Stiren-butadien guma smatra se jednom od najčešće korištenih opcija za polimerne materijale. Pogodan je za izradu guma i drugih gumenih proizvoda visoke kvalitete.
Navedeni polimerni materijal proizvodi se od jeftinih sirovina, a njegova tehnologija proizvodnje se smatra prilično pristupačnom, s jasnim algoritmom djelovanja. Dobivena stiren-butadienska guma ima izvrsne performanse i kemijske karakteristike. Proizvodi se u značajnim količinama i proizvođač ga predstavlja u širokom rasponu.
Sirovine za proizvodnju
Pogledajmo pobliže proizvodnju stiren-butadien gume. Kao sirovina za ovaj polimerni materijal odabran je butadien-1, 3 ili alfa-metilstiren. Dobijte stiren-butadien kaučuk tehnologijom otopine ili emulzijskom kopolimerizacijom. U drugoj metodi nastaju gume s otopinom stiren-butadiena.
Emulzijska polimerizacija
Kako se proizvodi stiren butadien guma? 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 kemikalije.
Kako je klasificirana stiren-butadien kaučuk? Proizvođači nude sljedeće opcije:
- gume koje ne sadrže ulje (SKS-ZOARK);
- materijali s prosječnim postotkom ulja (SKM-ZOLRKM-15);
- s povećanom količinom ulja (SKS-ZODRKM-27);
- s izvrsnim dielektričnim karakteristikama (SKS-ZOARPD).
Posebno imenovanje
Prve znamenke u gornjim nazivima govore o kvantitativnom sadržaju stirena u početnom naboju odabranom za proces polimerizacije:
- "A" uključuje provedbu procesa niskotemperaturne polimerizacije (ne više od +5 stupnjeva).
- "M" označava da sadrži ulje, a ne samo stiren.
- Stiren-butadienska guma sa slovom "P" govori o reakciji polimerizacije bez prisustva regulatora.
- "K" označava upotrebu kolofonijskog emulgatora u proizvodnji gume.
- Slovo "P" simbolizira materijal dobiven u prisutnosti u početnoj mješavini soli masnih, sintetičkih kiselina, koje su produkti djelomične oksidacije zasićenih parafina.
Što karakterizira stiren butadien guma? Njegova priprema se temelji 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-butadienska guma punjena smolom, čija se formula ne razlikuje od uobičajenog dienskog ugljikovodika. Gume proizvedene na bazi stiren-butadienske smole imaju povećanu otpornost na mehaničko habanje i dobre karakteristike poput kože.
Provedite proces polimerizacije emulzije na posebnom industrijskom pogonu. Što karakterizira ovu stiren butadien gumu? Primanje se provodi prema jasnoj i provjerenoj tehnologiji. Prosječno trajanje kemijske reakcije je 12-15 sati. Nakon završene polimerizacije nastaje lateks koji sadrži približno 30-35 posto polimerne tvari. Neon D. se dodaje lateksu kao antioksidans
Od lateksa, guma se proizvodi koagulacijom elektrolita koji sadrže sumpornu kiselinu. S obzirom da kolofonijsko ulje i sapun na bazi sintetskih masnih kiselina djeluju kao emulgatori, osim koagulacije, uočava se i stvaranje masnih kiselina koje pozitivno utječu na tehnološke karakteristike gotovog proizvoda.
Zahvaljujući dodatku sumporne kiseline, sapun se pretvara u slobodne organske kiseline, koagulacija lateksa je završena i nastaje stiren-butadienska guma. Korištenje gotovog materijala je višestruko, ovisno o vrsti proizvodnje. Uglavnom guma jeuobičajena sirovina u kemijskoj industriji.
Struktura od gume
Kakva je struktura stiren butadien kaučuka? Fizička svojstva određene tvari određena su značajkama njezine strukture. Pri primitku polimera ozoniranjem nastaje polimer nepravilne strukture. U gumi su monomerne jedinice nasumično raspoređene, molekula ima razgranati oblik.
Gotovo 80 posto svih jedinica su trans, a samo 20 posto su cis.
Značajke
Analizirajmo stiren butadien gumu. Svojstva ove tvari povezana su s njezinom visokom molekularnom težinom. U prosjeku je 150 000-400 000. A tehnologija proizvodnje gume punjene uljem uključuje izbor materijala s visokom relativnom molekularnom težinom. Ova opcija vam omogućuje da eliminirate negativan utjecaj ulja na kvalitetu gume, kako biste zadržali izvrsne tehnološke karakteristike gume kroz dugo razdoblje.
