نوارهای نقاله از اجزای اساسی در بسیاری از صنایع مانند معدن، فولاد، کشاورزی و حمل‌ونقل مواد هستند. این نوار ها معمولاً از لاستیک، PVC یا پلیمرهای تقویت‌شده ساخته می‌شوند. اما در محیط‌های صنعتی که مواد سنگین، خورنده یا ساینده حمل می‌شوند، این نوارها به‌مرورزمان دچار فرسایش، پارگی و کاهش عملکرد می‌شوند. افزودن ترکیبات سیلیکاتی به مواد اولیه ساخت نوار نقاله، استحکام و مقاومت آن‌ها را افزایش داده و عمر مفیدشان را بهبود می‌بخشد.
تاثیر سیلیکات در افزایش مقاومت در برابر سایش
در صنایعی مانند معدن و سیمان، نوارهای نقاله به‌طور مداوم در تماس با ذرات سخت و زبر مانند سنگ، شن و فلزات هستند. این ذرات به‌مرور باعث ساییدگی سطح نوار و کاهش کارایی آن می‌شوند. سیلیکات‌ها به‌عنوان یک ترکیب مقاوم در برابر سایش، از آسیب‌دیدگی سطح نوار جلوگیری کرده و نیاز به تعمیرات و تعویض را کاهش می‌دهند.
ایجاد لایه محافظ روی سطح نوار
سیلیکات سدیم پس از خشک شدن، یک لایه نازک اما مقاوم در برابر سایش تشکیل می‌دهد که باعث کاهش اصطکاک بین مواد و سطح نوار نقاله می‌شود.
افزایش سختی مواد لاستیکی و پلیمری
سیلیکات سدیم می‌تواند با ایجاد پیوندهای سیلیکاتی در ساختار نوار نقاله، سختی و استحکام ترکیبات لاستیکی را افزایش داده و در برابر سایش مقاوم‌تر کند.
جلوگیری از خوردگی و تخریب شیمیایی
برخی از مواد حمل‌شده توسط نوارهای نقاله دارای ترکیبات اسیدی، قلیایی یا خورنده هستند. این مواد می‌توانند ساختار لاستیکی نوار را تضعیف کرده و باعث ترک‌خوردگی یا ازبین‌رفتن انعطاف‌پذیری آن شوند. سیلیکات‌ها یک لایه محافظ بر روی سطح نوار تشکیل می‌دهند که از اثرات مخرب مواد شیمیایی جلوگیری می‌کند.
سیلیکات ها خنثی‌ساز برخی از ترکیبات اسیدی
یلیکات سدیم خاصیت قلیایی دارد و می‌تواند اثر برخی از مواد اسیدی ضعیف را خنثی کرده و از تخریب نوار نقاله جلوگیری کند.
افزایش مقاومت به ترک‌خوردگی
حضور سیلیکات سدیم در ترکیب نوار نقاله، باعث افزایش انسجام ساختاری لاستیک شده و از ایجاد ترک‌های ناشی از تماس با مواد شیمیایی جلوگیری می‌کند.
افزایش مقاومت حرارتی
در برخی صنایع مانند فولاد و ذوب فلزات، نوارهای نقاله باید در برابر دمای بالا مقاوم باشند. ترکیبات سیلیکاتی با تحمل دمای زیاد، از تغییر شکل، ذوب شدن یا سخت شدن بیش‌ازحد نوارها در معرض حرارت جلوگیری میکنند. سیلیکات سدیم در ساختار خود مولکول‌های آب را نگه می‌دارد و از خشک شدن بیش‌ازحد نوار نقاله جلوگیری می‌کند.
سیلیکات ها در بهبود انعطاف‌پذیری و طول عمر نوار نقاله
یکی از مشکلات رایج در نوارهای نقاله، کاهش انعطاف‌پذیری و شکنندگی آن‌ها در طول زمان است. سیلیکات‌ها با افزایش خاصیت ارتجاعی و جلوگیری از خشک شدن مواد لاستیکی و پلیمرها، به حفظ کیفیت نوار و افزایش طول عمر آن کمک میکنند.
