Butadien-styrenový kaučuk: vlastnosti, aplikace, vzorec

Butadien-styrenový kaučuk je považován za jednu z nejpoužívanějších možností polymerních materiálů.

Uvedený polymerní materiál je vyroben z levných surovin a technologie jeho výroby je považována za poměrně přístupnou, s jasným algoritmem činností. Výsledný butadien-styrenový kaučuk má vynikající provozní a chemické vlastnosti. Vyrábí se v značných objemech a je dodáván výrobcem v širokém rozmezí.

Suroviny pro výrobu

Podívejme se podrobně na výrobu butadien-styrenových kaučuků. Jako výchozí materiál pro tento polymerní materiál je vybrán butadien-1,3 nebo alfa-methylstyren. Butadien-styrenový kaučuk se získává technologií roztoku nebo emulzní kopolymerací. Při druhé metodě se tvoří gumové butadien-styrenové kaučuky.

Emulzní polymerace

Jak se vyrábí butadien-styrenový kaučuk? Reakce zahrnuje kopolymeraci styrenu a butadienu v emulzi. Konečný produkt získaný v důsledku této interakce se nazývá butadien-styrenový kaučuk (SCS).

V současné době vyrábí domácí gumárenský průmysl řadu polymerních výrobků založených na této chemické látce.

Jak je klasifikován styren-butadienový kaučuk? Výrobci nabízejí následující možnosti:

• kaučuky neobsahující olej (SCS-ZOARK);
• materiály s průměrným podílem ropy (SCM-ZOLRKM-15);
• se zvýšeným množstvím oleje (SCS-ZODRKM-27);
• s vynikajícími dielektrickými vlastnostmi (SCS-ZOARPD).

Specifičnost jména

První čísla v uvedených jménech o kvantitativním obsahu styrenu v počátečním náboji, zvoleném pro polymerizační proces, ukazují:

• "A" zahrnuje provedení nízkoteplotní polymerace (nejvýše +5 stupňů).
• "M" označuje, že obsahuje oleje, a to nejen styren.
• Butadien-styrenový kaučuk s písmenem "R" říká o držení polymerizační reakce bez přítomnosti regulátoru.
• "K" označuje použití emulgátoru kalafuny při výrobě pryže.
• Písmeno "P" symbolizuje materiál získaný přítomností v počáteční směsi solí mastných, syntetických kyselin, které jsou produkty částečné oxidace nasycených parafinů.

Jaká je vlastnost butadien-styrenové pryže? Získávání je založeno na procesu polymerace, který je znám i středoškolským studentům studujícím ve všeobecných školách a vysokých školách.

Tak, pro výhradní produkce v průmyslu kaučuků používají smolonapolnenny styren-butadienový kaučuk, vzorec, který se neliší od běžného dienového uhlovodíku. V kaučuků vyráběných na bázi butadien-styrenové pryskyřice, vysokou odolností proti mechanickému opotřebení, dobré kůže podobné charakteristiky.

Proces emulzní polymerace se provádí ve speciálním průmyslovém závodě. Co je charakteristické pro tento styren-butadienový kaučuk? Získává se díky jasné a dobře vyvinuté technologii. Průměrná doba trvání chemické reakce je 12-15 hodin. Po dokončení polymerace se vytvoří latex, který obsahuje asi 30 až 35 procent polymerní látky. Jako antioxidant se latex injektuje neonovým dusíkem.

Produkují pryže z latexu koagulací elektrolytů, které obsahují kyselinu sírovou. Vzhledem k tomu, že působí jako emulgátory kanifolevoe olej a mýdlo, vytvořený na bázi syntetických mastných kyselin, kromě koagulace také pozorována tvorba mastné kyseliny mají pozitivní vliv na technické vlastnosti konečného výrobku.

Díky přidání kyseliny sírové se mýdlo převede na volné organické kyseliny, koagulace latexu se dokončí a vznikne styren-butadienový kaučuk. Použití hotového materiálu je mnohostranné, závisí na druhu výroby. V zásadě je kaučuk běžnou surovinou v chemickém průmyslu.

Struktura pryže

Jaká je struktura styrenbutadienového kaučuku? Fyzikální vlastnosti dané látky jsou determinovány zvláštnostmi její struktury. Když se polymer připraví ozonizací, vytvoří se polymer s nepravidelnou strukturou. V kaučuku jsou monomerní jednotky náhodně distribuovány, molekula má rozvětvený vzhled.

Téměř 80 procent všech odkazů má konfiguraci trans a pouze 20 procent je charakterizováno cis strukturou.

Charakteristiky

Podívejme se na butadien-styrenový kaučuk. Vlastnosti této látky jsou spojeny s vysokou molekulovou hmotností. V průměru, to je 150 000 až 400 000 olejem plněné kaučuky Výrobní technologie zahrnuje výběr materiálů s vysokým indexem relativní molekulové hmotnosti. Tato volba umožňuje eliminovat negativní vliv oleje na kvalitu pryže, udržovat po dlouhou dobu vynikající technologické vlastnosti pryže.

