Styren-butadiengummi anses vara ett av de mest använda alternativen för polymera material. Den är lämplig för att tillverka däck och andra gummiprodukter med hög kvalitet.
Det namngivna polymermaterialet är framställt av billiga råvaror och dess tillverkningsteknik anses vara ganska överkomlig, med en tydlig handlingsalgoritm. Det resulterande styren-butadiengummit har utmärkta prestanda och kemiska egenskaper. Den produceras i betydande volymer och presenteras av tillverkaren i ett brett sortiment.
Råvaror för produktion
Låt oss titta närmare på tillverkningen av styren-butadiengummin. Som utgångsmaterial för detta polymermaterial väljs butadien-1, 3 eller alfa-metylstyren. Få styren-butadiengummi genom lösningsteknik eller emulsionssampolymerisation. I den andra metoden bildas styren-butadienlösningsgummin.
Emulsionspolymerisation
Hur tillverkas styrenbutadiengummi? Reaktionen involverar sampolymerisation av styren ochbutadien i emulsion. Slutprodukten som blir resultatet av denna interaktion kallas styren-butadiengummi (SBR).
För närvarande tillverkar den inhemska gummiindustrin en mängd olika polymerprodukter baserade på denna kemikalie.
Hur klassificeras styrenbutadiengummi? Tillverkare erbjuder följande alternativ:
- gummi som inte innehåller olja (SKS-ZOARK);
- material med en genomsnittlig andel olja (SKM-ZOLRKM-15);
- med ökad mängd olja (SKS-ZODRKM-27);
- med utmärkta dielektriska egenskaper (SKS-ZOARPD).
specifikt namn
De första siffrorna i ovanstående namn talar om det kvantitativa innehållet av styren i den initiala laddningen som v alts för polymerisationsprocessen:
- "A" innebär implementering av processen med lågtemperaturpolymerisation (inte mer än +5 grader).
- M:et anger att den innehåller olja, inte bara styren.
- Styren-butadiengummi med bokstaven "P" berättar om polymerisationsreaktionen utan närvaro av en regulator.
- "K" indikerar användningen av kolofoniumemulgeringsmedel vid tillverkning av gummi.
- Bokstaven "P" symboliserar materialet som erhålls i närvaro i den ursprungliga blandningen av s alter av fettsyror, syntetiska syror, som är produkter av partiell oxidation av mättade paraffiner.
Vad kännetecknar styrenbutadiengummi? Dess beredning är baserad på polymerisationsprocessen,som är bekant även för gymnasieelever som studerar i grundskolor och högskolor.
Så, för tillverkning av sulgummi i industrin används hartsfyllt styren-butadiengummi, vars formel inte skiljer sig från det vanliga dienkolvätet. Gummi framställda på basis av styren-butadienharts har ökad motståndskraft mot mekanisk nötning och goda läderliknande egenskaper.
Utför processen för emulsionspolymerisation på en speciell industrianläggning. Vad kännetecknar detta styrenbutadiengummi? Att ta emot det sker enligt en tydlig och beprövad teknik. Den genomsnittliga varaktigheten av en kemisk reaktion är 12-15 timmar. Efter avslutad polymerisation bildas en latex som innehåller cirka 30-35 procent av polymersubstansen. Neon D. läggs till latex som en antioxidant
Gummi tillverkas av latex genom koagulering av elektrolyter som innehåller svavelsyra. Med tanke på att kolofoniumolja och tvål baserad på syntetiska fettsyror fungerar som emulgeringsmedel, förutom koagulering, observeras även bildning av fettsyror, vilket har en positiv effekt på den färdiga produktens tekniska egenskaper.
Tack vare tillsatsen av svavelsyra omvandlas tvålen till fria organiska syror, koaguleringen av latexen fullbordas och styren-butadiengummi bildas. Användningen av det färdiga materialet är mångfacetterad, beroende på typ av produktion. I grund och botten är gummivanlig råvara i den kemiska industrin.
Struktur av gummi
Vilken struktur har styrenbutadiengummi? De fysikaliska egenskaperna hos ett visst ämne bestäms av egenskaperna hos dess struktur. Vid mottagande av polymeren genom ozonering bildas en polymer med en oregelbunden struktur. I gummi är monomera enheter slumpmässigt fördelade, molekylen har en grenad form.
Nästan 80 procent av alla enheter är trans, och endast 20 procent är cis.
Funktioner
Låt oss analysera styrenbutadiengummi. Egenskaperna hos detta ämne är förknippade med dess höga molekylvikt. I snitt är det 150 000-400 000. Och tekniken för att tillverka oljefyllda gummin innebär val av material med hög relativ molekylvikt. Det här alternativet låter dig eliminera den negativa effekten av olja på gummikvaliteten, för att bibehålla utmärkta tekniska egenskaper hos gummi under en lång period.