کاربردهای سیلیکات در تولید نوارنقاله ها
تولید چسب‌ها و پوشش‌های محافظ نوار نقاله
نوارهای نقاله اغلب از چندین لایه مختلف شامل لایه‌های لاستیکی، پلی‌استری، PVC و پارچه‌های تقویت‌شده ساخته می‌شوند. برای اتصال این لایه‌ها به یکدیگر و ایجاد چسبندگی قوی بین آن‌ها، چسب‌های صنعتی مخصوصی استفاده می‌شود که حاوی ترکیبات سیلیکاتی هستند. استفاده از سیلیکات‌ها باعث می‌شود که چسب در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت، دمای بالا و فشار مکانیکی مقاومت بیشتری داشته باشد.
پوشش‌های محافظ سطح نوار نقاله
برای افزایش دوام و جلوگیری از سایش سطح نوار نقاله، از پوشش‌های محافظ استفاده می‌شود. این پوشش‌ها معمولاً شامل پلیمرها، لاستیک‌های مقاوم و ترکیبات سیلیکاتی هستند که به سطح نوار اضافه شده و آن را در برابر سایش، پارگی و تخریب شیمیایی مقاوم‌تر میکنند.
کاربرد سیلیکات‌ها در صنایع معدنی
نوارهای نقاله در صنایع معدنی یکی از مهمترین ابزارهای جابه‌جایی مواد خام محسوب می‌شوند. به دلیل سایش بالا و شرایط محیطی سخت، نیاز به مواد مقاوم و بادوام در ساخت نوارهای نقاله و تجهیزات مرتبط با آن‌ها وجود دارد. سیلیکات‌ها در این بخش نقش مهمی ایفا میکنند. در معادن، چسب‌های صنعتی برای اتصال و ترمیم نوارهای نقاله آسیب‌دیده استفاده می‌شوند. ترکیبات سیلیکاتی در فرمولاسیون این چسب‌ها باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه، کشش و شرایط محیطی سخت می‌شوند.
کاهش هزینه‌های عملیاتی و تعمیرات:
خرابی و سایش نوارهای نقاله در معادن، می‌تواند باعث توقف عملیات و افزایش هزینه‌های تعمیر شود. با استفاده از سیلیکات‌ها، نیاز به تعمیرات کاهش یافته و هزینه‌های عملیاتی بهینه می‌شود.
مهمترین صنایعی که از سیلیکات ها استفاده میکنند:
✅ معدن و حفاری: انتقال سنگ، زغال‌سنگ و مواد معدنی بدون سایش زیاد نوار نقاله
✅ فولاد و ریخته‌گری: تحمل حرارت بالا در حمل فلزات داغ
✅ کشاورزی: افزایش مقاومت نوارهای نقاله در برابر رطوبت و مواد شیمیایی
✅ صنایع بسته‌بندی و لجستیک: جلوگیری از پارگی و سایش زودهنگام در خطوط تولید
ریشیو ۳.۲ در سیلیکات سدیم: کلید افزایش مقاومت نوارهای نقاله
ریشیو (Ratio) در سیلیکات سدیم به نسبت دی‌اکسید سیلیکون (SiO₂) به اکسید سدیم (Na₂O) اشاره دارد که تأثیر مستقیمی بر ساختار فیزیکی و شیمیایی این ترکیب دارد. ریشیو ۳.۲ به این معناست که در ترکیب سیلیکات سدیم، نسبت جرم مولی SiO₂ به Na₂O برابر با ۳.۲ است. برای درک بهتر تأثیر این نسبت، ابتدا به ساختار شیمیایی سیلیکات سدیم و تأثیر افزایش SiO₂ می‌پردازیم:
✅ افزایش پیوندهای سیلیکاتی (Si-O-Si):
با افزایش مقدار SiO₂ در ترکیب، تعداد پیوندهای سیلیکاتی سه‌بعدی (Si-O-Si) در ساختار افزایش یافته و شبکه‌ای محکم‌تر ایجاد می‌شود. این موضوع باعث افزایش چگالی، سختی و مقاومت مکانیکی ترکیب نهایی می‌شود.
