Styren-butadien-gummi betragtes som en af de mest anvendte muligheder for polymere materialer. Den er velegnet til fremstilling af dæk og andre gummiprodukter af høj kvalitet.
Det navngivne polymermateriale er fremstillet af billige råmaterialer, og dets fremstillingsteknologi anses for at være ret overkommelig med en klar handlingsalgoritme. Den resulterende styren-butadien-gummi har fremragende ydeevne og kemiske egenskaber. Det produceres i betydelige mængder og præsenteres af producenten i et bredt udvalg.
Råvarer til produktion
Lad os se nærmere på produktionen af styren-butadien-gummi. Som råmateriale til dette polymere materiale vælges butadien-1, 3 eller alfa-methylstyren. Få styren-butadien-gummi ved opløsningsteknologi eller emulsionscopolymerisation. Ved den anden metode dannes gummier i styren-butadienopløsning.
Emulsionspolymerisation
Hvordan fremstilles styren-butadien-gummi? Reaktionen involverer copolymerisation af styren ogbutadien i emulsion. Slutproduktet som følge af denne interaktion kaldes styren-butadien-gummi (SBR).
I øjeblikket producerer den indenlandske gummiindustri en række polymerprodukter baseret på dette kemikalie.
Hvordan klassificeres styrenbutadiengummi? Producenter tilbyder følgende muligheder:
- gummi, der ikke indeholder olie (SKS-ZOARK);
- materialer med en gennemsnitlig procentdel af olie (SKM-ZOLRKM-15);
- med øget mængde olie (SKS-ZODRKM-27);
- med fremragende dielektriske egenskaber (SKS-ZOARPD).
Specifikke navngivning
De første cifre i ovenstående navne fortæller om det kvantitative indhold af styren i den initiale ladning valgt til polymerisationsprocessen:
- "A" involverer implementeringen af processen med lavtemperaturpolymerisation (ikke mere end +5 grader).
- M'et" angiver, at det indeholder olie, ikke kun styren.
- Styren-butadiengummi med bogstavet "P" fortæller om polymerisationsreaktionen uden tilstedeværelse af en regulator.
- "K" angiver brugen af kolofoniumemulgator til fremstilling af gummi.
- Bogstavet "P" symboliserer det materiale, der opnås i nærvær af den oprindelige blanding af s alte af fede, syntetiske syrer, som er produkter af delvis oxidation af mættede paraffiner.
Hvad kendetegner styren-butadien-gummi? Dens fremstilling er baseret på polymerisationsprocessen,som er velkendt selv for gymnasieelever, der studerer på grundskoler og gymnasier.
Så til fremstilling af sålerummi i industrien anvendes harpiksfyldt styren-butadien-gummi, hvis formel ikke adskiller sig fra det sædvanlige dien-carbonhydrid. Gummi fremstillet på basis af styren-butadien harpiks har øget modstandsdygtighed over for mekanisk slid og gode læderlignende egenskaber.
Udfør processen med emulsionspolymerisation på et specielt industrianlæg. Hvad kendetegner denne styren-butadien-gummi? Modtagelsen udføres i henhold til en klar og gennemprøvet teknologi. Den gennemsnitlige varighed af en kemisk reaktion er 12-15 timer. Efter polymeriseringen er afsluttet, dannes en latex, som indeholder cirka 30-35 procent af polymerstoffet. Neon D. tilsættes latex som en antioxidant
Af latex fremstilles gummi ved koagulering af elektrolytter, der indeholder svovlsyre. I betragtning af at kolofoniumolie og sæbe baseret på syntetiske fedtsyrer fungerer som emulgatorer, observeres der udover koagulering også dannelsen af fedtsyrer, som har en positiv effekt på det færdige produkts teknologiske egenskaber.
Takket være tilsætningen af svovlsyre omdannes sæben til frie organiske syrer, koaguleringen af latexen afsluttes, og styren-butadiengummi dannes. Anvendelsen af det færdige materiale er mangefacetteret, afhængigt af typen af produktion. Grundlæggende er gummialmindeligt råmateriale i den kemiske industri.
Struktur af gummi
Hvad er strukturen af styren-butadien-gummi? De fysiske egenskaber af et givet stof bestemmes af funktionerne i dets struktur. Ved modtagelse af polymeren ved ozonering dannes en polymer med en uregelmæssig struktur. I gummi er monomere enheder tilfældigt fordelt, molekylet har en forgrenet form.
Næsten 80 procent af alle enheder er trans, og kun 20 procent er cis.
Funktioner
Lad os analysere styren-butadien-gummi. Egenskaberne af dette stof er forbundet med dets høje molekylvægt. I gennemsnit er det 150.000-400.000. Og teknologien til fremstilling af oliefyldte gummier involverer valg af materialer med en høj relativ molekylvægt. Denne mulighed giver dig mulighed for at eliminere den negative indvirkning af olie på kvaliteten af gummi, for at bevare fremragende teknologiske egenskaber af gummi i en lang periode.
