Stiren-butadien guma se smatra jednom od najčešće korištenih opcija za polimerne materijale. Pogodan je za izradu guma i drugih gumenih proizvoda visokog kvaliteta.
Navedeni polimerni materijal proizvodi se od jeftinih sirovina, a njegova tehnologija proizvodnje se smatra prilično pristupačnom, sa jasnim algoritmom djelovanja. Dobivena stiren-butadien guma ima odlične performanse i hemijske karakteristike. Proizvodi se u značajnim količinama i proizvođač ga predstavlja u širokom asortimanu.
Sirovine za proizvodnju
Pogledajmo pobliže proizvodnju stiren-butadien kaučuka. Kao sirovina za ovaj polimerni materijal odabran je butadien-1, 3 ili alfa-metilstiren. Dobijte stiren-butadien kaučuk tehnologijom rastvora ili kopolimerizacijom emulzije. U drugoj metodi se formiraju gume od stiren-butadien rastvora.
Emulzijska polimerizacija
Kako se proizvodi stiren butadien kaučuk? Reakcija uključuje kopolimerizaciju stirena ibutadien u emulziji. Krajnji proizvod koji nastaje ovom interakcijom naziva se stiren-butadienska guma (SBR).
Trenutno domaća industrija gume proizvodi razne polimerne proizvode na bazi ove hemikalije.
Kako je klasifikovana stiren butadien kaučuk? Proizvođači nude sljedeće opcije:
- gume koje ne sadrže ulje (SKS-ZOARK);
- materijali sa prosječnim postotkom ulja (SKM-ZOLRKM-15);
- sa povećanom količinom ulja (SKS-ZODRKM-27);
- sa odličnim dielektričnim karakteristikama (SKS-ZOARPD).
Posebno imenovanje
Prve cifre u gornjim nazivima govore o kvantitativnom sadržaju stirena u početnom punjenju odabranom za proces polimerizacije:
- "A" uključuje implementaciju procesa niskotemperaturne polimerizacije (ne više od +5 stepeni).
- "M" označava da sadrži ulje, a ne samo stiren.
- Stiren-butadien guma sa slovom "P" govori o reakciji polimerizacije bez prisustva regulatora.
- "K" označava upotrebu kolofonijskog emulgatora u proizvodnji gume.
- Slovo "P" simbolizira materijal dobijen u prisustvu u početnoj mješavini soli masnih, sintetičkih kiselina, koje su produkti djelomične oksidacije zasićenih parafina.
Šta karakteriše stiren butadien kaučuk? Njegova priprema se zasniva na procesu polimerizacije,što je poznato čak i srednjoškolcima koji studiraju u srednjim školama i fakultetima.
Dakle, za proizvodnju jedinog kaučuka u industriji koristi se stiren-butadien guma punjena smolom, čija se formula ne razlikuje od uobičajenog dienskog ugljovodonika. Gume proizvedene na bazi stiren-butadien smole imaju povećanu otpornost na mehaničko habanje i dobre karakteristike poput kože.
Provedite proces emulzione polimerizacije na posebnom industrijskom postrojenju. Šta karakteriše ovu stiren butadien gumu? Prijem se vrši po jasnoj i provjerenoj tehnologiji. Prosječno trajanje hemijske reakcije je 12-15 sati. Nakon što je polimerizacija završena, formira se lateks koji sadrži približno 30-35 posto polimerne supstance. Neon D. se dodaje lateksu kao antioksidans
Od lateksa, guma se proizvodi koagulacijom elektrolita koji sadrže sumpornu kiselinu. S obzirom na to da kolofonijsko ulje i sapun na bazi sintetičkih masnih kiselina djeluju kao emulgatori, osim koagulacije, uočava se i stvaranje masnih kiselina koje pozitivno utiču na tehnološke karakteristike gotovog proizvoda.
Zahvaljujući dodatku sumporne kiseline, sapun se pretvara u slobodne organske kiseline, koagulacija lateksa je završena i formira se stiren-butadien guma. Upotreba gotovog materijala je višestruka, ovisno o vrsti proizvodnje. U osnovi guma jesteuobičajena sirovina u hemijskoj industriji.
Struktura od gume
Kakva je struktura stiren butadien gume? Fizička svojstva date supstance određena su karakteristikama njene strukture. Nakon prijema polimera ozoniranjem, formira se polimer nepravilne strukture. U gumi su monomerne jedinice nasumično raspoređene, molekul ima razgranat oblik.
Skoro 80 posto svih jedinica su trans, a samo 20 posto su cis.
Karakteristike
Hajde da analiziramo stiren butadien gumu. Svojstva ove supstance povezana su s njenom visokom molekularnom težinom. U prosjeku je 150 000-400 000. A tehnologija proizvodnje gume punjene uljem uključuje izbor materijala visoke relativne molekularne težine. Ova opcija vam omogućava da eliminišete negativan uticaj ulja na kvalitet gume, da zadržite odlične tehnološke karakteristike gume na duži period.
Stiren-butadien kaučuk je moguće dobiti iz etilena provođenjem tehnološkog lanca upotrebom aktivatora, emulgatora, regulatora, kao i drugih supstanci, djelimično u procesu interakcije prelazeći u sastav nastale gume.
