Styren-butadien-gummi regnes som et av de mest brukte alternativene for polymermaterialer. Den egner seg for å lage dekk og andre gummiprodukter med høy kvalitet.
Det navngitte polymermaterialet er produsert av rimelige råvarer, og produksjonsteknologien anses som ganske rimelig, med en klar handlingsalgoritme. Den resulterende styren-butadien-gummien har utmerket ytelse og kjemiske egenskaper. Den produseres i betydelige mengder og presenteres av produsenten i et bredt spekter.
Råvarer for produksjon
La oss se nærmere på produksjonen av styren-butadien-gummi. Som råmateriale for dette polymere materialet er butadien-1, 3 eller alfa-metylstyren valgt. Få styren-butadien-gummi ved løsningsteknologi eller emulsjonskopolymerisering. I den andre metoden dannes gummier i styren-butadienløsning.
Emulsjonspolymerisering
Hvordan produseres styrenbutadiengummi? Reaksjonen innebærer kopolymerisering av styren ogbutadien i emulsjon. Sluttproduktet som er resultatet av denne interaksjonen kalles styren-butadien-gummi (SBR).
For tiden produserer den innenlandske gummiindustrien en rekke polymerprodukter basert på dette kjemikaliet.
Hvordan klassifiseres styrenbutadiengummi? Produsenter tilbyr følgende alternativer:
- gummi som ikke inneholder olje (SKS-ZOARK);
- materialer med en gjennomsnittlig prosentandel olje (SKM-ZOLRKM-15);
- med økt mengde olje (SKS-ZODRKM-27);
- med utmerkede dielektriske egenskaper (SKS-ZOARPD).
Spesifikk navngivning
De første sifrene i navnene ovenfor forteller om det kvantitative innholdet av styren i startladningen valgt for polymerisasjonsprosessen:
- "A" innebærer implementering av prosessen med lavtemperaturpolymerisering (ikke mer enn +5 grader).
- M-en indikerer at den inneholder olje, ikke bare styren.
- Styren-butadiengummi med bokstaven "P" forteller om polymerisasjonsreaksjonen uten tilstedeværelse av en regulator.
- "K" indikerer bruken av kolofoniumemulgator ved produksjon av gummi.
- Bokstaven "P" symboliserer materialet oppnådd i nærvær av den opprinnelige blandingen av s alter av fettsyrer, syntetiske syrer, som er produkter av delvis oksidasjon av mettede parafiner.
Hva kjennetegner styrenbutadiengummi? Fremstillingen er basert på polymerisasjonsprosessen,som er kjent selv for videregående skoleelever som studerer ved omfattende skoler og høyskoler.
Så, for produksjon av sålegummi i industrien, brukes harpiksfylt styren-butadien-gummi, hvis formel ikke er forskjellig fra det vanlige dien-hydrokarbonet. Gummi produsert på basis av styren-butadien harpiks har økt motstand mot mekanisk slitasje og gode lærlignende egenskaper.
Utfør prosessen med emulsjonspolymerisering på et spesielt industrianlegg. Hva kjennetegner denne styren-butadien-gummien? Mottak av det utføres i henhold til en klar og velprøvd teknologi. Gjennomsnittlig varighet av en kjemisk reaksjon er 12-15 timer. Etter at polymeriseringen er fullført, dannes det en lateks som inneholder omtrent 30-35 prosent av polymerstoffet. Neon D. tilsettes lateks som en antioksidant
Fra lateks produseres gummi ved koagulering av elektrolytter som inneholder svovelsyre. Gitt at kolofoniumolje og såpe basert på syntetiske fettsyrer fungerer som emulgatorer, observeres i tillegg til koagulering også dannelse av fettsyrer, som har en positiv effekt på de teknologiske egenskapene til det ferdige produktet.
Takket være tilsetningen av svovelsyre omdannes såpen til frie organiske syrer, koaguleringen av lateksen fullføres og styren-butadien-gummi dannes. Bruken av det ferdige materialet er mangefasettert, avhengig av type produksjon. I utgangspunktet er gummivanlig råstoff i kjemisk industri.
Struktur av gummi
Hva er strukturen til styrenbutadiengummi? De fysiske egenskapene til et gitt stoff bestemmes av egenskapene til dets struktur. Ved mottak av polymeren ved ozonering dannes en polymer med uregelmessig struktur. I gummi er monomere enheter tilfeldig fordelt, molekylet har en forgrenet form.
Nesten 80 prosent av alle enheter er trans, og bare 20 prosent er cis.
Funksjoner
La oss analysere styren-butadien-gummi. Egenskapene til dette stoffet er assosiert med dets høye molekylvekt. I snitt er det 150 000-400 000. Og teknologien for å produsere oljefylt gummi innebærer valg av materialer med høy relativ molekylvekt. Dette alternativet lar deg eliminere den negative innvirkningen av olje på kvaliteten på gummi, for å opprettholde utmerkede teknologiske egenskaper til gummi i en lang periode.