Det är möjligt att erhålla styren-butadiengummi från eten genom att genomföra en teknisk kedja med aktivatorer, emulgeringsmedel, regulatorer, såväl som andra ämnen, delvis i växelverkansprocess som övergår i sammansättningen av det resulterande gummit.
Utmärkande egenskaper
Låt oss karakterisera styren-butadiengummi. Formeln för detta ämne indikerar att det är resistent mot mekanisk deformation, aggressiva lösningsmedel. För att öka frostbeständigheten och elasticitetengummi minska mängden styren i den ursprungliga blandningen. Den resulterande polymeren löses i bensin och aromatiska lösningsmedel.
Vad mer gör att styrenbutadiengummi sticker ut? Egenskaper och förhållande till koncentrerade syror, ketoner, alkohol är stabila, dessutom har polymeren utmärkt gas- och vattenpermeabilitet. Under uppvärmningen av gummi observeras allvarliga strukturella förändringar, vilket negativt påverkar de fysiska och mekaniska egenskaperna hos det resulterande gummit.
Termisk oxidation vid temperaturer över 125 °C orsakar minskad styvhet och förstörelse. Efterföljande oxidation innebär en allvarlig strukturering av polymeren, påverkar ökningen av dess styvhet.
Applikationsfunktioner
Styren-butadiengummi används för att skapa en gummiblandning. Egenskaper, tillämpningen av denna representant för klassen dienkolväten motsvarar helt egenskaperna hos dess strukturformel.
Närvaron av sidofenylgrupper påverkar det ökade motståndet mot de negativa effekterna av strålningsexponering i jämförelse med andra varianter av dessa polymerer.
Gummiblandningar, som är gjorda på basis av styren-butadiengummi, har låg klibbighet, ökad krympning under kalandrering och extrudering. Detta påverkar implementeringen av tekniska processer negativt, såväl som under limning (montering) av gummiämnen.
Lågtemperaturgummin har förbättrade tekniska egenskaper, kallas de"heta" gummin.
Sorter av gummi
Mjuka styren-butadien-lågtemperaturgummin har låg viskositet, så de är inte mjukgjorda.
Styva gummin tillverkas i små kvantiteter som utsätter dem för termooxidativ mjukning i luft vid en temperatur på cirka 1400 °C med hjälp av nedbrytningsprocessaktivatorer.
Ofyllda vulkanisatorer har låg draghållfasthet. Med en minskning av mängden bundet styren i polymerföreningen minskar motståndskraften och nötningsbeständigheten, frostbeständigheten ökar och elasticiteten ökar.
Svartfyllda (med kimrök) styren-butadiengummivulkanisatorer har utmärkta parametrar när det gäller värmebeständighet och slitstyrka, men i viss mån är de sämre i elasticitet och deformationsbeständighet jämfört med konventionella gummin. Använda vulkanisatorer har ytterligare motståndskraft mot koncentrerade och utspädda syror, alkoholer, alkalier, etrar. De sväller i gummilösningsmedel.
Alla erhållna polymerer används vid tillverkning av däck, tillverkning av en mängd olika icke-gjutna och gjutna produkter. Till exempel används styren-butadiengummi för att tillverka transportband för timmerproduktion och gummiskor tillverkas. På grund av det ökade strålningsmotståndet används alla dessa gummin vid tillverkning av gummin som har optim alt motstånd mot gammastrålning.
För tillverkning av produkter med utmärkta frostbeständiga egenskaper används råvaror, isom innehåller en lägsta h alt av styren.
Karakterisering av lösningspolymerisation styrenbutadiengummin
I den inhemska industrin har tillverkningen av styren-butadiengummin av lösningspolymerisation med olika styrenh alt lanserats:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (har förbättrade dielektriska egenskaper).
Det finns även gummi till försäljning, som inkluderar aromatiska styrenmikroblock, avsedda för gjutbearbetning.
Dessutom finns det oljefyllda lösningspolymerisationsgummin som innehåller upp till 27 % olja. Tack vare lösningspolymerisation, i närvaro av organolitiumkatalysatorer, justeras huvudparametrarna för molekylstrukturen:
- kedjegrenar;
- molekylvikt;
- makrostrukturer.
Särskiljande egenskaper hos sådana gummin är den betydande närvaron av själva polymeren (upp till 98%), den minsta mängden föroreningar. Polymerer har en linjär struktur jämfört med styren-butadienemulsionsgummin.
De resulterande polymermaterialen har högre duktilitet, slitstyrka, frostbeständighet och ökad motståndskraft mot sprickbildning. Vi noterar också den höga dynamiska uthålligheten hos dessa material. Med mindre krympning har de en högre Mooney-viskositet, eftersom makromolekyler har en linjär struktur, kan fyllas med ett stort antalsot (kimrök) och olja utan att negativt förändra de mekaniska och fysikaliska egenskaperna hos vulkanisatorer.
