کلروپرن رابر (CR) چیست؟

لاستیک کلروپرن رابر (CR) که تحت نام‌های تجاری مختلفی مانند نئوپرن (Neoprene) شناخته می‌شود، یکی از نخستین لاستیک‌های مصنوعی موفق در تاریخ صنعت پلیمر به شمار می‌آید. این ماده در دهه 1930 توسط شرکت‌های پیشرو توسعه یافت و با تکیه بر مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی، شیمیایی و حرارتی، جایگاهی ماندگار در صنایع گوناگون پیدا کرده است. استفاده از این لاستیک در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و تخصصی، به دلیل ترکیب منحصر‌به‌فرد خواص مکانیکی و شیمیایی آن، کاملاً منطقی و فنی است.

ساختار شیمیایی و تولید کلروپرن رابر (CR)

کلروپرن رابر (CR) از پلیمریزاسیون مونومر کلروپرن (2-کلرو-1,3-بوتادی‌ان) به روش بسپارش امولسیونی یا رادیکالی آزاد تولید می‌شود. این فرایند در دمای حدود ۳۸ درجه سانتی‌گراد و در حضور گوگرد انجام می‌پذیرد. محصول نهایی به دو صورت لاتکس و جامد موجود است که نوع جامد آن خود به انواع گریدهای مختلف تقسیم می‌شود. این گریدها شامل انواع مصرف عام، ویژه و نیز گریدهای مناسب برای تهیه چسب هستند که هرکدام ویژگی‌ها و سرعت ولکانیزاسیون متفاوتی دارند.

در این لاستیک، بخش عمده‌ای از ساختار مولکولی را ترانس ۱و۴ ـ کلروپرن تشکیل می‌دهد که به ماده خاصیت بلوری شدن در اثر کشش را می‌دهد. این ویژگی باعث افزایش استحکام کششی در محصول نهایی می‌شود و در نتیجه، عملکرد مکانیکی قابل توجهی برای مصارف صنعتی فراهم می‌گردد.

کاربردهای صنعتی و تخصصی

گستره کاربردهای این لاستیک بسیار متنوع و وسیع است. برخی از کاربردهای مهم آن عبارتند از:

• صنعت خودروسازی: واشرها، شیلنگ‌های روغن، تسمه‌ها، پایه‌های ارتعاش‌گیر و قطعات آب‌بندی 
• صنایع غذایی و آشامیدنی: فرآوری میوه و سبزیجات، سیستم‌های آب آشامیدنی، تولید لبنیات و نگهداری مواد غذایی 
• صنایع عمومی: پوشش‌های محافظ، چسب‌ها، رنگ‌های جاده‌ای و تجهیزات الکترونیکی 
• پوشاک و لوازم ورزشی: لباس‌های غواصی، دستکش‌های ایمنی، کمربند ایمنی، روکش صندلی وسایل حمل و نقل عمومی 
• کالاهای مصرفی: درزگیرهای لپ‌تاپ، محافظ موبایل، ریموت کنترل و اجزای داخلی دستگاه‌های خانگی 

همچنین از لاتکس کلروپرن در ساخت کالاهایی نظیر دستکش‌ها و بالن‌ها نیز بهره گرفته می‌شود.

خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی

از مهم‌ترین ویژگی‌های کلروپرن رابر (CR) می‌توان به محدوده سختی قابل تنظیم از Shore A 20 تا 95، دانسیته حدود ۱٫۲۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب و دمای انتقال شیشه‌ای در بازه ۴۵- تا ۳۹- درجه سانتی‌گراد اشاره کرد. این رابر به صورت نسبی قطبی است و در نتیجه خواص عایق الکتریکی آن در مقایسه با رابرهای غیرقطبی، ضعیف‌تر است. با این حال، در مقابل گرما، نور، اکسیداسیون، ازون و بسیاری از مواد شیمیایی مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد.

