Stireen-butadieen-rubber word beskou as een van die mees gebruikte opsies vir polimeriese materiale. Dit is geskik om bande en ander rubberprodukte met hoë geh alte te maak.
Die genoemde polimeermateriaal word van goedkoop grondstowwe vervaardig, en die vervaardigingstegnologie daarvan word as redelik bekostigbaar beskou, met 'n duidelike algoritme van aksies. Die resulterende stireen-butadieenrubber het uitstekende werkverrigting en chemiese eienskappe. Dit word in aansienlike volumes vervaardig en word deur die vervaardiger in 'n wye reeks aangebied.
Grondstowwe vir produksie
Kom ons kyk van naderby na die vervaardiging van stireen-butadieen-rubbers. As grondstof vir hierdie polimeriese materiaal word butadieen-1, 3 of alfa-metielstyreen gekies. Kry stireen-butadieenrubber deur oplossingstegnologie of emulsiekopolimerisasie. In die tweede metode word stireen-butadieen oplossing rubbers gevorm.
Emulsiepolimerisasie
Hoe word stireenbutadieenrubber vervaardig? Die reaksie behels die kopolimerisasie van stireen enbutadieen in emulsie. Die eindproduk wat uit hierdie interaksie voortspruit, word stireen-butadieenrubber (SBR) genoem.
Tans vervaardig die plaaslike rubberbedryf 'n verskeidenheid polimeerprodukte wat op hierdie chemiese middel gebaseer is.
Hoe word stireenbutadieenrubber geklassifiseer? Vervaardigers bied die volgende opsies:
- rubbers wat nie olie bevat nie (SKS-ZOARK);
- materiale met 'n gemiddelde persentasie olie (SKM-ZOLRKM-15);
- met verhoogde hoeveelheid olie (SKS-ZODRKM-27);
- met uitstekende diëlektriese eienskappe (SKS-ZOARPD).
Spesifieke benaming
Die eerste syfers in die bogenoemde name vertel van die kwantitatiewe inhoud van stireen in die aanvanklike lading wat vir die polimerisasieproses gekies is:
- "A" behels die implementering van die proses van lae-temperatuur polimerisasie (nie meer as +5 grade nie).
- Die "M" dui aan dat dit olie bevat, nie net stireen nie.
- Stireen-butadieenrubber met die letter "P" vertel van die polimerisasiereaksie sonder die teenwoordigheid van 'n reguleerder.
- "K" dui op die gebruik van kolofonium-emulgator in die vervaardiging van rubber.
- Die letter "P" simboliseer die materiaal wat verkry word in die teenwoordigheid in die aanvanklike mengsel van soute van vetterige, sintetiese sure, wat produkte is van gedeeltelike oksidasie van versadigde paraffiene.
Wat kenmerk stireenbutadieenrubber? Die voorbereiding daarvan is gebaseer op die polimerisasieproses,wat selfs aan hoërskoolleerlinge wat in omvattende skole en kolleges studeer, bekend is.
Dus, vir die vervaardiging van tongrubber in die industrie, word harsgevulde styreen-butadieenrubber gebruik, waarvan die formule nie verskil van die gewone dieenkoolwaterstof nie. Rubbers wat op die basis van stireen-butadieenhars vervaardig word, het verhoogde weerstand teen meganiese skuur en goeie leeragtige eienskappe.
Voer die proses van emulsiepolimerisasie op 'n spesiale industriële aanleg uit. Wat kenmerk hierdie stireenbutadieenrubber? Die ontvangs daarvan word volgens 'n duidelike en bewese tegnologie uitgevoer. Die gemiddelde duur van 'n chemiese reaksie is 12-15 uur. Nadat polimerisasie voltooi is, word 'n latex gevorm, wat ongeveer 30-35 persent van die polimeerstof bevat. Neon D. word by latex gevoeg as 'n antioksidant
Uit latex word rubber vervaardig deur elektroliete wat swaelsuur bevat, te stol. Gegewe dat harsolie en seep gebaseer op sintetiese vetsure as emulgatoren dien, word benewens stolling ook die vorming van vetsure waargeneem, wat 'n positiewe uitwerking op die tegnologiese eienskappe van die finale produk het.
Danksy die byvoeging van swaelsuur word die seep in vrye organiese sure omgeskakel, die koagulasie van die latex is voltooi en stireen-butadieenrubber word gevorm. Die gebruik van die voltooide materiaal is veelsydig, afhangende van die tipe produksie. Basies is rubberalgemene grondstof in die chemiese industrie.