Je možné získat z ethylen-butadien-styrenového kaučuku, strávený proces řetězu pomocí aktivátory, emulgátory, regulátory, a další látky částečně v průběhu reakce přechází do výsledné kaučukové kompozice.

Charakteristické znaky

Popisujeme butadien-styrenový kaučuk. Vzorec této látky označuje, že je odolný vůči mechanickým deformacím, agresivním rozpouštědlům. Pro zvýšení odolnosti proti mrazu a pružnosti kaučuku se sníží množství styrenu ve výchozí směsi. Výsledný polymer se rozpouští v benzinu a aromatických rozpouštědlech.

Co jiného je přidělena butadien-styrenová pryž? Vlastnosti a poměr k koncentrovaným kyselinám, ketonům, alkoholu je stabilní, kromě polymeru má vynikající propustnost pro plyn a vodu. Při zahřátí kaučuku jsou pozorovány závažné strukturální změny, které negativně ovlivňují fyzikálně-mechanické vlastnosti výsledného kaučuku.

Tepelná oxidace při teplotách od 125 ° C způsobuje pokles tuhosti a zničení. Následná oxidace zahrnuje vážné strukturování polymeru ovlivňuje zvýšení jeho tuhosti.

Funkce aplikace

Pro vytvoření gumové směsi se používá butadien-styrenový kaučuk. Vlastnosti, aplikace této reprezentativní třídy dienových uhlovodíků plně odpovídá vlastnostem strukturního vzorce.

Přítomnost postranních řetězců fenylových skupin ovlivňuje zvýšenou odolnost vůči negativním účinkům radiační expozice ve srovnání s jinými odrůdami těchto polymerů.

V kaučukových směsích, které jsou založeny na butadien-styrenového kaučuku s nízkou lepivostí, zvýšená srážlivost během kalandrování a vytlačování. To má negativní dopad na provádění procesů, jakož i v průběhu lepení (montáž) pryžových polotovarů.

Nízkoteplotní kaučuky mají zlepšené technologické vlastnosti, nazývají se "horkými" kaučuky.

Odrůdy kaučuku

Měkké butadien-styrenové nízkoteplotní kaučuky mají nízkou viskozitu, takže nejsou změkčené.

Tuhé kaučuky se vyrábějí v malých množstvích a vystavují se tepelně-oxidační plastifikaci ve vzduchu při teplotě v řádu 1400 ° C za použití aktivátorů procesu ničení.

Nevyplněné vulkanizátory mají nízkou pevnost v tahu. Při poklesu množství vázaného styrenu v polymerní sloučenině se snižuje odpor a odolnost proti oděru, zvyšuje se odolnost proti mrazu a zvyšuje se pružnost.

Sazhenapolnennye (sazemi), vulkanizační butadien-styrenové kaučuky mají vynikající tepelně-izolační vlastnosti odolnost a trvanlivost, ale jsou poněkud horší pružnosti a odolnosti proti deformaci konvenčních pryží. Užitečné vulkanizační činidla mají další odolnost proti koncentrovaným a zředěným kyselinám, alkoholu, zásady, estery. V rozpouštědlech z kaučuku bobtnají.

Všechny výsledných polymerů používaných při výrobě pneumatik, vyrábět různé non-lisovaných a tvarovaných předmětů. Například, butadien-styrenového kaučuku dopravní pásy jsou vyrobeny pro produkci dřeva, výrobě gumové obuvi. V souvislosti se zvýšenou odolností proti záření se tyto kaučuky používají při výrobě kaučuku, který má optimální odolnost proti záření gama.

Pro výrobu výrobků charakterizovaných vynikajícími vlastnostmi odolnými proti mrazu se používají suroviny s minimálním obsahem styrenu.

Charakteristika butadien-styrenových kaučuků polymerace roztoků

V domácím průmyslu se zřizuje výroba styren-butadienového kaučuku z polymerace v roztoku s různým obsahem styrenu:

• RSCC-10.
• RSCC-25.
• RKSK-18.
• DSSK-50.
• DSSK-25D (má zvýšené dielektrické vlastnosti).

Na trhu je také kaučuk, který obsahuje mikrobloky aromatického styrenu, určený pro zpracování odlitků.

Kromě toho existují také oleje naplněné gumové roztoky, které obsahují až 27% oleje. Kvůli polymerizaci v roztoku v přítomnosti organolithných katalyzátorů jsou regulovány hlavní parametry molekulární struktury:

• řetězové větvení;
• molekulová hmotnost;
• makrostruktura.

Základní charakteristikou těchto kaučuků je podstatná přítomnost samotného polymeru (až 98%), minimálního množství nečistot. Polymery mají lineární strukturu ve srovnání s butadien-styrenovými emulzními kaučuky.

Výsledné polymerní materiály mají vyšší plasticitu, odolnost proti opotřebení, odolnost proti mrazu, zvýšenou odolnost proti praskání. Zaznamenáváme také vysokou dynamickou odolnost těchto materiálů. Při menším smrštění mají vyšší viskozitu Mooney, protože makromolekuly mají lineární strukturu, jsou schopny plnit velké množství sazí (saze) a olej, aniž by nepříznivě ovlivňovaly mechanické a fyzikální vlastnosti vulkanizátorů.