Det er mulig å oppnå styren-butadien-gummi fra etylen ved å gjennomføre en teknologisk kjede ved bruk av aktivatorer, emulgatorer, regulatorer, så vel som andre stoffer, delvis i prosessen med interaksjon som går over i sammensetningen av den resulterende gummien.
Distinguishing Features
La oss karakterisere styren-butadien-gummi. Formelen til dette stoffet indikerer at det er motstandsdyktig mot mekanisk deformasjon, aggressive løsemidler. For å øke frostmotstanden og elastisitetengummi redusere mengden styren i den opprinnelige blandingen. Den resulterende polymeren løses opp i bensin og aromatiske løsemidler.
Hva annet gjør at styren-butadien-gummi skiller seg ut? Egenskaper og forhold til konsentrerte syrer, ketoner, alkohol er stabile, dessuten har polymeren utmerket gass- og vannpermeabilitet. Under oppvarming av gummi observeres alvorlige strukturelle endringer, som negativt påvirker de fysiske og mekaniske egenskapene til den resulterende gummien.
Termisk oksidasjon ved temperaturer over 125 °C forårsaker en reduksjon i stivhet og ødeleggelse. Påfølgende oksidasjon innebærer en alvorlig strukturering av polymeren, påvirker økningen i dens stivhet.
App-funksjoner
Styren-butadien-gummi brukes til å lage en gummiblanding. Egenskaper, bruk av denne representanten for klassen dienhydrokarboner samsvarer fullt ut med egenskapene til dens strukturformel.
Tilstedeværelsen av sidefenylgrupper påvirker den økte motstanden mot de negative effektene av strålingseksponering sammenlignet med andre varianter av disse polymerene.
Gummiblandinger, som er laget på basis av styren-butadiengummi, har lav klebrighet, økt krymping under kalandrering og ekstrudering. Dette påvirker implementeringen av teknologiske prosesser negativt, samt under liming (montering) av gummiemner.
Lavtemperaturgummi har forbedrede teknologiske egenskaper, kalles de"varme" gummier.
varianter av gummi
Myke styren-butadien-lavtemperaturgummier har lav viskositet, så de er ikke plastifisert.
Stive gummier produseres i små mengder, og utsetter dem for termooksidativ plastifisering i luft ved en temperatur på ca. 1400 °C ved bruk av nedbrytningsprosessaktivatorer.
Ufylte vulkanisatorer har lav strekkfasthet. Med en reduksjon i mengden bundet styren i polymerblandingen, reduseres motstanden og slitestyrken, frostmotstanden øker og elastisiteten øker.
Sortfylte (med carbon black) styren-butadien gummivulkanisatorer har utmerkede parametere når det gjelder varmebestandighet og slitestyrke, men til en viss grad er de dårligere i elastisitet og deformasjonsmotstand til konvensjonelle gummier. Brukte vulkanisatorer har ekstra motstand mot konsentrerte og fortynnede syrer, alkoholer, alkalier, etere. De sveller i gummiløsningsmidler.
Alle oppnådde polymerer brukes i produksjon av dekk, produksjon av en rekke ikke-støpte og støpte produkter. For eksempel brukes styren-butadien-gummi til å lage transportbånd for hogstproduksjon, og gummisko produseres. På grunn av den økte strålingsmotstanden brukes alle disse gummiene til fremstilling av gummier som har optimal motstand mot gammastråling.
For produksjon av produkter med utmerkede frostbestandige egenskaper brukes råvarer, isom inneholder et minimumsinnhold av styren.
Karakterisering av løsningspolymerisasjon styrenbutadiengummier
I den innenlandske industrien har produksjonen av styren-butadien-gummi med oppløsningspolymerisering med forskjellig styreninnhold blitt lansert:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (har forbedrede dielektriske egenskaper).
Det er også gummi på salg, som inkluderer aromatiske styrenmikroblokker, beregnet for støpebehandling.
I tillegg er det oljefylt oppløsningspolymerisasjonsgummi som inneholder opptil 27 % olje. Takket være løsningspolymerisasjon, i nærvær av organolitiumkatalysatorer, justeres hovedparametrene for molekylstrukturen:
- kjedegrener;
- molekylvekt;
- makrostrukturer.
Særtegn ved slike gummier er den betydelige tilstedeværelsen av selve polymeren (opptil 98%), minimumsmengden av urenheter. Polymerer har en lineær struktur sammenlignet med styren-butadien-emulsjonsgummi.
De resulterende polymermaterialene har høyere duktilitet, slitestyrke, frostbestandighet og økt motstand mot sprekker. Vi legger også merke til den høye dynamiske utholdenheten til disse materialene. Med mindre krymping har de en høyere Mooney-viskositet, siden makromolekyler har en lineær struktur, er i stand til å fylles med et stort antallsot (kullsvart) og olje uten å negativt endre de mekaniske og fysiske egenskapene til vulkanisatorer.