Struktuur van rubber
Wat is die struktuur van stireenbutadieenrubber? Die fisiese eienskappe van 'n gegewe stof word bepaal deur die kenmerke van sy struktuur. By ontvangs van die polimeer deur osonering word 'n polimeer met 'n onreëlmatige struktuur gevorm. In rubber is monomere eenhede ewekansig versprei, die molekule het 'n vertakte vorm.
Amper 80 persent van alle eenhede is trans, en slegs 20 persent is cis.
Kenmerke
Kom ons ontleed stireenbutadieenrubber. Die eienskappe van hierdie stof word geassosieer met sy hoë molekulêre gewig. Gemiddeld is dit 150 000-400 000. En die tegnologie vir die vervaardiging van oliegevulde rubbers behels die keuse van materiale met 'n hoë relatiewe molekulêre gewig. Hierdie opsie laat jou toe om die negatiewe impak van olie op die kwaliteit van rubber uit te skakel, om uitstekende tegnologiese eienskappe van rubber vir 'n lang tydperk te handhaaf.
Dit is moontlik om stireen-butadieen-rubber uit etileen te verkry deur 'n tegnologiese ketting te lei met behulp van aktiveerders, emulgatoren, reguleerders, sowel as ander stowwe, gedeeltelik in die proses van interaksie wat oorgaan in die samestelling van die resulterende rubber.
Ontskeiende kenmerke
Kom ons karakteriseer stireen-butadieenrubber. Die formule van hierdie stof dui aan dat dit bestand is teen meganiese vervorming, aggressiewe oplosmiddels. Om rypweerstand en elastisiteit te verhoogrubber verminder die hoeveelheid stireen in die aanvanklike mengsel. Die resulterende polimeer los in petrol en aromatiese oplosmiddels op.
Wat anders laat styreenbutadieenrubber uitstaan? Eienskappe en verhouding tot gekonsentreerde sure, ketone, alkohol is stabiel, boonop het die polimeer uitstekende gas- en waterdeurlaatbaarheid. Tydens die verhitting van rubber word ernstige strukturele veranderinge waargeneem, wat die fisiese en meganiese eienskappe van die resulterende rubber negatief beïnvloed.
Termiese oksidasie by temperature bo 125 °C veroorsaak 'n afname in styfheid en vernietiging. Daaropvolgende oksidasie impliseer 'n ernstige strukturering van die polimeer, beïnvloed die toename in sy styfheid.
Toepassingkenmerke
Stireen-butadieen-rubber word gebruik om 'n rubberverbinding te skep. Eienskappe, toepassing van hierdie verteenwoordiger van die klas dieenkoolwaterstowwe stem ten volle ooreen met die kenmerke van sy struktuurformule.
Die teenwoordigheid van sy-fenielgroepe beïnvloed die verhoogde weerstand teen die negatiewe effekte van bestralingsblootstelling in vergelyking met ander variëteite van hierdie polimere.
Rubberverbindings, wat op die basis van stireen-butadieenrubber gemaak word, het 'n lae klewerigheid, verhoogde krimp tydens kalander en ekstrusie. Dit het 'n negatiewe uitwerking op die implementering van tegnologiese prosesse, asook tydens die gom (samestelling) van rubberblankes.
Lae-temperatuur rubbers het verbeterde tegnologiese eienskappe, word hulle genoem"warm" rubbers.
Variëteite van rubbers
Sagte stireen-butadieen lae-temperatuur rubbers het 'n lae viskositeit, so hulle is nie geplastiseer nie.
Styf rubbers word in klein hoeveelhede geproduseer, wat dit aan termo-oksidatiewe plastisering in lug by 'n temperatuur van ongeveer 1400 °C onderwerp deur gebruik te maak van afbraakprosesaktiveerders.
Ongevulde vulkaniseerders het lae treksterkte. Met 'n afname in die hoeveelheid gebonde stireen in die polimeerverbinding, neem weerstand en skuurweerstand af, rypweerstand verhoog en elastisiteit neem toe.
Swartgevulde (met koolstofswart) stireen-butadieen-rubbervulkaniseerders het uitstekende parameters in terme van hitteweerstand en slytasieweerstand, maar tot 'n mate is hulle minderwaardig in elastisiteit en vervormingsweerstand teenoor konvensionele rubbers. Gebruikte vulkaniseerders het bykomende weerstand teen gekonsentreerde en verdunde sure, alkohole, alkalieë, eters. Hulle swel in rubberoplosmiddels.
