Ang Styrene-butadiene rubber ay itinuturing na isa sa mga pinaka ginagamit na opsyon para sa polymeric na materyales. Ito ay angkop para sa paggawa ng mga gulong at iba pang produktong goma na may mataas na kalidad.
Ang pinangalanang polymeric na materyal ay ginawa mula sa murang hilaw na materyales, at ang teknolohiyang pagmamanupaktura nito ay itinuturing na medyo abot-kaya, na may malinaw na algorithm ng mga aksyon. Ang nagreresultang styrene-butadiene rubber ay may mahusay na pagganap at mga kemikal na katangian. Ginagawa ito sa malalaking volume at ipinakita ng manufacturer sa malawak na hanay.
Mga hilaw na materyales para sa produksyon
Tingnan natin ang paggawa ng styrene-butadiene rubbers. Bilang isang feedstock para sa polymeric na materyal na ito, ang butadiene-1, 3 o alpha-methylstyrene ay pinili. Kumuha ng styrene-butadiene rubber sa pamamagitan ng teknolohiya ng solusyon o emulsion copolymerization. Sa pangalawang paraan, nabubuo ang styrene-butadiene solution rubbers.
Emulsion polymerization
Paano ginagawa ang styrene butadiene rubber? Ang reaksyon ay nagsasangkot ng copolymerization ng styrene atbutadiene sa emulsion. Ang huling produkto na nagreresulta mula sa pakikipag-ugnayang ito ay tinatawag na styrene-butadiene rubber (SBR).
Sa kasalukuyan, ang domestic rubber industry ay gumagawa ng iba't ibang polymer na produkto batay sa kemikal na ito.
Paano nauuri ang styrene butadiene rubber? Nag-aalok ang mga tagagawa ng mga sumusunod na opsyon:
- goma na walang langis (SKS-ZOARK);
- material na may average na porsyento ng langis (SKM-ZOLRKM-15);
- na may tumaas na dami ng langis (SKS-ZODRKM-27);
- na may mahuhusay na dielectric na katangian (SKS-ZOARPD).
Spesipikong pagpapangalan
Ang mga unang digit sa mga pangalan sa itaas ay nagsasabi tungkol sa dami ng nilalaman ng styrene sa unang singil na pinili para sa proseso ng polymerization:
- Ang "A" ay nagsasangkot ng pagpapatupad ng proseso ng low-temperature polymerization (hindi hihigit sa +5 degrees).
- Isinasaad ng "M" na naglalaman ito ng langis, hindi lang styrene.
- Styrene-butadiene rubber na may letrang "P" ay nagsasabi tungkol sa polymerization reaction nang walang pagkakaroon ng regulator.
- "K" ay nagpapahiwatig ng paggamit ng rosin emulsifier sa paggawa ng goma.
- Ang titik na "P" ay sumasagisag sa materyal na nakuha sa presensya sa paunang pinaghalong mga asin ng mataba, mga sintetikong acid, na mga produkto ng bahagyang oksihenasyon ng mga saturated na paraffin.
Ano ang katangian ng styrene butadiene rubber? Ang paghahanda nito ay batay sa proseso ng polimerisasyon,na pamilyar kahit sa mga mag-aaral sa high school na nag-aaral sa mga komprehensibong paaralan at kolehiyo.
Kaya, para sa produksyon ng nag-iisang goma sa industriya, ginagamit ang resin-filled styrene-butadiene rubber, na ang formula nito ay hindi naiiba sa karaniwang diene hydrocarbon. Ang mga goma na ginawa batay sa styrene-butadiene resin ay nagpapataas ng resistensya sa mekanikal na abrasion at magandang katangiang parang balat.
Isagawa ang proseso ng emulsion polymerization sa isang espesyal na planta ng industriya. Ano ang katangian nitong styrene butadiene rubber? Ang pagtanggap nito ay isinasagawa ayon sa isang malinaw at napatunayang teknolohiya. Ang average na tagal ng isang kemikal na reaksyon ay 12-15 na oras. Matapos makumpleto ang polimerisasyon, nabuo ang isang latex, na naglalaman ng humigit-kumulang 30-35 porsiyento ng sangkap na polimer. Idinagdag ang Neon D. sa latex bilang antioxidant
Mula sa latex, ang goma ay nagagawa sa pamamagitan ng coagulation ng mga electrolyte na naglalaman ng sulfuric acid. Dahil ang rosin oil at sabon batay sa mga sintetikong fatty acid ay kumikilos bilang mga emulsifier, bilang karagdagan sa coagulation, ang pagbuo ng mga fatty acid ay sinusunod din, na may positibong epekto sa mga teknolohikal na katangian ng tapos na produkto.