✅ کاهش میزان Na₂O و افزایش پایداری شیمیایی:
اکسید سدیم (Na₂O) یک ماده قلیایی و بسیار محلول در آب است. کاهش درصد Na₂O باعث کاهش حلالیت سیلیکات سدیم شده و ترکیب را در برابر آب، مواد اسیدی و قلیایی مقاوم‌تر می‌کند.
✅ افزایش چسبندگی و ایجاد لایه محافظ سخت‌تر:
افزایش مقدار SiO₂ باعث افزایش ویسکوزیته و چسبندگی سیلیکات سدیم شده که در نتیجه یک لایه محافظ سخت‌تر و مقاوم‌تر روی سطح نوار نقاله ایجاد می‌کند.
تأثیر ریشیو ۳.۲ در تولید نوار نقاله
در محیط‌های صنعتی مانند معادن، صنایع سیمان و فلزات، نوارهای نقاله در تماس مداوم با ذرات ساینده مانند شن، ماسه و فلزات قرار دارند. سیلیکات سدیم با ریشیو ۳.۲ دارای ویژگی‌های زیر است:
- افزایش سختی سطحی (Hardness Increase): طبق آزمایش‌های استاندارد (ASTM D2240)، سختی مواد نوار نقاله با استفاده از سیلیکات سدیم ریشیو ۳.۲ می‌تواند تا ۱۵-۲۰ درصد افزایش یابد.
- کاهش میزان سایش (Wear Rate Reduction): میزان سایش سطحی در آزمایش (Taber Abrasion Test, ASTM D1044) نشان می‌دهد که استفاده از سیلیکات سدیم با ریشیو ۳.۲ می‌تواند میزان کاهش ضخامت نوار را تا ۳۰% کاهش دهد.
- افزایش عمر مفید نوار نقاله: با کاهش نرخ سایش، طول عمر نوار نقاله افزایش یافته و در برخی موارد تا ۵۰% طول عمر بیشتری نسبت به نوارهای معمولی بدون استفاده از سیلیکات سدیم گزارش شده است.
- کاهش میزان نفوذ مواد شیمیایی: طبق آزمایش‌های (ISO 1817, Chemical Resistance Test)، میزان جذب مواد اسیدی توسط نوار نقاله‌هایی که با سیلیکات سدیم تقویت شده‌اند، تا ۴۰% کمتر از نوارهای معمولی است.
- افزایش مقاومت در برابر مواد قلیایی: سیلیکات سدیم یک ترکیب نسبتاً قلیایی (pH ≈ ۱۱-۱۲) است که باعث خنثی‌سازی اثر برخی مواد خورنده و جلوگیری از تخریب ساختار نوار نقاله می‌شود.
- تحمل دمای بالاتر بدون تغییر شکل: نوارهای نقاله‌ای که از سیلیکات سدیم با ریشیو ۳.۲ استفاده میکنند، در آزمایش‌های (ASTM D573, Heat Aging Test) نشان داده‌اند که می‌توانند دمای تا ۳۰۰°C را بدون تغییر شکل تحمل کنند.
- کاهش نرخ اکسیداسیون در دمای بالا: در دماهای بالا، مواد لاستیکی و پلیمری دچار اکسیداسیون و تخریب ساختاری می‌شوند. سیلیکات سدیم با ایجاد یک لایه محافظ غیرقابل نفوذ برای اکسیژن و رطوبت، نرخ اکسیداسیون را تا ۳۵% کاهش می‌دهد.