Stiren-butadien kaučuk je moguće dobiti iz etilena provođenjem tehnološkog lanca korištenjem aktivatora, emulgatora, regulatora, kao i drugih tvari, dijelom u procesu interakcije prelazeći u sastav dobivene gume.
Prepoznatljive značajke
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. Dobiveni polimer se otapa u benzinu i aromatičnim otapalima.
Po čemu se još ističe stiren butadien kaučuk? Svojstva i odnos prema koncentriranim kiselinama, ketonima, alkoholu su stabilni, osim toga, polimer ima izvrsnu propusnost za plin i vodu. Tijekom zagrijavanja gume uočavaju se ozbiljne strukturne promjene, što negativno utječe na fizička i mehanička svojstva dobivene gume.
Toplinska oksidacija na temperaturama iznad 125 °C uzrokuje smanjenje krutosti i destrukciju. Naknadna oksidacija podrazumijeva ozbiljno strukturiranje polimera, utječe na povećanje njegove krutosti.
Značajke aplikacije
Stiren-butadienska guma se koristi za stvaranje gumene smjese. Svojstva, primjena ovog predstavnika klase dienskih ugljikovodika u potpunosti odgovara značajkama njegove strukturne formule.
Prisutnost bočnih fenilnih skupina utječe na povećanu otpornost na negativne učinke izloženosti zračenju u usporedbi s drugim vrstama ovih polimera.
Smjese gume, koje se izrađuju na bazi stiren-butadien kaučuka, imaju nisku ljepljivost, povećano skupljanje tijekom kalandranja i ekstruzije. To negativno utječe na provedbu tehnoloških procesa, kao i tijekom lijepljenja (montaže) gumenih zaliha.
Niskotemperaturne gume imaju poboljšana tehnološka svojstva, tzv."vruće" gume.
Vorte guma
Mekane stiren-butadienske niskotemperaturne gume imaju nisku viskoznost, tako da nisu plastificirane.
Tvrde gume se proizvode u malim količinama, podvrgavajući ih termo-oksidativnoj plastifikaciji na zraku na temperaturi od oko 1400 °C pomoću aktivatora procesa razgradnje.
Nepunjeni vulkanizeri imaju nisku vlačnu čvrstoću. Sa smanjenjem količine vezanog stirena u polimernom spoju, smanjuje se otpornost i otpornost na habanje, povećava se otpornost na smrzavanje i povećava elastičnost.
Vulkanizatori stiren-butadienske gume punjeni crnom (sa čađom) imaju izvrsne parametre u smislu 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 koncentrirane i razrijeđene kiseline, alkohole, lužine, etere. Bubre u gumenim otapalima.
Svi dobiveni polimeri koriste se u proizvodnji guma, proizvodnji raznih nelikovanih i lijevanih 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 koriste se u proizvodnji gume koja ima optimalnu otpornost na gama zračenje.
Za proizvodnju proizvoda s izvrsnim karakteristikama otpornosti na mraz koriste se sirovine, ukoji sadrži minimalni sadržaj stirena.
Karakterizacija polimerizacije u otopini stiren butadien gume
U domaćoj industriji pokrenuta je proizvodnja stiren-butadienskih guma otopine polimerizacije s 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, namijenjene za obradu lijevanja.
Osim toga, postoje gume za polimerizaciju otopine punjene uljem koje sadrže do 27% ulja. Zahvaljujući polimerizaciji u otopini, u prisutnosti organolitijevih katalizatora, prilagođavaju se glavni parametri molekularne strukture:
- lančane grane;
- molekularna težina;
- makrostrukture.
Prepoznatljive karakteristike takvih guma su značajna prisutnost samog polimera (do 98%), minimalna količina nečistoća. Polimeri imaju linearnu strukturu u usporedbi sa stiren-butadien emulzijskim gumama.
Rezultirajući polimerni materijali imaju veću duktilnost, otpornost na habanje, otpornost na smrzavanje i povećanu otpornost na pucanje. Također primjećujemo visoku dinamičku izdržljivost ovih materijala. Uz manje skupljanje, imaju veću Mooneyevu viskoznost, budući da makromolekule imaju linearnu strukturu, mogu se ispuniti velikim brojemčađa (čađa) i ulje bez štetnih promjena mehaničkih i fizičkih svojstava vulkanizera.