Salamat sa pagdaragdag ng sulfuric acid, ang sabon ay na-convert sa libreng organic acids, ang coagulation ng latex ay nakumpleto at ang styrene-butadiene rubber ay nabuo. Ang paggamit ng natapos na materyal ay multifaceted, depende sa uri ng produksyon. Talaga ang goma aykaraniwang hilaw na materyal sa industriya ng kemikal.
Istruktura ng goma
Ano ang istraktura ng styrene butadiene rubber? Ang mga pisikal na katangian ng isang naibigay na sangkap ay tinutukoy ng mga tampok ng istraktura nito. Sa pagtanggap ng polimer sa pamamagitan ng ozonation, nabuo ang isang polimer ng isang hindi regular na istraktura. Sa goma, ang mga monomeric unit ay random na ipinamamahagi, ang molekula ay may branched form.
Halos 80 porsiyento ng lahat ng unit ay trans, at 20 porsiyento lang ang cis.
Mga Tampok
Suriin natin ang styrene butadiene rubber. Ang mga katangian ng sangkap na ito ay nauugnay sa mataas na molekular na timbang nito. Sa karaniwan, ito ay 150,000-400,000. At ang teknolohiya para sa paggawa ng mga rubber na puno ng langis ay nagsasangkot ng pagpili ng mga materyales na may mataas na kamag-anak na molekular na timbang. Binibigyang-daan ka ng opsyong ito na alisin ang negatibong epekto ng langis sa kalidad ng goma, upang mapanatili ang mahusay na mga teknolohikal na katangian ng goma sa mahabang panahon.
Posibleng makakuha ng styrene-butadiene rubber mula sa ethylene sa pamamagitan ng pagsasagawa ng teknolohikal na kadena gamit ang mga activator, emulsifier, regulator, pati na rin ang iba pang substance, na bahagyang nasa proseso ng interaksyon na dumadaan sa komposisyon ng resultang goma.
Mga Tampok na Nakikilala
Ilarawan natin ang styrene-butadiene rubber. Ang formula ng sangkap na ito ay nagpapahiwatig na ito ay lumalaban sa mekanikal na pagpapapangit, mga agresibong solvents. Upang madagdagan ang frost resistance at pagkalastikobawasan ng goma ang dami ng styrene sa unang timpla. Ang resultang polymer ay natutunaw sa gasolina at mga aromatic solvents.
Ano pa ang nagpapatingkad sa styrene butadiene rubber? Ang mga katangian at kaugnayan sa puro acids, ketones, alkohol ay matatag, bukod pa, ang polimer ay may mahusay na gas at water permeability. Sa panahon ng pag-init ng goma, ang mga seryosong pagbabago sa istruktura ay sinusunod, na negatibong nakakaapekto sa pisikal at mekanikal na mga katangian ng nagreresultang goma.
Ang thermal oxidation sa mga temperaturang higit sa 125 °C ay nagdudulot ng pagbaba sa paninigas at pagkasira. Ang kasunod na oksihenasyon ay nagpapahiwatig ng isang seryosong pagkakaayos ng polimer, nakakaapekto sa pagtaas ng katigasan nito.
Mga feature ng application
Styrene-butadiene rubber ay ginagamit upang lumikha ng rubber compound. Mga katangian, ang paggamit ng kinatawan na ito ng klase ng diene hydrocarbon ay ganap na tumutugma sa mga tampok ng pormula ng istruktura nito.
Ang pagkakaroon ng mga side phenyl group ay nakakaapekto sa tumaas na resistensya sa mga negatibong epekto ng radiation exposure kumpara sa iba pang mga uri ng polymer na ito.
Rubber compounds, na ginawa batay sa styrene-butadiene rubber, ay may mababang lagkit, tumaas na pag-urong sa panahon ng calendering at extrusion. Ito ay negatibong nakakaapekto sa pagpapatupad ng mga teknolohikal na proseso, gayundin sa panahon ng gluing (assembly) ng mga blangko ng goma.
Ang mga low-temperature na goma ay napabuti ang mga teknolohikal na katangian, ang tawag sa kanila"mainit" na goma.
Mga uri ng goma
Ang malambot na styrene-butadiene na low-temperature na goma ay may mababang lagkit, kaya hindi sila naplastikan.
Ang mga matibay na goma ay ginawa sa maliit na dami, na sumasailalim sa mga ito sa thermo-oxidative plasticization sa hangin sa temperatura na humigit-kumulang 1400 °C gamit ang mga degradation process activators.
Ang mga hindi napunong vulcanizer ay may mababang tensile strength. Sa pagbaba ng dami ng bound styrene sa polymer compound, bumababa ang resistance at abrasion resistance, tumataas ang frost resistance, at tumataas ang elasticity.