Det er muligt at opnå styren-butadien-gummi fra ethylen ved at udføre en teknologisk kæde ved hjælp af aktivatorer, emulgatorer, regulatorer, såvel som andre stoffer, delvist i vekselvirkningsprocessen, der går over i sammensætningen af det resulterende gummi.
Kærlige funktioner
Lad os karakterisere styren-butadien-gummi. Formlen for dette stof indikerer, at det er modstandsdygtigt over for mekanisk deformation, aggressive opløsningsmidler. For at øge frostbestandighed og elasticitetgummi reducere mængden af styren i den oprindelige blanding. Den resulterende polymer opløses i benzin og aromatiske opløsningsmidler.
Hvad ellers får styren-butadien-gummi til at skille sig ud? Egenskaber og forhold til koncentrerede syrer, ketoner, alkohol er stabile, desuden har polymeren fremragende gas- og vandpermeabilitet. Under opvarmning af gummi observeres alvorlige strukturelle ændringer, som negativt påvirker de fysiske og mekaniske egenskaber af det resulterende gummi.
Termisk oxidation ved temperaturer over 125 °C forårsager et fald i stivhed og ødelæggelse. Efterfølgende oxidation indebærer en alvorlig strukturering af polymeren, påvirker stigningen i dens stivhed.
Applikationsfunktioner
Styren-butadien-gummi bruges til at skabe en gummiblanding. Egenskaber, anvendelsen af denne repræsentant for klassen af diencarbonhydrider svarer fuldt ud til funktionerne i dens strukturformel.
Tilstedeværelsen af sidephenylgrupper påvirker den øgede modstandsdygtighed over for de negative virkninger af strålingseksponering i sammenligning med andre varianter af disse polymerer.
Gummiblandinger, som er fremstillet på basis af styren-butadiengummi, har lav klæbrighed, øget krympning under kalandrering og ekstrudering. Dette påvirker implementeringen af teknologiske processer negativt såvel som under limning (samling) af gummiemner.
Lavtemperaturgummi har forbedrede teknologiske egenskaber, kaldes de"varme" gummier.
varianter af gummi
Bløde styren-butadien-lavtemperaturgummier har lav viskositet, så de er ikke plastificerede.
Stiv gummi fremstilles i små mængder, der udsætter dem for termooxidativ plastificering i luft ved en temperatur på ca. 1400 °C ved hjælp af nedbrydningsprocesaktivatorer.
Ufyldte vulkanisatorer har lav trækstyrke. Med et fald i mængden af bundet styren i polymerforbindelsen falder modstanden og slidstyrken, frostbestandigheden øges, og elasticiteten øges.
Sortfyldte (med kønrøg) styren-butadien gummivulkanisatorer har fremragende parametre med hensyn til varmebestandighed og slidstyrke, men til en vis grad er de ringere i elasticitet og deformationsbestandighed i forhold til konventionelle gummier. Brugte vulkanisatorer har yderligere modstand mod koncentrerede og fortyndede syrer, alkoholer, alkalier, ethere. De svulmer i gummiopløsningsmidler.
Alle opnåede polymerer bruges til fremstilling af dæk, fremstilling af en række forskellige ikke-støbte og støbte produkter. For eksempel bruges styren-butadien-gummi til fremstilling af transportbånd til skovproduktion, og der produceres gummisko. På grund af den øgede strålingsmodstand bruges alle disse gummier til fremstilling af gummier, der har optimal modstand mod gammastråling.
Til fremstilling af produkter med fremragende frostbestandige egenskaber anvendes råmaterialer, bl.som indeholder et minimumsindhold af styren.
Karakterisering af opløsningspolymerisationsstyrenbutadiengummi
I den indenlandske industri er produktionen af styren-butadien-gummi med opløsningspolymerisation med forskelligt styrenindhold blevet lanceret:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (har forbedrede dielektriske egenskaber).
Der er også gummi til salg, som inkluderer aromatiske styrenmikroblokke, beregnet til støbebearbejdning.
Derudover er der oliefyldte polymerisationsgummier, der indeholder op til 27 % olie. Takket være opløsningspolymerisation justeres hovedparametrene for den molekylære struktur i nærvær af organolithiumkatalysatorer:
- kædegrene;
- molekylvægt;
- makrostrukturer.
Særprægede kendetegn ved sådanne gummier er den betydelige tilstedeværelse af selve polymeren (op til 98%), den mindste mængde urenheder. Polymerer har en lineær struktur sammenlignet med styren-butadien-emulsionsgummi.
De resulterende polymermaterialer har højere duktilitet, slidstyrke, frostbestandighed og øget modstand mod revner. Vi bemærker også den høje dynamiske udholdenhed af disse materialer. Med mindre svind har de en højere Mooney-viskositet, da makromolekyler har en lineær struktur, er i stand til at fylde med et stort antalsod (carbon black) og olie uden at ændre vulkanisatorernes mekaniske og fysiske egenskaber negativt.