Prepoznatljive karakteristike
Okarakterizirajmo stiren-butadien gumu. Formula ove tvari pokazuje da je otporna na mehaničke deformacije, agresivna otapala. Za povećanje otpornosti na mraz i elastičnostguma smanjiti količinu stirena u početnoj smjesi. Dobijeni polimer se rastvara u benzinu i aromatičnim rastvaračima.
Po čemu se još ističe stiren butadien kaučuk? Svojstva i odnos prema koncentrisanim kiselinama, ketonima, alkoholu su stabilni, osim toga, polimer ima odličnu plinsku i vodopropusnost. Tokom zagrijavanja gume uočavaju se ozbiljne strukturne promjene, što negativno utiče na fizička i mehanička svojstva nastale gume.
Termička oksidacija na temperaturama iznad 125 °C uzrokuje smanjenje krutosti i destrukciju. Naknadna oksidacija podrazumijeva ozbiljno strukturiranje polimera, utiče na povećanje njegove krutosti.
Funkcije aplikacije
Stiren-butadien guma se koristi za stvaranje gumene smjese. Svojstva, primjena ovog predstavnika klase dienskih ugljovodonika u potpunosti odgovara karakteristikama njegove strukturne formule.
Prisustvo bočnih fenil grupa utiče na povećanu otpornost na negativne efekte izlaganja radijaciji u poređenju sa drugim varijantama ovih polimera.
Gumene smjese, koje se proizvode na bazi stiren-butadien gume, imaju nisku ljepljivost, povećano skupljanje pri kalandriranju i ekstruziji. Ovo negativno utiče na realizaciju tehnoloških procesa, kao i prilikom lepljenja (montaže) gumenih zalogaja.
Niskotemperaturne gume imaju poboljšana tehnološka svojstva, tzv."vruće" gume.
Variete guma
Meke stiren-butadien niskotemperaturne gume imaju nizak viskozitet, tako da nisu plastificirane.
Tvrde gume se proizvode u malim količinama, podvrgavajući ih termo-oksidativnoj plastifikaciji na zraku na temperaturi od oko 1400 °C korištenjem aktivatora procesa razgradnje.
Nepunjeni vulkanizeri imaju nisku vlačnu čvrstoću. Sa smanjenjem količine vezanog stirena u polimernoj smjesi, smanjuje se otpornost i otpornost na abraziju, povećava se otpornost na mraz i raste elastičnost.
Vulkanizatori stiren-butadien gume punjeni crnom (sa čađom) imaju odlične parametre u pogledu otpornosti na toplinu i otpornost na habanje, ali su u određenoj mjeri inferiorni u elastičnosti i otpornosti na deformacije u odnosu na konvencionalne gume. Korišteni vulkanizeri imaju dodatnu otpornost na koncentrisane i razrijeđene kiseline, alkohole, alkalije, etere. Bubre u gumenim rastvaračima.
Svi dobijeni polimeri se koriste u proizvodnji guma, proizvodnji raznih nelivenih i livenih proizvoda. Na primjer, stiren-butadien guma se koristi za izradu transportnih traka za proizvodnju drva, a proizvode se gumene cipele. Zbog povećane otpornosti na zračenje, sve ove gume se koriste u proizvodnji gume koja ima optimalnu otpornost na gama zračenje.
Za proizvodnju proizvoda sa odličnim karakteristikama otpornim na mraz koriste se sirovine, ukoji sadrži minimalni sadržaj stirena.
Karakterizacija polimerizacije rastvora stiren butadien gume
U domaćoj industriji pokrenuta je proizvodnja stiren-butadien kaučuka rastvorne polimerizacije sa različitim sadržajem stirena:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (ima poboljšane dielektrične karakteristike).
U prodaji je i guma koja uključuje aromatične stirenske mikroblokove, namenjene za obradu livenja.
Pored toga, postoje gume za polimerizaciju rastvora punjene uljem koje sadrže do 27% ulja. Zahvaljujući polimerizaciji rastvora, u prisustvu organolitijumskih katalizatora, prilagođavaju se glavni parametri molekularne strukture:
- lančane grane;
- molekularna težina;
- makrostrukture.
Prepoznatljive karakteristike ovakvih guma su značajno prisustvo samog polimera (do 98%), minimalna količina nečistoća. Polimeri imaju linearnu strukturu u poređenju sa stiren-butadien emulzijskim gumama.
Rezultirajući polimerni materijali imaju veću duktilnost, otpornost na habanje, otpornost na mraz i povećanu otpornost na pucanje. Također primjećujemo visoku dinamičku izdržljivost ovih materijala. Uz manje skupljanje, oni imaju veći Mooney viskozitet, budući da makromolekule imaju linearnu strukturu, mogu se ispuniti velikim brojemčađ (čađa) i ulje bez štetnih promjena mehaničkih i fizičkih svojstava vulkanizera.