Black-filled (na may carbon black) styrene-butadiene rubber vulcanizers ay may mahusay na mga parameter sa mga tuntunin ng heat resistance at wear resistance, ngunit sa ilang mga lawak ay mas mababa ang mga ito sa elasticity at deformation resistance sa conventional rubbers. Ang mga ginamit na vulcanizer ay may karagdagang pagtutol sa puro at dilute na mga acid, alkohol, alkalis, eter. Ang mga ito ay namamaga sa mga solvent ng goma.
Ang lahat ng nakuhang polymer ay ginagamit sa paggawa ng mga gulong, ang paggawa ng iba't ibang di-molded at molded na mga produkto. Halimbawa, ang styrene-butadiene rubber ay ginagamit upang gumawa ng mga conveyor belt para sa produksyon ng pag-log, at ang mga rubber shoes ay ginawa. Dahil sa tumaas na radiation resistance, lahat ng rubber na ito ay ginagamit sa paggawa ng mga rubber na may pinakamainam na resistensya sa gamma radiation.
Para sa paggawa ng mga produktong may mahusay na frost-resistant na katangian, ginagamit ang mga hilaw na materyales, sana naglalaman ng pinakamababang nilalaman ng styrene.
Pagsasalarawan ng solusyon polymerization styrene butadiene rubber
Sa domestic na industriya, ang paggawa ng styrene-butadiene rubbers ng solution polymerization na may iba't ibang styrene content ay inilunsad:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (may pinahusay na dielectric na katangian).
Mayroon ding ibinebentang goma, na kinabibilangan ng mga aromatic styrene microblock, na nilayon para sa pagproseso ng cast.
Bukod dito, may mga oil-filled solution na polymerization rubber na naglalaman ng hanggang 27% na langis. Salamat sa polymerization ng solusyon, sa pagkakaroon ng mga organolithium catalysts, ang mga pangunahing parameter ng molekular na istraktura ay nababagay:
- chain branches;
- molecular weight;
- macrostructures.
Ang mga natatanging katangian ng naturang mga rubber ay ang makabuluhang presensya ng polymer mismo (hanggang 98%), ang pinakamababang halaga ng mga impurities. Ang mga polymer ay may linear na istraktura kumpara sa styrene-butadiene emulsion rubbers.
Ang mga nagreresultang polymer na materyales ay may mas mataas na ductility, wear resistance, frost resistance, at mas mataas na resistensya sa crack. Napansin din namin ang mataas na dinamikong pagtitiis ng mga materyales na ito. Sa mas kaunting pag-urong, mayroon silang mas mataas na lagkit ng Mooney, dahil ang mga macromolecule ay may isang linear na istraktura, ay maaaring punan ng isang malaking bilang.soot (carbon black) at langis nang hindi binabago ang mekanikal at pisikal na katangian ng mga vulcanizer.
May ilang teknolohikal na bentahe sa paggawa ng mga solusyong rubber kumpara sa mga opsyon sa emulsion, ngunit marami pang kinakailangan para sa kadalisayan ng mga monomer na ginamit. Ang mga solusyon sa polymerization rubber ay ginagamit sa industriya ng gulong upang lumikha ng matibay na conveyor belt, soles ng sapatos, manggas ng goma, at maraming bahagi ng goma. Ang styrene at buadiene-1, 3 ay itinuturing na mga paunang bahagi para sa paggawa ng mga polymeric na materyales ng ganitong uri. Ang mga goma ay nakukuha sa pamamagitan ng solusyon o emulsion copolymerization.
Sa modernong produksyon, hindi lamang ang teknolohiya ng paggawa ng mga hindi napunong goma ang ginagamit, kundi pati na rin ang produksyon ng mga polymer, na naglalaman ng mga resin, carbon black, at langis, ay naitatag. Sa lahat ng polymeric na materyales na ginawa, ang styrene-butadiene rubber ay nagkakahalaga ng higit sa kalahati ng lahat ng kapasidad ng produksyon.
Ang dahilan ng sukat na ito ay ang mataas na homogeneity ng pisikal at kemikal na mga katangian ng ginawang produkto, ang pagkakaroon ng mga panimulang monomer (styrene at butadiene), pati na rin ang mahusay na itinatag na linya ng produksyon.
Ang malaking masa ng styrene-butadiene rubber sa modernong produksyon ay nakukuha sa pamamagitan ng emulsion copolymerization ng styrene at butadiene.
