوذ حلال‌ها را افزایش دهد.
2. پوشش‌های چندلایه (Multi-layer):
   استفاده از لایه بیرونی با مقاومت مکانیکی بالا و لایه داخلی مقاوم شیمیایی (مثل FKM) یک روش اقتصادی و مؤثر است.
3. افزودن پرکننده‌های غیرقابل نفوذ:
   پرکننده‌هایی مانند کربن‌بلک، سیلیکا یا خاک رس اصلاح‌شده می‌توانند نفوذ حلال‌ها را کاهش دهند.
4. افزایش درجه پخت لاستیک:
   با بالا بردن درصد گوگرد یا عوامل پخت، ساختار شبکه‌ای لاستیک محکم‌تر و نفوذپذیری کمتر می‌شود.
5. استفاده از آسترهای محافظ:
   گاهی قبل از رابرلاینینگ، سطح فلز با یک آستر اپوکسی یا پلی‌یورتان پوشش داده می‌شود تا نفوذ مستقیم حلال به لایه لاستیکی کاهش یابد.

۷. آزمون‌های ارزیابی مقاومت شیمیایی

برای اطمینان از عملکرد رابرلاینینگ در برابر حلال‌های آلی، آزمایش‌های زیر انجام می‌شود:

• آزمون تورم (Swelling Test): اندازه‌گیری تغییر وزن یا حجم نمونه پس از غوطه‌وری در حلال.
• آزمون کشش پس از تماس: بررسی افت استحکام یا افزایش ازدیاد طول.
• آزمون نفوذپذیری: اندازه‌گیری سرعت نفوذ بخار یا مایع از لایه لاستیکی.
• آزمون چسبندگی: بررسی جدا شدن لایه رابر از فلز پایه پس از تماس طولانی با حلال.

۸. نتیجه‌گیری نهایی

به طور خلاصه، رابرلاینینگ به خودی خود نمی‌تواند در برابر تمام حلال‌های آلی مقاومت کند. مقاومت آن کاملاً به نوع لاستیک بستگی دارد. لاستیک‌های طبیعی، SBR و EPDM در برابر بیشتر حلال‌های آلی ضعیف هستند و به‌سرعت تورم پیدا می‌کنند. در مقابل، FKM (وایتون) و تفلون (PTFE) بالاترین مقاومت را دارند و برای محیط‌های حاوی تولوئن، بنزن، استون و کلروفرم مناسب‌اند. لاستیک نیتریل نیز برای محیط‌های نفتی گزینه‌ای مناسب و اقتصادی است.

بنابراین، در طراحی رابرلاینینگ برای محیط‌هایی با حلال‌های آلی، باید:

• نوع دقیق حلال‌ها مشخص شود،
• دما و فشار عملیاتی بررسی گردد،
• و سپس لاستیک مناسب انتخاب شود.

در غیر این صورت، تماس طولانی با حلال‌های آلی می‌تواند موجب تورم، کاهش چسبندگی به سطح فلز، و در نهایت شکست کامل سیستم رابرلاینینگ گردد.

برای کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش می توانید با ما در تماس باشید.