Butadien-stiren kavčuk: lastnosti, uporaba, formula

Butadien-stiren kavčuk velja za eno od najbolj uporabljenih možnosti polimerni materiali.

Imenovani polimerni material je narejen iz poceni surovin, tehnologija tehnologije pa je zelo dostopna in ima jasen algoritem delovanja. Nastali butadien-stirenski kavčuk ima odlične operativne in kemične lastnosti. Proizvaja se v znatnem obsegu in ga proizvajalec predloži v širokem razponu.

Surovine za proizvodnjo

Podrobneje bomo preučili proizvodnjo butadien-stirennih gumijev. Kot izhodni material za ta polimerni material se izbere butadien-1,3 ali alfa-metilstiren. Butadien-stiren kavčuk dobimo s tehnologijo raztopine ali s kopolimerizacijo emulzije. Pri drugi metodi nastajajo gumijasti raztopini butadien-stirena.

Emulzijska polimerizacija

Kako se proizvaja butadien-stiren kavčuk? Reakcija vključuje kopolimerizacijo stirena in butadiena v emulziji. Končni produkt, dobljen kot posledica te interakcije, se imenuje butadien-stiren kavčuk (SCS).

Trenutno domača gumarska industrija proizvaja različne polimerne izdelke na osnovi te kemikalije.

Kako je razvrščen stiren-butadienski kavčuk? Proizvajalci ponujajo naslednje možnosti:

• gume, ki ne vsebujejo olja (SCS-ZOARK);
• materiali s povprečnim deležem olja (SCM-ZOLRKM-15);
• s povečano količino olja (SCS-ZODRKM-27);
• z odličnimi dielektričnimi lastnostmi (SCS-ZOARPD).

Specifičnost imena

Prve številke v danih imenih povedo o količinski vsebnosti stirena v začetnem naboju, izbranem za postopek polimerizacije:

• "A" vključuje izvajanje procesa nizke temperature polimerizacije (ne več kot +5 stopinj).
• "M" označuje, da vsebuje olje, ne samo stiren.
• Butadien-stiren kavčuk s črko "R" govori o držanju polimerizacijske reakcije brez prisotnosti regulatorja.
• "K" označuje uporabo emulgatorja za kolofonije pri proizvodnji gume.
• Črka "P" predstavlja materiala, proizvedenega v prisotnosti krmne maščobe, sintetičnih kisline soli, ki so produkti delno oksidacijo nasičenih parafinov.

Kakšna je značilnost butadien-stirenskega kavčuka? Pridobivanje temelji na procesu polimerizacije, kar je znano celo srednjim šolam, ki študirajo v splošnih šolah in šolah.

Tako je za edino industrijske proizvodnje kavčukov uporablja smolonapolnenny stiren-butadien kavčuk, katerega formula ne razlikuje od konvencionalnega dien ogljikovodika. Gume, proizvedene na osnovi butadien-stiren smole, večja odpornost na mehansko abrazijo, dobre kožne lastnosti.

Postopek emulzijske polimerizacije poteka v posebnem industrijskem obratu. Kaj je značilno za ta stiren-butadienski kavčuk? Dobi se z uporabo jasne in dobro razvite tehnologije. Povprečno trajanje kemične reakcije je 12-15 ur. Po popolni polimerizaciji nastane lateks, ki vsebuje približno 30-35 odstotkov polimerne snovi. Kot antioksidant se lateksu injicira z neon D.

Proizvajajo gumo iz lateksa, ki ga koagulacijskih elektrolitov, ki vsebujejo žveplovo kislino. Glede na to, da delujejo kot emulgatorji kanifolevoe olje in milo, ustvarjeno na podlagi sintetičnih maščobnih kislin, poleg koagulacije tudi opazili tvorbo maščobnih kislin pozitivno vplivajo na tehnične značilnosti končnega proizvoda.