محدوده دمای عملکرد این لاستیک معمولاً بین ۳۰- تا ۱۲۰+ درجه سانتی‌گراد است که در برخی موارد تا ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد نیز افزایش می‌یابد. این ماده حتی در دماهای پایین تا حدود ۴۰- درجه نیز انعطاف‌پذیری خود را حفظ می‌کند. با این وجود، اگر در دمای زیر صفر به مدت طولانی نگهداری شود، ممکن است فرآیند برگشت‌ناپذیر سفت‌شدگی (کریستال‌سازی) در آن رخ دهد.

مقاومت شیمیایی و محیطی

این لاستیک به‌خاطر ساختار شیمیایی خاص خود، در برابر عوامل مختلف مقاومت مناسبی دارد. از جمله این عوامل می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• مقاومت در برابر روغن‌های معدنی با پایه پارافینی و روانکارهای سیلیکونی 
• پایداری در برابر محلول‌های آبی در دماهای متوسط 
• تحمل مناسب در برابر ترکیبات سردکننده مانند آمونیاک، CO₂ و فریون 
• مقاومت بالا در برابر فرسایش جوی، ازون، الکل‌ها و گلایکول‌ها 

با این حال، این لاستیک در برابر برخی ترکیبات خاص مقاومت ندارد. از جمله هیدروکربن‌های آروماتیک مانند بنزن، هیدروکربن‌های کلردار مثل تری‌کلرواتیلن، حلال‌های قطبی مانند استون، استرها و کتون‌ها و همچنین سوخت‌های پتروشیمی.

خواص اشتعال و شناسایی

ویژگی‌های اشتعال کلروپرن رابر (CR) شامل موارد زیر است:

• سوختن در شعله و ادامه احتراق پس از حذف شعله 
• تولید شعله زرد متمایل به نارنجی 
• تولید دود سیاه همراه با ذرات کربن 
• عدم چکه کردن در شعله 
• بوی زننده و سوزاننده در حین سوختن 

این خواص کمک می‌کند تا این ماده در شرایط خاص به راحتی شناسایی شود و در انتخاب‌های مهندسی مورد توجه قرار گیرد.

فرآیند پخت و اصلاح ساختاری

این لاستیک فقط با سیستم پخت اکسید فلزی، به‌ویژه اکسید روی، ولکانیزه می‌شود. گریدهای مختلف این ماده می‌توانند با افزودنی‌هایی نظیر مرکاپتان‌ها، تیورام‌ها، پایدارکننده‌ها و کوپلیمرها اصلاح شوند تا خواصی مانند بلورینگی، فرآیندپذیری، مونی ویسکوزیته و قابلیت چسبندگی بهبود یابد. این اصلاحات باعث ایجاد گریدهای تخصصی برای کاربردهای ویژه می‌شود.

مزایا و معایب کلروپرن رابر (CR)

مزایا:

• مقاومت عالی در برابر حرارت و عوامل محیطی 
• خواص مکانیکی برجسته مانند مقاومت در برابر پارگی، سایش و ترک‌زایی دینامیکی 
• چسبندگی مناسب به سطوح فلزی و الیاف 
• مقاومت شیمیایی گسترده به جز برخی ترکیبات خاص 

معایب:

• عملکرد ضعیف در عایق الکتریکی به دلیل ساختار قطبی 
• قیمت نسبتاً بالا در مقایسه با برخی رابرهای دیگر 
• انعطاف‌پذیری پایین‌تر در دماهای خیلی سرد 

نتیجه‌گیری

این لاستیک به عنوان یکی از پرکاربردترین و مقاوم‌ترین الاستومرهای مهندسی، نقش کلیدی در بسیاری از صنایع ایفا می‌کند. این ماده، با تلفیقی از مقاومت شیمیایی، حرارتی و مکانیکی، راه‌حل‌های پایدار و قابل اتکایی برای کاربردهای مختلف فراهم می‌آورد. شناخت دقیق ویژگی‌های فنی این لاستیک و محدودیت‌های آن، برای طراحی و انتخاب صحیح مواد در پروژه‌های صنعتی امری ضروری است.