Existují některé technologické výhody při výrobě roztokových kaučuků ve srovnání s variantami emulzí, ale existuje mnohem větší nároky na čistotu používaných monomerů. Kaučukové polymerační roztoky se používají v průmyslu pneumatik, vytvářejí silné dopravní pásy, podešve pro boty, gumové rukávy, řadu pryžových dílů. Počáteční komponenty pro výrobu polymerních materiálů tohoto typu jsou styren a bouadien-1,3. Kaučuky se připravují roztokovou nebo emulzní kopolymerací.

V moderní výrobě je nejen výroba neplněné gumárenské technologie, ale také zahájena výroba polymerů, které jsou přítomny v kompozici pryskyřice, saze, oleje. Ze všech vyráběných polymerních materiálů tvoří butadien-styrenový kaučuk více než polovinu všech výrobních kapacit.

Důvodem této stupnice je vysoká homogenita fyzikálních a chemických vlastností produktu, dostupnost počátečních monomerů (styren a butadien) a zavedená technologická linka.

Větší hmotnost styren-butadienového kaučuku v moderní výrobě získaného emulzní kopolymerace styrenu a butadienu.

Klasifikace kaučuků podle struktury

Vzhledem k tomu, podmínky polymerace a složení použitých komponent uspořádaných výrobu styren-butadienové kaučuky, které se liší ve složení a vlastnosti. Povoleno statistické, nepravidelné rozložení strukturních jednotek styrenu a butadienu v makromolekuly.

Jak je teplota snížena, redukuje se kvantitativní obsah frakcí s nízkou molekulovou hmotností v kaučuku. Kromě toho dochází ke snížení strukturního větvení, ke zvýšení pravidelné struktury polymeru, což pozitivně ovlivňuje technické a provozní vlastnosti hotového výrobku.

Při vývoji domácí výroby syntetických materiálů důležité bylo vytvořit výrobní butadien-styrenové materiály, polymerací radikálovým mechanismem. V současné době se tyto materiály vysoké kvality a za přijatelnou cenu produkovat rostliny Krasnojarsku, Omsk, Togliatti, Sterlitamak, Voroněže.

Technologické funkce

Je-li to žádoucí, je možné získat polymer s určitými parametry. Například s danou průměrnou molekulovou hmotností, která je regulována, protože polymerace probíhá zavedením regulátorů schopných přenosu řetězců. Jak kvantitativní obsah regulátorů stoupá, molekulová hmotnost polymeru se snižuje.

To, co může být považováno jako emulgátory, vhodné pro výrobu stabilních emulzí monomerů, a pro výrobu výsledných produktů polymerace, latexů? Hlavní chemické složky považovány za draselné nebo sodné soli mastných syntetických karboxylových kyselin, hydrogenovaná kalafuna a soli alkisulfonatov.

Při výběru pryskyřice je nejprve podrobena speciální léčbě. V procesu disproporcionační, když je katalyzátor (paládium), získává vlastnosti požadované pro kaučuky procesního řetězce.

Výrobní kráječ

Pro kopolymeraci se používá polymerová baterie. Při přípravě nabité směsi předem vysušeného styrenu, butadienu a rozpouštědla (to může být cyklohexan) v poměru 5: 1. Dále jsou komponenty počátečního náboje přiváděny do membránového mixéru pro vysoce kvalitní míchání. Pak je směrována na chemické jemné čištění z různých jemných nečistot.

Zařízení je napájeno sloučeninami organolithia, titruje se při teplotě 25 ° C po dobu 20 minut. Stupeň čistění je určen barvou náplně. Pokud nejsou žádné nečistoty, má směs lehce hnědou barvu. Před polymerací se náboj smísí s katalyzátorem, polárními přísadami.

Proces se provádí v baterii, která se skládá ze tří standardních přístrojů, a to postupným podáváním náboje. Teplota uvnitř polymerizátorů se udržuje v rozmezí od 50 do 80 ° C. Průměrná doba trvání celého chemického procesu je 6 hodin.

Závěr

V každé oblasti života a aktivitě včasného člověka jsou nalezeny materiály, které jsou na bázi styren-butadienové pryže. Nejdříve si všimneme vytvoření gumových podešví pro boty, gumové pneumatiky, různé hadice.

Tyto statistické kopolymery styrenu a butadienu se široce používá k vytvoření elektrických izolačních materiálů, různých výrobků pro automobilový průmysl, včetně vytváření vysoce kvalitních pneumatik. Inovativní technologie, které používají pokročilé výrobců styren-butadienové kaučuky, aby mohly vytvořit produkty s požadovanými fyzikálně-chemických parametrů, požadovaných výkonnostních charakteristik.

Mezi charakteristiky této výroby je patrné použití vysoce kvalitních katalyzátorů. V závislosti na struktuře syntetických kaučuků se podstatně liší trvání procesu jejich výroby, stejně jako konečné náklady na pryžové výrobky vyrobené na bázi kaučuku.