Der er nogle teknologiske fordele ved produktionen af opløsningsgummi sammenlignet med emulsionsmuligheder, men der er meget flere krav til renheden af de anvendte monomerer. Løsningspolymerisationsgummi bruges i dækindustrien til at skabe holdbare transportbånd, skosåler, gummiærmer og adskillige gummidele. Styren og buadien-1, 3 betragtes som startkomponenter til fremstilling af polymere materialer af denne type. Gummi opnås ved opløsning eller emulsionscopolymerisation.
I moderne produktion anvendes ikke kun teknologien til fremstilling af ufyldte gummier, men også produktionen af polymerer, som indeholder harpiks, kønrøg og olie, er blevet etableret. Blandt alle producerede polymermaterialer tegner styren-butadiengummi sig for mere end halvdelen af al produktionskapacitet.
Årsagen til denne skala er den høje homogenitet af de fysiske og kemiske egenskaber af det fremstillede produkt, tilgængeligheden af startmonomererne (styren og butadien) samt den veletablerede produktionslinje.
En stor masse styren-butadien-gummi i moderne produktion opnås ved emulsionscopolymerisation af styren og butadien.
Klassificering af gummi efter struktur
Under hensyntagen til polymerisationsbetingelserne og sammensætningen af de anvendte komponenter, fremstilles styren-butadien-gummi, som adskiller sig iegenskaber og sammensætning. En statistisk, uregelmæssig fordeling af de strukturelle enheder af styren og butadien i makromolekylet er tilladt.
Med faldende temperatur observeres et fald i det kvantitative indhold af lavmolekylære fraktioner i det dannede gummi. Derudover er der et fald i strukturel forgrening, en stigning i den regelmæssige struktur af polymeren, hvilket positivt påvirker de tekniske og operationelle egenskaber af det færdige produkt.
I udviklingen af den indenlandske produktion af syntetiske materialer var et vigtigt punkt etableringen af produktionen af styren-butadien-materialer ved radikal polymerisation. I øjeblikket produceres sådanne materialer af høj kvalitet og til en overkommelig pris på fabrikker i Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Teknologiske funktioner
Hvis det ønskes, kan du få en polymer med visse parametre. For eksempel med en given gennemsnitlig molekylvægt, som styres under polymerisation ved at indføre regulatorer, der er i stand til kædeoverførsel. Efterhånden som det kvantitative indhold af regulatorer stiger, observeres et fald i polymerens molekylvægt.
Hvad kan betragtes som emulgatorer, der er egnede til fremstilling af stabile emulsioner af monomerer, såvel som til fremstilling af endelige polymerisationsprodukter, latexer? Kalium- eller natriums alte af fede syntetiske carboxylsyrer, hydrogeneret kolofonium samt s alte af alkylsulfonater betragtes som de vigtigste kemiske komponenter.
Når du vælger kolofonium, skal det førstudsat for særlig behandling. I processen med disproportionering med en katalysator (palladium) opnår den de egenskaber, der er nødvendige for den teknologiske kæde af gummiproduktion.
Produktionsspecifikationer
For at udføre copolymerisation bruges et batteri af polymerisatorer. Ved fremstilling af blandingen blandes renset og fortørret styren, butadien, opløsningsmiddel (det kan være cyclohexan) i forholdet 5/1. Derefter føres komponenterne i den originale ladning ind i en membranblander for blanding af høj kvalitet. Derefter sendes blandingen til kemisk finrensning fra forskellige små urenheder.
Apparatet tilføres organolithiumforbindelser, titreret ved 25 °C i 20 minutter. Rensningsgraden bestemmes af ladningens farve. Hvis der ikke er urenheder, har blandingen en let brun farve. Før polymerisation blandes blandingen med en katalysator, polære additiver.
Processen udføres i et batteri, som består af tre standardenheder, ved successiv tilførsel af ladningen. Temperaturen inde i polymerisatorerne holdes i området fra 50 til 80 °C. Den gennemsnitlige varighed af hele den kemiske proces er 6 timer.
Konklusion
I enhver livssfære og aktivitet for en rettidig person er der materialer baseret på styren-butadien-gummi. Først og fremmest bemærker vi oprettelsen af gummisåler til sko, bilgummidæk, forskellige vandslanger.
Statistiske copolymerer af styren ogbutadien er meget udbredt til fremstilling af elektriske isoleringsmaterialer, en række produkter til bilindustrien, herunder fremstilling af højkvalitetsdæk. Innovative teknologier, der bruges af moderne producenter af styren-butadien-gummi, giver dem mulighed for at skabe produkter med specificerede fysiske og kemiske parametre og ønskede ydeevneegenskaber.
Blandt funktionerne i denne produktion bemærker vi brugen af højkvalitetskatalysatorer. Afhængigt af strukturen af de syntetiserede gummier varierer varigheden af processen med deres skabelse, såvel som de endelige omkostninger for gummiprodukter fremstillet på basis af gummi, betydeligt.