Postoje neke tehnološke prednosti u proizvodnji otopine gume u usporedbi s emulzijskim opcijama, ali postoji mnogo više zahtjeva za čistoćom korištenih monomera. Gume za polimerizaciju otopinom koriste se u industriji guma za stvaranje izdržljivih transportnih traka, potplata za cipele, gumenih rukava i brojnih gumenih dijelova. Kao početne komponente za proizvodnju polimernih materijala ove vrste smatraju se stiren i buadien-1, 3. Gume se dobivaju otopinom ili emulzijskom kopolimerizacijom.
U suvremenoj 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-butadienska guma čini više od polovice svih proizvodnih kapaciteta.
Razlog ove ljestvice je visoka homogenost fizičkih i kemijskih karakteristika proizvedenog proizvoda, dostupnost početnih monomera (stiren i butadien), kao i dobro uhodana proizvodna linija.
Velika masa stiren-butadienske gume u modernoj proizvodnji dobiva se emulzijskom kopolimerizacijom stirena i butadiena.
Klasifikacija gume po strukturi
Uzimajući u obzir uvjete polimerizacije i sastav upotrijebljenih komponenti, proizvodnja stiren-butadienskih kaučuka, koji se razlikuju usvojstva i sastav. Dopuštena je statistička, nepravilna raspodjela strukturnih jedinica stirena i butadiena u makromolekuli.
S padom temperature uočava se smanjenje kvantitativnog sadržaja frakcija male molekularne mase u stvorenoj gumi. Osim toga, dolazi do smanjenja strukturnog grananja, povećanja pravilne strukture polimera, što pozitivno utječe na tehničke i operativne karakteristike gotovog proizvoda.
U razvoju domaće proizvodnje sintetičkih materijala važna je točka bila uspostava proizvodnje stiren-butadienskih materijala radikalnom polimerizacijom. Trenutno se takvi materijali visoke kvalitete i po pristupačnoj cijeni proizvode u tvornicama u Krasnojarsku, Omsku, Toljatiju, Sterlitamaku, Voronježu.
Tehnološke značajke
Po želji možete dobiti polimer s određenim parametrima. Na primjer, s danom prosječnom molekularnom težinom, koja se kontrolira tijekom polimerizacije uvođenjem regulatora sposobnih za prijenos lanca. Kako se kvantitativni sadržaj regulatora povećava, uočava se smanjenje molekularne mase polimera.
Što se može smatrati emulgatorima pogodnim za proizvodnju stabilnih emulzija monomera, kao i za stvaranje konačnih proizvoda polimerizacije, lateksa? Kao glavne kemijske komponente smatraju se kalijeve ili natrijeve soli masnih sintetskih karboksilnih kiselina, hidrogenirana kolofonija, kao i soli alkilsulfonata.
Kada birate kolofonij, prvo moratepodvrgnut posebnom tretmanu. U procesu disproporcioniranja s katalizatorom (paladijem) dobiva svojstva potrebna za tehnološki lanac proizvodnje gume.
specifičnosti proizvodnje
Za provedbu kopolimerizacije koristi se baterija polimerizatora. Prilikom pripreme smjese miješaju se pročišćeni i prethodno osušeni stiren, butadien, otapalo (može biti cikloheksan) u omjeru 5/1. Zatim se komponente izvornog punjenja ubacuju u membransku mješalicu za visokokvalitetno miješanje. Zatim se smjesa šalje na kemijsko fino pročišćavanje od raznih sitnih nečistoća.
Aparat se napaja organolitijevim spojevima, titriranim na 25 °C 20 minuta. Stupanj pročišćavanja određen je bojom punjenja. Ako nema nečistoća, smjesa ima blago smeđu boju. Prije polimerizacije, smjesa se miješa s katalizatorom, polarnim aditivima.
Proces se odvija u bateriji, koja se sastoji od tri standardna uređaja, uzastopnim napajanjem. Temperatura unutar polimerizatora održava se u rasponu od 50 do 80 °C. Prosječno trajanje cijelog kemijskog procesa je 6 sati.
Zaključak
U bilo kojoj sferi života i aktivnosti pravodobne 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 stvaranje visokokvalitetnih guma. Inovativne tehnologije koje koriste moderni proizvođači stiren-butadienske gume omogućuju im stvaranje proizvoda s određenim fizičkim i kemijskim parametrima i željenim karakteristikama izvedbe.
Među značajkama ove proizvodnje ističemo korištenje visokokvalitetnih katalizatora. Ovisno o strukturi sintetizirane gume, trajanje procesa njihovog stvaranja, kao i konačni trošak gumenih proizvoda proizvedenih na bazi gume, značajno se razlikuju.
