ولکانش

ولکانش یا ولکانیزاسیون ( فرانسوی: Vulcanisation ) یک فرایند شیمیایی است که در آن لاستیک طبیعی یا بسپارهای مشابه، با افزوده شدن گوگرد یا بهبوددهنده و شتاب دهنده، به مواد پایدار تبدیل می شوند. این افزودنی ها، بسپار را به شکل اتصال عرضی با زنجیرهٔ بسپار درمی آورند. [ ۱]
مواد ولکانیده دارای چسبناکی کمتر و خواص مکانیکی قابل توجه تری هستند.
ولکانش را می توان به عنوان پخت الاستومرها نیز تعریف کرد، به طوری که عبارات 'vulcanization' ( ولکانش ) و 'curing' ( پخت ) گاهی در این زمینه به جای یکدیگر استفاده می شوند. این روند به صورت ایجاد اتصالات عرضی بین بخش های زنجیره پلیمری است که منجر به افزایش استحکام و دوام و همچنین سایر تغییرات در خواص مکانیکی و الکتریکی مواد می شود. ولکانش، همانند پخت پلیمرهای ترموست، به طور کلی برگشت ناپذیر است. [ ۲]
پرمصرف ترین و معمول ترین عامل ولکانش، گوگرد می باشد که با اکثر لاستیک های سیرنشده وارد واکنش شده و تولید فراورده ولکانیده می کند. گوگرد به دو آرایش رومبیک و بی شکل وجود دارد. دو عنصر سلنیم و تلوریم نیز قادر هستند محصولات ولکانیده تولید کنند. به طور معمول شکل رومبیک گوگرد در ولکانش مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده دارایبه صورت S8 می باشد. گوگرد بی شکل در واقع طبیعت بسپاری دارد و به دلیل اینکه در اغلب حلال ها نامحلول است به آن گوگرد نامحلول نیز گفته می شود. گوگرد بی شکل برای اجتناب از شکفتگی سطح لاستیک خام در جایی که لازم است چسبندگی ساختمانی ( Building Tack ) ثابت بماند، استفاده می شود.
سلنیم و تلوریم در جایی که مقاومت گرمایی عالی مورد نیاز است جایگزین گوگرد می شوند. این مواد زمان پخت ( ولکانش ) را کاهش داده و خواص فراورده را بهبود می بخشند.
لاستیک یا لاتکس از سال ها پیش در فرهنگ آمریکای میانه شناخته شده بود، و برای ساخت توپ و ضدآب کردن ظروف از آن استفاده می شد اما کاربرد آن به همین مقدار محدود می شد. می توان گفت این بدان دلیل است که در حالت طبیعی لاستیک تا حدودی ناپایدار است و در شرایط مختلف بسیار سخت یا بسیار نرم می شود. به عنوان مثال، تایرهای اولیه لاستیکی در قرن نوزدهم در جاده های گرم چسبناک می شدند، به طوری که خرده های سنگ و ذرات ریز در آن ها گیر می کرد و در نهایت لاستیک ها می ترکیدند.
چارلز گودیر ( Charles Goodyear‎ ) ، در دهه ۱۸۳۰، در تلاش برای بهبود خواص این لاستیک ها بود. او سعی کرد تا با حرارت دادن لاستیک سایر مواد شیمیایی را با آن مخلوط کند. به نظر می رسید که این امر لاستیک را سخت می کند و خواص آن را بهبود می بخشد، هر چند این تأثیر مثبت به دلیل حرارت دادن خود لاستیک و نه مواد شیمیایی مورد استفاده بود. او که متوجه این موضوع نبود، وقتی که فرمول های به کار برده شده برای سخت سازی به طور مداوم کار نمی کردند بارها و بارها با شکست روبرو شد. یک روز در سال ۱۸۳۹، گودیر در حالی که در تلاش برای ترکیب کردن سولفور با لاستیک بود به طور تصادفی مخلوط را در یک ماهیتابه داغ ریخت در کمال حیرت، گودیر مشاهده نمود که لاستیک به جای ذوب شدن بیشتر یا بخار شدن، سفت باقی مانده و با افزایش گرما، در واقع سخت تر می شود. گودیر به سرعت یک سیستم متناسب برای این سخت شدن ابداع کرد، که آن را به دلیل گرمای موجود ولکانش ( vulcanization ) نامید. وی در همان سال این ابداع را ثبت اختراع کرد و تا سال ۱۸۴۴ شروع به تولید لاستیک در مقیاس صنعتی نمود.

وُلْکانِش (vulcanization)
فن سخت کردن لاستیک، براثر گرمایش و ترکیب شیمیایی آن با گوگرد. همچنین، این فرآیند لاستیک را محکم تر و کشسانتر می کند. اگر مقدار گوگرد در لاستیک به ۳۰ درصد افزایش یابد، محصولی جامد و غیر کشسان به دست می آید که ابونیت نام دارد. به جای گوگرد از عناصر گران قیمت تری مانند سلنیوم و تلوریوم نیز برای ولکانش لاستیک و تولید فرآورده هایی خاص، ازجمله لاستیک اتومبیل، استفاده می کنند. مخترع امریکایی، چارلز گودیر، این فرآیند را در ۱۸۳۹ کشف کرد و در ۱۸۴۴ به ثبت رساند. برای افزایش سرعت این فرآیند، که از چند دقیقه برای قطعات کوچک تا یک ساعت یا بیشتر برای لاستیک خودرو متغیر است، از شتاب دهنده استفاده می کنند. قطعات قالبی را هم زمان در قالب های گرم شکل می دهند و قطعات دیگر را در آب، هوای داغ یا در بخار ولکانیده می کنند.