Pag-uuri ng mga rubber ayon sa istraktura
Isinasaalang-alang ang mga kondisyon ng polymerization at ang komposisyon ng mga sangkap na ginamit, ang paggawa ng styrene-butadiene rubbers, na naiiba samga katangian at komposisyon. Pinapayagan ang istatistika, hindi regular na pamamahagi ng mga istrukturang unit ng styrene at butadiene sa macromolecule.
Sa pagbaba ng temperatura, ang pagbaba sa quantitative na nilalaman ng mga mababang molekular na bigat na fraction sa ginawang goma ay sinusunod. Bilang karagdagan, mayroong pagbaba sa structural branching, isang pagtaas sa regular na istraktura ng polymer, na positibong nakakaapekto sa teknikal at pagpapatakbo ng mga katangian ng tapos na produkto.
Sa pagbuo ng domestic production ng mga sintetikong materyales, isang mahalagang punto ay ang pagtatatag ng produksyon ng mga styrene-butadiene na materyales sa pamamagitan ng radical polymerization. Sa kasalukuyan, ang mga naturang materyales na may mataas na kalidad at sa abot-kayang presyo ay ginagawa sa mga pabrika sa Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Mga Tampok ng Teknolohiya
Kung ninanais, maaari kang makakuha ng polymer na may ilang partikular na parameter. Halimbawa, na may ibinigay na average na molekular na timbang, na kinokontrol sa panahon ng polimerisasyon sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga regulator na may kakayahang maglipat ng chain. Habang tumataas ang dami ng nilalaman ng mga regulator, ang pagbaba sa molecular weight ng polymer ay naobserbahan.
Ano ang maaaring ituring bilang mga emulsifier na angkop para sa paggawa ng mga matatag na emulsyon ng mga monomer, gayundin para sa paglikha ng mga panghuling produktong polymerization, mga latex? Potassium o sodium s alts ng fatty synthetic carboxylic acids, hydrogenated rosin, pati na rin ang mga s alts ng alkylsulfonates ay itinuturing na mga pangunahing sangkap ng kemikal.
Kapag pumipili ng rosin, dapat ito munasumailalim sa espesyal na paggamot. Sa proseso ng disproportionation sa isang catalyst (palladium), nakukuha nito ang mga katangiang kinakailangan para sa teknolohikal na chain ng produksyon ng goma.
Mga detalye ng produksyon
Upang magsagawa ng copolymerization, isang baterya ng polymerizer ang ginagamit. Kapag inihahanda ang pinaghalong, ang purified at pre-dried styrene, butadiene, solvent (maaaring ito ay cyclohexane) ay halo-halong sa isang ratio na 5/1. Susunod, ang mga bahagi ng orihinal na singil ay inilalagay sa isang diaphragm mixer para sa mataas na kalidad na paghahalo. Pagkatapos ay ipapadala ang timpla para sa chemical fine purification mula sa iba't ibang maliliit na dumi.
Ang apparatus ay pinapakain ng mga organolithium compound, na na-titrate sa 25 °C sa loob ng 20 minuto. Ang antas ng paglilinis ay tinutukoy ng kulay ng singil. Kung walang mga impurities, ang halo ay may bahagyang kayumanggi na kulay. Bago ang polymerization, hinahalo ang mixture sa isang catalyst, polar additives.
Ang proseso ay isinasagawa sa isang baterya, na binubuo ng tatlong karaniwang device, sa pamamagitan ng sunud-sunod na supply ng charge. Ang temperatura sa loob ng mga polymerizer ay pinananatili sa saklaw mula 50 hanggang 80 °C. Ang average na tagal ng buong proseso ng kemikal ay 6 na oras.
Konklusyon
Sa anumang larangan ng buhay at aktibidad ng isang napapanahong tao, may mga materyales na batay sa styrene-butadiene rubber. Una sa lahat, napapansin namin ang paglikha ng rubber soles para sa sapatos, gulong ng goma ng sasakyan, iba't ibang watering hose.
Statistical copolymer ng styrene atAng butadiene ay malawakang ginagamit sa paglikha ng mga de-koryenteng insulating materyales, iba't ibang mga produkto para sa industriya ng automotive, kabilang ang paglikha ng mga de-kalidad na gulong. Ang mga makabagong teknolohiyang ginagamit ng mga modernong tagagawa ng styrene-butadiene rubber ay nagbibigay-daan sa kanila na lumikha ng mga produkto na may tinukoy na pisikal at kemikal na mga parameter at ninanais na mga katangian ng pagganap.
Kabilang sa mga tampok ng produksyon na ito, napapansin namin ang paggamit ng mga de-kalidad na catalyst. Depende sa istraktura ng mga synthesized na goma, ang tagal ng proseso ng kanilang paglikha, pati na rin ang huling halaga ng mga produktong goma na ginawa batay sa goma, ay malaki ang pagkakaiba.