Zaradi dodajanja žveplove kisline se milo pretvori v brezplačne organske kisline, koagulacija lateksa se konča in nastane stiren-butadienski kavčuk. Uporaba končnega materiala je večplastna, odvisna od vrste proizvodnje. V bistvu je guma običajna surovina v kemični industriji.

Struktura gume

Kakšna je struktura stiren butadienskega kavčuka? Fizikalne lastnosti določene snovi določajo posebnosti njegove strukture. Ko polimer pripravimo z ozonizacijo, se tvori polimer neregularne strukture. V gumi so monomerne enote naključno razporejene, molekula ima razvejani videz.

Skoraj 80 odstotkov vseh povezav ima trans konfiguracijo, za le 20 odstotkov pa je značilna struktura cis.

Značilnosti

Analiziramo butadien-stiren kavčuk. Lastnosti te snovi so povezane z njegovo visoko molekulsko maso. V povprečju je to 150 000-400 000. In tehnologija proizvodnje oljnih kavčuka vključuje izbor materialov z velikim indeksom relativna molekulska masa. Ta možnost vam omogoča, da odpravite negativni vpliv olja na kakovost gume, ohranite dolgo časa odličnih tehnoloških značilnosti gume.

To je mogoče pridobiti iz etilen butadien-stiren gume, porabljen Postopek verige z uporabo aktivatorji, emulgatorji, regulatorji in druge snovi, delno med reakcijo prehaja v dobljenega gume sestavka.

Razlikovalne značilnosti

Opisujemo butadien-stiren kavčuk. Formula te snovi kaže, da je odporna proti mehanskim deformacijam, agresivnim topilom. Za povečanje odpornosti proti zmrzali in elastičnosti gume se zmanjša količina stirena v začetni mešanici. Nastali polimer se raztopi v bencinskih in aromatičnih topilih.

Kaj še dodamo butadien-stiren kavčuk? Lastnosti in razmerje med koncentriranimi kislinami, ketoni, alkoholom je stabilen, poleg polimerov pa ima odlično prepustnost za plin in vodo. Ko se guma segreje, opazimo resne strukturne spremembe, kar negativno vpliva na fizikalno-mehanske lastnosti nastale gume.

Termična oksidacija pri temperaturah od 125 ° C povzroči zmanjšanje togosti in uničenja. Naknadna oksidacija vključuje resno strukturiranje polimera, kar vpliva na povečanje togosti.

Funkcije aplikacije

Za izdelavo gumijaste mešanice se uporablja butadien-stiren kavčuk. Lastnosti, uporaba tega reprezentativnega razreda dien ogljikovodiki popolnoma ustreza značilnostim svoje strukturne formule.

Prisotnost stranskih verig fenil skupin vpliva na povečano odpornost na negativne učinke izpostavljenosti sevanju v primerjavi z drugimi sortami teh polimerov.

V gumijastih zmesi, ki so narejene na podlagi butadien-stiren gume, majhna lepljivost, povečano krčenje med kalandriranje in ekstrudiranje. To negativno vpliva na izvajanje procesov, kot tudi v času lepljenja (montažo) gume prazne.

Nizkotemperaturni gumi imajo izboljšane tehnološke lastnosti, ti se imenujejo "vroči" gumi.

Sorte kavčuka

Mehki butadien-stirenski nizkotemperaturni kavčniki imajo nizko viskoznost, zato se ne plastificirajo.

Trde smole se proizvajajo v majhnih količinah, da jih podvržemo termični oksidativne žvečenje na zraku pri temperaturi okoli 1400 ° C, z uporabo aktivatorjev proces razkrajanja.

Nepopolni vulkanizerji imajo nizko natezno trdnost. Z zmanjšanjem količine vezanega stirena v polimerni spojini se odpornost in odpornost na obrabo zmanjšata, odpornost proti zmrzovanju povečuje in se elastičnost poveča.