Det er noen teknologiske fordeler ved produksjon av løsningsgummi sammenlignet med emulsjons alternativer, men det er mye flere krav til renheten til monomerene som brukes. Løsningspolymerisasjonsgummi brukes i dekkindustrien for å lage holdbare transportbånd, skosåler, gummihylser og en rekke gummideler. Styren og buadien-1, 3 regnes som startkomponenter for fremstilling av polymermaterialer av denne typen Gummi oppnås ved løsning eller emulsjonskopolymerisering.
I moderne produksjon brukes ikke bare teknologien for fremstilling av ufylte gummier, men også produksjon av polymerer, som inneholder harpiks, kjønrøk og olje, er etablert. Blant alle polymere materialer som produseres, står styren-butadiengummi for mer enn halvparten av all produksjonskapasitet.
Årsaken til denne skalaen er den høye homogeniteten til de fysiske og kjemiske egenskapene til det produserte produktet, tilgjengeligheten av startmonomerene (styren og butadien), samt den veletablerte produksjonslinjen.
En stor masse styren-butadien-gummi i moderne produksjon oppnås ved emulsjonskopolymerisering av styren og butadien.
Klassifisering av gummier etter struktur
Tatt i betraktning forholdene for polymerisering og sammensetningen av komponentene som brukes, produseres styren-butadien-gummi, som er forskjellig iegenskaper og sammensetning. En statistisk, uregelmessig fordeling av de strukturelle enhetene av styren og butadien i makromolekylet er tillatt.
Med synkende temperatur observeres en reduksjon i det kvantitative innholdet av fraksjoner med lav molekylvekt i den dannede gummien. I tillegg er det en nedgang i strukturell forgrening, en økning i den vanlige strukturen til polymeren, noe som positivt påvirker de tekniske og operasjonelle egenskapene til det ferdige produktet.
I utviklingen av den innenlandske produksjonen av syntetiske materialer var et viktig poeng etableringen av produksjonen av styren-butadien-materialer ved radikal polymerisering. For tiden produseres slike materialer av høy kvalitet og til en overkommelig pris på fabrikker i Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Teknologifunksjoner
Om ønskelig kan du få en polymer med visse parametere. For eksempel med en gitt gjennomsnittlig molekylvekt, som kontrolleres under polymerisering ved å introdusere regulatorer som er i stand til kjedeoverføring. Når det kvantitative innholdet av regulatorer øker, observeres en reduksjon i molekylvekten til polymeren.
Hva kan betraktes som emulgatorer egnet for produksjon av stabile emulsjoner av monomerer, så vel som for fremstilling av endelige polymerisasjonsprodukter, latekser? Kalium- eller natriums alter av syntetiske fettkarboksylsyrer, hydrogenert kolofonium, samt s alter av alkylsulfonater regnes som de viktigste kjemiske komponentene.
Når du velger kolofonium, må det førstutsettes for spesialbehandling. I prosessen med disproporsjonering med en katalysator (palladium), får den de egenskapene som er nødvendige for den teknologiske kjeden av gummiproduksjon.
Produksjonsspesifikasjoner
For å utføre kopolymerisering brukes et batteri med polymerisatorer. Ved fremstilling av blandingen blandes renset og forhåndstørket styren, butadien, løsningsmiddel (det kan være cykloheksan) i forholdet 5/1. Deretter mates komponentene til den originale ladningen inn i en membranblander for høykvalitets blanding. Deretter sendes blandingen til kjemisk finrensing fra ulike små urenheter.
Apparatet mates med organolitiumforbindelser, titrert ved 25 °C i 20 minutter. Rensegraden bestemmes av fargen på ladningen. Hvis det ikke er urenheter, har blandingen en litt brun farge. Før polymerisering blandes blandingen med en katalysator, polare tilsetningsstoffer.
Prosessen utføres i et batteri, som består av tre standardenheter, ved suksessiv tilførsel av ladningen. Temperaturen inne i polymerisatorene holdes i området fra 50 til 80 °C. Gjennomsnittlig varighet av hele den kjemiske prosessen er 6 timer.
Konklusjon
I enhver livssfære og aktivitet for en tidsriktig person, finnes det materialer basert på styren-butadien-gummi. Først og fremst legger vi merke til etableringen av gummisåler for sko, bilgummidekk, forskjellige vanningsslanger.
Statistiske kopolymerer av styren ogbutadien er mye brukt i produksjonen av elektriske isolasjonsmaterialer, en rekke produkter for bilindustrien, inkludert produksjon av høykvalitetsdekk. Innovative teknologier brukt av moderne produsenter av styren-butadien-gummi gjør at de kan lage produkter med spesifiserte fysiske og kjemiske parametere og ønskede ytelsesegenskaper.
Blant funksjonene til denne produksjonen, merker vi bruken av høykvalitetskatalysatorer. Avhengig av strukturen til de syntetiserte gummiene, varierer varigheten av prosessen med å lage deres, samt den endelige kostnaden for gummiprodukter produsert på basis av gummi, betydelig.
