انتخاب دقیق مواد اولیه در تولید تایر، یکی از عوامل کلیدی در کیفیت، دوام و ایمنی آن به‌شمار می‌رود.
هر ماده‌ای که در ساختار تایر استفاده می‌شود، وظیفه‌ای مشخص دارد. به همین دلیل، ترکیب آن‌ها باید با دقت و مهندسی بالا انجام شود.
فرمول ترکیب رایج در ساخت تایر معمولاً شامل موارد زیر است:
- ۴۰ تا ۵۰ درصد پلیمر (مانند لاستیک طبیعی، پلی‌ایزوپرن، SBR)
- ۳۰ تا ۳۵ درصد پرکننده‌ها (مثل کربن‌سیاه یا سیلیکا)
- ۱۵ درصد نرم‌کننده‌ها (روغن‌های صنعتی، رزین‌ها)
- ۲ تا ۵ درصد عوامل پخت مانند گوگرد
- ۵ تا ۱۰ درصد افزودنی‌هایی نظیر رزین ملامینه (HMMM)
در ادامه، نقش و ویژگی‌های هر یک از این اجزا را به‌تفکیک مرور می‌کنیم.
مواد اولیه تایر
لاستیک طبیعی در ساخت تایر (Natural Rubber)
کائوچوی طبیعی، پرکاربردترین پلیمر در تایرهای سنگین و باری است.
این ماده با ویژگی‌هایی مانند چسبندگی بالا، کشش مناسب و استحکام در برابر نیروهای مکانیکی، در اجزای کلیدی تایر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در تایرهای سواری، حدود ۲۷٪ از پلیمر به کائوچوی طبیعی اختصاص دارد. در مقابل، در تایرهای کامیونی این نسبت تا ۸۰٪ افزایش می‌یابد.
رایج‌ترین گریدهای کائوچوی طبیعی شامل RSS (Ribbed Smoked Sheet)، SMR (Standard Malaysian Rubber) و SIR (Standard Indonesian Rubber) هستند.
گریدهایی مانند RSS1 تا RSS5 و SMR10 یا SMR20 از درجه خلوص بالاتر و قیمت بیشتری برخوردارند.
SMR به‌دلیل وجود حدود ۱۵٪ هیدروکسی‌لامین، خاصیت ویسکوزیته ثابت دارد. این ویژگی باعث بهبود فرآیند کراس‌لینکینگ (شبکه‌ای شدن) در کامپاندهای لاستیکی می‌شود.لاستیک طبیعی (Natural Rubber)
لاستیک مصنوعی در ترکیب تایر ها(Synthetic Rubber)
با افزایش هزینه‌های تولید و وابستگی به منابع طبیعی، استفاده از پلیمرهای مصنوعی رشد چشمگیری داشته است.
پلی‌ایزوپرن، پلی‌اتیلن و SBR از رایج‌ترین گزینه‌ها برای جایگزینی کائوچوی طبیعی هستند.
پلی‌ایزوپرن مصنوعی، برخلاف نوع طبیعی که از شیره درخت هوا تهیه می‌شود، منشأ پترولیوم دارد.
این ماده در شرایط دمایی بالا، استحکام کششی بیشتری دارد و در برابر پارگی عملکرد بهتری نشان می‌دهد. هرچند نسبت به کائوچوی طبیعی از نظر چسبندگی و کشسانی ضعیف‌تر است.
SBR (استایرن بوتادین) نیز گزینه‌ای رایج در ترکیب با پلی‌اتیلن چگالی پایین (LDPE) است.
این ترکیب باعث ایجاد بلورهای مشترک و بهبود خواص مکانیکی مانند مقاومت در برابر سایش و یکنواختی ظاهری می‌شود.
نرم کننده ها در تولید تایر (Softeners)
نرم‌کننده‌ها یا پپتایزرها برای کاهش ویسکوزیته کائوچو به‌کار می‌روند.
این ترکیبات با ایجاد شکست در زنجیره‌های ماکرومولکولی، موجب تسهیل در فرآیند اختلاط و شکل‌دهی می‌شوند.
نرم‌کننده‌های شیمیایی نه‌تنها تولید را تسریع می‌کنند، بلکه خواص نهایی لاستیک را نیز پایدارتر می‌سازند.
رزین های ملامینه در تولید تایر (Melamine resin)
رزین‌های ملامینه به‌عنوان پیونددهنده‌های مؤثر در ترکیبات پلیمری عمل می‌کنند.
یکی از شناخته‌شده‌ترین آن‌ها، HMMM (هگزامتوکسی‌متیل‌ملامین) است که در پخت لاستیک نقش کلیدی دارد.
HMMM به تثبیت ساختار و حفظ چسبندگی در حین فرآیند ولکانیزاسیون کمک می‌کند.
پلی‌بوتادین نیز از دیگر رزین‌های پرکاربرد است که در کنار مقاومت حرارتی، جذب بالایی نسبت به روغن‌ها و پرکننده‌ها دارد.
تقویت کننده های تایر (Reinforcement materials)
تایر برای حفظ فرم و مقاومت در برابر فشارهای داخلی و ضربه‌های خارجی، نیاز به تقویت‌کننده‌هایی مانند نخ و سیم فولادی دارد.
الیاف نایلون، پلی‌استر و آرامید، در تقویت ساختار بدنه تایر مؤثرند. نخ‌های آرامید به‌دلیل پایداری ابعادی، نیازی به اصلاح پس از پخت ندارند.
همچنین، از سیم‌های فولادی در تسمه‌ها و طوقه تایر (به‌میزان ۵ تا ۱۰٪) استفاده می‌شود. این بخش‌ها به بهبود استحکام، حفظ تعادل و مقاومت در برابر تنش‌های شعاعی کمک می‌کنند.
پرکننده ها و سایر افزودنی ها (Fillers and Additives)
پرکننده‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- پرکننده‌های غیرتقویت‌کننده برای افزایش حجم و کاهش هزینه
- پرکننده‌های تقویت‌کننده مانند دوده (Carbon Black) و سیلیکا
ترکیباتی مانند سیلیکا و دوده، ویژگی‌های مکانیکی تایر را به‌شکل چشمگیری بهبود می‌دهند.
این ترکیبات موجب افزایش خاصیت کشسانی، مقاومت سایشی و تحمل حرارت می‌شوند.
افزودنی‌هایی مانند گوگرد، سلنیم و تلوریم نیز در واکنش با شتاب‌دهنده‌ها باعث شکل‌گیری ساختار سه‌بعدی لاستیک در مرحله پخت می‌شوند.
جمع‌بندی
فرمولاسیون تایر یک فرآیند فنی و مهندسی‌شده است. انتخاب درست مواد اولیه باید بر اساس نوع کاربرد (سواری، باری، آفرود و …) انجام شود. تولیدکنندگان مدرن تلاش می‌کنند با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های نوین و مواد پیشرفته، تایرهایی مقاوم‌تر، ایمن‌تر و سازگار با محیط زیست تولید کنند. شما در این مطلب میتوانید فرآیند تولید تایر از صفر تا صد را مشاهده فرمایید.
بسیار مفید کاربردی.
بسیار مقاله جامع و مفیدی بود. سپاس از سایت خوب شما