Sazhenapolnennye (s sajami), delujoče butadien-stiren gume imajo odlične termične parametre odpornosti in trdnosti, vendar so nekoliko slabše elastičnosti in odpornosti deformacije konvencionalnih kavčukov. Uporabne utrjevalna uz odpornost proti koncentrirani in razredčene kisline, alkohol, alkalije, estri. V gumijastih topilih nabreknejo.

Vsi pridobljeni polimeri se uporabljajo pri proizvodnji pnevmatik, pri izdelavi različnih oblik, ki niso oblikovani in oblikovani. Na primer, transportni trakovi za proizvodnjo sečenj so izdelani iz stiren-butadienskega kavčuka, proizvedeni so gumijasti čevlji. Zaradi povečane odpornosti proti sevanju se vse te gume uporabijo pri izdelavi gume z optimalno odpornostjo proti gama sevanjem.

Za proizvodnjo izdelkov, za katere so značilne odlične zmrznjene lastnosti, se uporabljajo surovine z najmanjšo vsebnostjo stirena.

Značilnosti butadien-stirenskih gumijev s polimerizacijo raztopine

V domači industriji se določi proizvodnja stiren-butadienskega kavčuka polimerizacije raztopin, ki ima različne vsebnosti stirena:

• RSCC-10.
• RSCC-25.
• RKSK-18.
• DSSK-50.
• DSSK-25D (ima dvignjene dielektrične lastnosti).

Obstaja tudi guma na trgu, ki vključuje mikro bloke aromatskega stirena, namenjene za obdelavo vlivov.

Poleg tega obstajajo tudi gumijaste raztopine, narejene z oljem, ki vsebujejo do 27% olja. Zaradi polimerizacije raztopine so v prisotnosti organolitijskih katalizatorjev regulirani glavni parametri molekulske strukture:

• razvejana veriga;
• molekulska masa;
• makrostruktura.

Bistvene značilnosti teh kavčuka so bistvena prisotnost samega polimera (do 98%), minimalne količine nečistoč. Polimeri imajo linearno strukturo v primerjavi z butadien-stiren emulzijskimi gumijastmi.

Nastali polimerni materiali imajo višjo plastičnost, odpornost proti obrabi, odpornost proti zmrzovanju, večja odpornost na razpoke. Upoštevamo tudi visoko dinamično vzdržljivost teh materialov. Na spodnjem krčenjem imajo viskoznost Mooney večja od imela makromolekule linearno strukturo, se lahko napolni z velikim številom saje (saje) in olj ne da bi škodljivo spremembo mehanskih in fizikalnih lastnosti vulkanizatov.

Obstajajo nekatere tehnološke prednosti pri izdelavi raztopinskih kavčukov v primerjavi s varianti emulzije, vendar je veliko več povpraševanja po čistosti uporabljenih monomerov. V industriji pnevmatik se uporabljajo gume polimerizacije raztopin, da se ustvarijo močni transportni trakovi, podplati čevljev, gumijasti rokavi in ​​številni gumijasti deli. Začetne komponente za izdelavo takšnih polimernih materialov so stiren in bouadien-1,3. Rubber se pripravi z raztopino ali s kopolimerizacijo emulzije.

V sodobni proizvodnji se ne uporablja samo tehnologija izdelave nepopolnih gume, ampak tudi proizvodnja polimerov, ki vsebujejo smole, saj, olje. Med vsemi proizvedenimi polimernimi materiali, butadien-stiren gume predstavlja več kot polovico vseh proizvodnih zmogljivosti.

Razlog za to lestvico je visoka homogenost fizikalnih in kemijskih lastnosti proizvoda, razpoložljivost začetnih monomerov (stiren in butadien) ter uveljavljena tehnološka linija.

Veliko maso stiren-butadienskega gume v sodobni proizvodnji dobimo z emulzijsko kopolimerizacijo stirena in butadiena.

Klasifikacija kavčukov po strukturi

Ob upoštevanju pogojev polimerizacije in sestave uporabljenih komponent je bila ugotovljena proizvodnja butadien-stirennih gumijev, ki se razlikujejo po lastnostih in sestavi. Dovoljena je statistična, nepravilna porazdelitev strukturnih enot stirena in butadiena v makromolekulo.