Det finns vissa tekniska fördelar med tillverkning av lösningsgummi jämfört med emulsions alternativ, men det finns mycket fler krav på renheten hos de monomerer som används. Lösningspolymerisationsgummin används i däckindustrin för att skapa hållbara transportband, skosulor, gummihylsor och många gummidelar. Styren och buadien-1, 3 anses vara initiala komponenter för framställning av polymermaterial av denna typ. Gummi erhålls genom lösnings- eller emulsionssampolymerisation.
I modern produktion används inte bara tekniken för tillverkning av ofyllt gummi, utan även tillverkning av polymerer, som innehåller hartser, kimrök och olja, har etablerats. Bland alla polymera material som produceras står styren-butadiengummi för mer än hälften av all produktionskapacitet.
Anledningen till denna skala är den höga homogeniteten i de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos den tillverkade produkten, tillgängligheten av utgångsmonomererna (styren och butadien) samt den väletablerade produktionslinjen.
En stor massa styren-butadiengummi i modern produktion erhålls genom emulsionssampolymerisation av styren och butadien.
Klassificering av gummin efter struktur
Med hänsyn till polymerisationsförhållandena och sammansättningen av de använda komponenterna, produceras styren-butadiengummin, som skiljer sig iegenskaper och sammansättning. En statistisk, oregelbunden fördelning av de strukturella enheterna av styren och butadien i makromolekylen är tillåten.
Med sjunkande temperatur observeras en minskning av det kvantitativa innehållet av lågmolekylära fraktioner i det skapade gummit. Dessutom finns en minskning av strukturell förgrening, en ökning av polymerens regelbundna struktur, vilket positivt påverkar de tekniska och operativa egenskaperna hos den färdiga produkten.
I utvecklingen av den inhemska produktionen av syntetiska material var en viktig punkt etableringen av produktionen av styren-butadienmaterial genom radikal polymerisation. För närvarande produceras sådana material av hög kvalitet och till ett överkomligt pris på fabriker i Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Teknikfunktioner
Om så önskas kan du få en polymer med vissa parametrar. Till exempel med en given medelmolekylvikt, som kontrolleras under polymerisationen genom att införa regulatorer som kan kedjeöverföring. När det kvantitativa innehållet av regulatorer ökar, observeras en minskning av polymerens molekylvikt.
Vad kan betraktas som emulgeringsmedel lämpliga för produktion av stabila emulsioner av monomerer, såväl som för att skapa slutliga polymerisationsprodukter, latexar? Kalium- eller natriums alter av feta syntetiska karboxylsyror, hydrerat kolofonium, samt s alter av alkylsulfonater anses vara de viktigaste kemiska komponenterna.
När du väljer kolofonium måste det förstutsätts för särskild behandling. I processen av disproportionering med en katalysator (palladium) får den de egenskaper som krävs för den tekniska kedjan av gummiproduktion.
Produktionsinformation
För att utföra sampolymerisation används ett batteri av polymerisatorer. Vid framställning av blandningen blandas renad och förtorkad styren, butadien, lösningsmedel (det kan vara cyklohexan) i ett förhållande av 5/1. Därefter matas komponenterna i den ursprungliga laddningen in i en membranblandare för högkvalitativ blandning. Sedan skickas blandningen för kemisk finrening från olika små föroreningar.
Apparaten matas med organolitiumföreningar, titreras vid 25 °C i 20 minuter. Reningsgraden bestäms av färgen på laddningen. Om det inte finns några föroreningar har blandningen en något brun färg. Före polymerisationen blandas blandningen med en katalysator, polära tillsatser.
Processen utförs i ett batteri, som består av tre standardenheter, genom successiv tillförsel av laddningen. Temperaturen inuti polymerisatorerna hålls i intervallet från 50 till 80°C. Den genomsnittliga varaktigheten av hela den kemiska processen är 6 timmar.
Slutsats
Inom alla områden av liv och aktivitet för en person i tid finns det material baserade på styren-butadiengummi. Först och främst noterar vi skapandet av gummisulor för skor, gummidäck för bilar, olika vattenslangar.
Statistiska sampolymerer av styren ochbutadien används ofta i skapandet av elektriska isoleringsmaterial, en mängd olika produkter för bilindustrin, inklusive skapandet av högkvalitativa däck. Innovativ teknik som används av moderna tillverkare av styren-butadiengummi gör att de kan skapa produkter med specificerade fysikaliska och kemiska parametrar och önskade prestandaegenskaper.
Bland funktionerna i denna produktion, noterar vi användningen av högkvalitativa katalysatorer. Beroende på strukturen hos de syntetiserade gummin skiljer sig varaktigheten av processen för deras skapande, såväl som den slutliga kostnaden för gummiprodukter tillverkade på basis av gummi, avsevärt.