Postoje neke tehnološke prednosti u proizvodnji rastvorenih guma u poređenju sa opcijama emulzije, ali postoji mnogo više zahteva za čistoću upotrebljenih monomera. Gume za polimerizaciju rastvora koriste se u industriji guma za stvaranje izdržljivih transportnih traka, potplata za cipele, gumenih rukava i brojnih gumenih delova. Kao početne komponente za proizvodnju polimernih materijala ovog tipa smatraju se stiren i buadien-1, 3. Gume se dobijaju rastvornom ili emulzionom kopolimerizacijom.
U savremenoj proizvodnji ne koristi se samo tehnologija proizvodnje nepunjenih guma, već je uspostavljena i proizvodnja polimera koji sadrže smole, čađu i ulje. Među svim proizvedenim polimernim materijalima, stiren-butadien guma čini više od polovine svih proizvodnih kapaciteta.
Razlog za ovu skalu je visoka homogenost fizičkih i hemijskih karakteristika proizvedenog proizvoda, dostupnost polaznih monomera (stiren i butadien), kao i dobro uspostavljena proizvodna linija.
Velika masa stiren-butadien kaučuka u modernoj proizvodnji dobija se emulzionom kopolimerizacijom stirena i butadiena.
Klasifikacija gume po strukturi
Uzimajući u obzir uslove polimerizacije i sastav upotrebljenih komponenti, proizvodnja stiren-butadienskih kaučuka, koji se razlikuju posvojstva i sastav. Dozvoljena je statistička, nepravilna raspodjela strukturnih jedinica stirena i butadiena u makromolekuli.
Sa smanjenjem temperature uočava se smanjenje kvantitativnog sadržaja frakcija male molekulske mase u stvorenoj gumi. Osim toga, dolazi do smanjenja strukturnog grananja, povećanja pravilne strukture polimera, što pozitivno utiče na tehničke i operativne karakteristike gotovog proizvoda.
U razvoju domaće proizvodnje sintetičkih materijala, važna tačka je bila uspostavljanje proizvodnje stiren-butadien materijala radikalnom polimerizacijom. Trenutno se takvi materijali visokog kvaliteta i po pristupačnoj ceni proizvode u fabrikama u Krasnojarsku, Omsku, Toljatiju, Sterlitamaku, Voronježu.
Tehnološke karakteristike
Po želji možete nabaviti polimer sa određenim parametrima. Na primjer, sa datom prosječnom molekulskom težinom, koja se kontrolira tokom polimerizacije uvođenjem regulatora sposobnih za prijenos lanaca. Kako se kvantitativni sadržaj regulatora povećava, uočava se smanjenje molekularne težine polimera.
Šta se može smatrati emulgatorima pogodnim za proizvodnju stabilnih emulzija monomera, kao i za stvaranje finalnih proizvoda polimerizacije, lateksa? Kao glavne hemijske komponente smatraju se kalijeve ili natrijumove soli masnih sintetičkih karboksilnih kiselina, hidrogenizovana kolofonija, kao i soli alkilsulfonata.
Kada birate kolofoniju, prvo moratepodvrgnut posebnom tretmanu. U procesu disproporcionisanja sa katalizatorom (paladijem) dobija svojstva neophodna za tehnološki lanac proizvodnje gume.
specifičnosti proizvodnje
Za izvođenje kopolimerizacije koristi se baterija polimerizatora. Prilikom pripreme smjese miješaju se pročišćeni i prethodno osušeni stiren, butadien, rastvarač (može biti cikloheksan) u omjeru 5/1. Zatim se komponente originalnog punjenja ubacuju u membranski mikser za visokokvalitetno miješanje. Zatim se smjesa šalje na hemijsko fino pročišćavanje od raznih sitnih nečistoća.
Aparat se napaja organolitijumskim jedinjenjima, titriranim na 25 °C tokom 20 minuta. Stepen prečišćavanja određen je bojom punjenja. Ako nema nečistoća, smjesa ima blago smeđu boju. Prije polimerizacije, smjesa se miješa sa katalizatorom, polarnim aditivima.
Proces se odvija u bateriji, koja se sastoji od tri standardna uređaja, sukcesivnim napajanjem. Temperatura unutar polimerizatora održava se u rasponu od 50 do 80 °C. Prosječno trajanje cijelog hemijskog procesa je 6 sati.
Zaključak
U bilo kojoj sferi života i aktivnosti pravovremene osobe postoje materijali na bazi stiren-butadien kaučuka. Prije svega, bilježimo stvaranje gumenih potplata za cipele, automobilske gume, razna crijeva za zalijevanje.
Statistički kopolimeri stirena ibutadien se široko koristi u izradi električnih izolacijskih materijala, raznih proizvoda za automobilsku industriju, uključujući izradu visokokvalitetnih guma. Inovativne tehnologije koje koriste savremeni proizvođači stiren-butadien gume omogućavaju im da kreiraju proizvode sa određenim fizičkim i hemijskim parametrima i željenim karakteristikama performansi.
Među karakteristikama ove proizvodnje ističemo upotrebu visokokvalitetnih katalizatora. U zavisnosti od strukture sintetizovane gume, trajanje procesa njihovog stvaranja, kao i konačna cena proizvoda od gume proizvedenih na bazi gume, značajno se razlikuju.