Ker se temperatura znižuje, se količinska vsebnost frakcij nizke molekulske mase v gumi zmanjša. Poleg tega se zmanjša strukturna razvejanost, povečanje redne strukture polimera, kar pozitivno vpliva na tehnične in operativne značilnosti končnega izdelka.

Pri razvoju domače proizvodnje sintetičnih materialov je bil pomemben dejavnik vzpostavitev proizvodnje butadien-stirenskih materialov s polimerizacijo z radikalnim mehanizmom. Trenutno so takšni materiali visoke kakovosti in po dostopni ceni proizvedeni v tovarnah Krasnoyarsk, Omsk, Togliatti, Sterlitamak, Voronezh.

Tehnološke značilnosti

Po želji lahko dobimo polimer z določenimi parametri. Na primer z dano povprečno molekulsko maso, ki je regulirana s polimerizacijskim postopkom z uvedbo regulatorjev, sposobnih prenosa verige. Ker kvantitativna vsebnost regulatorjev narašča, se molekulska masa polimera zmanjša.

Kaj lahko štejemo za emulgatorje, ki so primerni za proizvodnjo obstojnih emulzij monomerov, pa tudi za izdelavo končnih produktov polimerizacije, lateksov? Kot glavne kemične komponente, kalijeva ali natrijeve soli maščobnih sintetičnih karboksilnih kislin, hidrogeniranega rozina in soli alkil sulfonatov.

Pri izbiri kolofonije se najprej podvrže posebnemu zdravljenju. V procesu nesorazmernosti s katalizatorjem (paladijem) pridobiva lastnosti, potrebne za tehnološko verigo ustvarjanja kavčuka.

Slicer za proizvodnjo

Za kopolimerizacijo uporabljamo baterijo polimerizatorjev. Pri pripravi mešanice naboja očistimo in predhodno posušimo stiren, butadien, topilo (lahko je cikloheksan) v razmerju 5/1. Nadalje se komponente začetnega naboja napolnijo v membranski mešalnik za visoko kakovostno mešanje. Nato je zmes usmerjena v kemično fino čiščenje iz različnih finih nečistoč.

Naprava se napaja z organolitijskimi spojinami, titrira pri 25 ° C 20 minut. Stopnjo čiščenja določi barva polnjenja. Če ni nečistoč, ima mešanica rahlo rjavo barvo. Pred polimerizacijo se polnjenje zmeša s katalizatorjem, polarnimi aditivi.

Postopek poteka v bateriji, ki jo sestavljajo trije standardni aparati, tako da zaporedno napajajo polnjenje. Temperatura v polimerizatorjih vzdržujemo v območju od 50 do 80 ° C. Povprečno trajanje celotnega kemijskega postopka je 6 ur.

Zaključek

Na vseh področjih življenja in dejavnosti pravočasne osebe najdemo materiale, ki temeljijo na stiren-butadienskem kavčuku. Najprej opažamo oblikovanje gumijastih podplatov za čevlje, avtomobilske gume, različnih vodnih cevi.

Statistični kopolimeri stirena in butadiena se pogosto uporabljajo pri izdelavi električnih izolacijskih materialov, različnih izdelkov za avtomobilsko industrijo, vključno z izdelavo visoko kakovostnih pnevmatik. Inovativne tehnologije, ki jih uporabljajo sodobni proizvajalci butadien-stiren gume, jim omogočajo, da ustvarijo izdelke z določenimi fizikalnimi in kemičnimi parametri, želenimi karakteristikami delovanja.

Med značilnostmi te proizvodnje opažamo uporabo visokokakovostnih katalizatorjev. Glede na strukturo sintetiziranih kavč se trajanje postopka njihovega nastanka bistveno razlikuje, prav tako pa tudi končni stroški gumenih izdelkov, izdelanih na osnovi gume.