সাদা কার্বন ব্ল্যাক হলো একটি সাদা অজৈব সংযোজক, যার নির্দিষ্ট শক্তিশালীকরণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি রাবার পণ্য উৎপাদনে, বিশেষ করে সাদা, হালকা বা রঙিন রাবার পণ্য উৎপাদনে, রাবার উপাদানকে শক্তিশালী করার জন্য কার্বন ব্ল্যাকের বিকল্প হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে। অফ-রোড টায়ার, ইঞ্জিনিয়ারিং টায়ার, রেডিয়াল টায়ার ইত্যাদি উৎপাদনে সাদা কার্বন ব্ল্যাকের ব্যবহার গাড়ির টায়ারের সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত করে এবং টায়ারের মাইলেজ বাড়ায়। তাহলে রাবারের টায়ারে সাদা কার্বন ব্ল্যাকের নির্দিষ্ট কাজগুলো কী এবং টায়ার উৎপাদনে এটি ব্যবহার করার সময় কী কী বিষয়ে মনোযোগ দেওয়া উচিত?
১. টায়ারে সাদা কার্বন ব্ল্যাকের ভূমিকা
টায়ার উৎপাদনে সাদা কার্বন ব্ল্যাক যোগ করলে টায়ারের রোলিং রেজিস্ট্যান্স কমে, জ্বালানি খরচ হ্রাস পায় এবং টায়ারের স্লিপ রেজিস্ট্যান্স ও নিরাপত্তা কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে, কার্বন ব্ল্যাকের পরিবর্তে সাদা কার্বন ব্ল্যাক ব্যবহার করলে তা রাবার উপাদানের পেইন এফেক্ট এবং উচ্চ তাপমাত্রায় লস অ্যাঙ্গেল ট্যানজেন্ট δ কার্যকরভাবে কমাতে পারে, যার ফলে টায়ারের রোলিং রেজিস্ট্যান্স উন্নত হয়। সম্পূর্ণ সাদা কার্বন ব্ল্যাক ট্রেড কম্পাউন্ডের ব্যবহার রোলিং রেজিস্ট্যান্স ২০% এবং টায়ারের ল্যাগ পারফরম্যান্স প্রায় ৫০% কমাতে পারে, যার ফলে ৩% এর বেশি জ্বালানি সাশ্রয় হয়।
টায়ারের ট্রেড ফর্মুলায় সাদা কার্বন ব্ল্যাক যোগ করার পর টায়ারের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়; বিশেষ করে টায়ারের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, ভেজা রাস্তায় আকর্ষণ এবং ঘূর্ণন প্রতিরোধের ভারসাম্যের ক্ষেত্রে।
২. টায়ারে সাদা কার্বন ব্ল্যাকের অপর্যাপ্ত ব্যবহার
রাবারের টায়ার শক্তিশালী করার জন্য যখন হোয়াইট কার্বন ব্ল্যাক ব্যবহার করা হয়, তখন এর ছোট ইন্টারফেস এলাকার কারণে রাবারের সাথে এর আকর্ষণ কম থাকে; এটি সহজে দলা পাকিয়ে যায়, যা মেশানোর সময় ছড়িয়ে পড়ার জন্য সহায়ক নয়; ভলকানাইজেশন প্রক্রিয়ার সময় এর প্রভাব দেরিতে দেখা যায়, যা সহজেই অন্যান্য উপাদানের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে। হোয়াইট কার্বন ব্ল্যাক অন্যান্য কোঅর্ডিনেশন এজেন্ট শোষণ করতে পারে, যা ছড়িয়ে পড়ার জন্য সহায়ক নয়; এটি সহজে পানিশূন্য হয়ে সিলিকন অক্সাইড গ্রুপ তৈরি করে, যা বন্ধনের জন্য সহায়ক নয়; কাঠামোগত দৃঢ়তার কারণে সংরক্ষণের সময় এর সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়। তাই, টায়ার প্রস্তুতকারকদের হোয়াইট কার্বন ব্ল্যাক ব্যবহারের সময় এর কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য নির্দিষ্ট ব্যবস্থা গ্রহণ করা উচিত।
৩. টায়ারে সাদা কার্বন ব্ল্যাক যোগ করার কার্যকারিতা উন্নত করার পদ্ধতিসমূহ
প্রকৃত উৎপাদনে, টায়ারে হোয়াইট কার্বন ব্ল্যাকের সংযোজন প্রভাব সামঞ্জস্য করার জন্য মডিফায়ার ব্যবহার করা হয়, যার মধ্যে কাপলিং এজেন্ট প্রধান এবং সিলেন কাপলিং এজেন্টগুলোই সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। সিলেন কাপলিং এজেন্টের মধ্যে থাকা সিলোক্সি গ্রুপের অজৈব পদার্থের সাথে বিক্রিয়াশীলতা রয়েছে, অন্যদিকে এর জৈব কার্যকরী গ্রুপের জৈব পদার্থের সাথে বিক্রিয়াশীলতা বা সামঞ্জস্যতা রয়েছে। যখন সিলেন কাপলিং এজেন্ট অজৈব এবং জৈব ইন্টারফেসের মধ্যে থাকে, তখন জৈব ম্যাট্রিক্স এবং সিলেন কাপলিং এজেন্টের অজৈব ম্যাট্রিক্সের মধ্যে একটি বন্ধন স্তর তৈরি হতে পারে।
সিলিকা দ্বারা শক্তিশালীকৃত টায়ারের ফর্মুলায় উপযুক্ত পরিমাণে সিলেন কাপলিং এজেন্ট যোগ করলে তা ইলাস্টোমার এবং সিলিকা অণুর মধ্যে একটি শক্তিশালী বন্ধন তৈরি করতে পারে, যা টায়ারের ছিঁড়ে যাওয়ার সময় প্রসারণ এবং ছিঁড়ে যাওয়ার প্রতিরোধ ক্ষমতা আরও উন্নত করে এবং কম হিস্টেরেসিস কর্মক্ষমতা অর্জন করে।
প্রকৃত উৎপাদনে, রাবার টায়ার প্রস্তুতকারকরা উচ্চমাত্রায় বিচ্ছুরিত সাদা কার্বন ব্ল্যাকও ব্যবহার করতে পারেন। উচ্চমাত্রায় বিচ্ছুরিত সাদা কার্বন ব্ল্যাক কেবল টায়ারের ভেজা অবস্থায় পিছলে যাওয়া প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কম ঘূর্ণন প্রতিরোধ ক্ষমতা আরও ভালোভাবে নিশ্চিত করে না, বরং রাবার উপাদানের ক্ষয় প্রতিরোধ এবং প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতাও উন্নত করে। বর্তমানে, অনেক টায়ার উৎপাদন প্রক্রিয়ায় পুনর্ব্যবহৃত রাবার ব্যবহার করা হয়। পুনর্ব্যবহৃত রাবারযুক্ত টায়ারের উপাদানে সাদা কার্বন ব্ল্যাক ব্যবহারের কিছু কৌশল আপনাদের সাথে ভাগ করে নেওয়ার সুযোগ আমার হয়েছে।