Alle verkrygde polimere word gebruik in die vervaardiging van bande, die vervaardiging van 'n verskeidenheid nie-gevormde en gevormde produkte. Byvoorbeeld, stireen-butadieenrubber word gebruik om vervoerbande vir houtproduksie te maak, en rubberskoene word vervaardig. As gevolg van die verhoogde stralingsweerstand word al hierdie rubbers gebruik in die vervaardiging van rubbers wat optimale weerstand teen gammastraling het.
Vir die vervaardiging van produkte met uitstekende rypbestande eienskappe, word grondstowwe gebruik, inwat 'n minimum inhoud van stireen bevat.
Karakterisering van oplossing polimerisasie styreenbutadieen rubbers
In die binnelandse bedryf is die produksie van stireen-butadieenrubbers van oplossingspolimerisasie met verskillende stireeninhoude van stapel gestuur:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (het verbeterde diëlektriese eienskappe).
Daar is ook rubber te koop, wat aromatiese stireen-mikroblokke insluit, bedoel vir gietverwerking.
Boonop is daar olie-gevulde oplossing polimerisasie rubbers wat tot 27% olie bevat. Danksy oplossingspolimerisasie word die hoofparameters van die molekulêre struktuur in die teenwoordigheid van organolithium-katalisatore aangepas:
- kettingtakke;
- molekulêre gewig;
- makrostrukture.
Besonderse kenmerke van sulke rubbers is die beduidende teenwoordigheid van die polimeer self (tot 98%), die minimum hoeveelheid onsuiwerhede. Polimere het 'n lineêre struktuur in vergelyking met stireen-butadieen emulsie rubbers.
Die resulterende polimeermateriaal het hoër rekbaarheid, slytasieweerstand, rypweerstand en verhoogde weerstand teen krake. Ons let ook op die hoë dinamiese uithouvermoë van hierdie materiale. Met minder krimping het hulle 'n hoër Mooney-viskositeit, aangesien makromolekules 'n lineêre struktuur het, in staat is om te vul met 'n groot aantalroet (koolstofswart) en olie sonder om die meganiese en fisiese eienskappe van vulkaniseerders nadelig te verander.
Daar is 'n paar tegnologiese voordele in die vervaardiging van oplossingsrubbers in vergelyking met emulsie-opsies, maar daar is baie meer vereistes vir die suiwerheid van die monomere wat gebruik word. Oplossingspolimerisasierubbers word in die bandbedryf gebruik om duursame vervoerbande, skoensole, rubbermoue en talle rubberonderdele te skep. Styreen en buadieen-1, 3 word beskou as aanvanklike komponente vir die vervaardiging van polimeriese materiale van hierdie tipe Rubbers word verkry deur oplossing of emulsie-kopolimerisasie.
In moderne produksie word nie net die tegnologie van die vervaardiging van ongevulde rubbers gebruik nie, maar ook die produksie van polimere, wat harse, koolstofswart en olie bevat, is gevestig. Onder alle polimeriese materiale wat vervaardig word, maak styreen-butadieenrubber meer as die helfte van alle produksiekapasiteit uit.
Die rede vir hierdie skaal is die hoë homogeniteit van die fisiese en chemiese eienskappe van die vervaardigde produk, die beskikbaarheid van die beginmonomere (stireen en butadieen), asook die goed gevestigde produksielyn.
'n Groot massa stireen-butadieenrubber in moderne produksie word verkry deur emulsiekopolimerisasie van stireen en butadieen.
Klassifikasie van rubbers volgens struktuur
Met inagneming van die toestande van polimerisasie en die samestelling van die komponente wat gebruik word, word die produksie van stireen-butadieen rubbers, wat verskil ineienskappe en samestelling. 'n Statistiese, onreëlmatige verspreiding van die strukturele eenhede van stireen en butadieen in die makromolekule word toegelaat.
Met dalende temperatuur word 'n afname in die kwantitatiewe inhoud van lae molekulêre gewigsfraksies in die geskepde rubber waargeneem. Daarbenewens is daar 'n afname in strukturele vertakking, 'n toename in die gereelde struktuur van die polimeer, wat die tegniese en operasionele eienskappe van die voltooide produk positief beïnvloed.
In die ontwikkeling van die binnelandse produksie van sintetiese materiale was 'n belangrike punt die vestiging van die produksie van stireen-butadieen materiale deur radikale polimerisasie. Tans word sulke materiale van hoë geh alte en teen 'n bekostigbare prys by fabrieke in Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh vervaardig.
Tegnologiekenmerke
As jy wil, kan jy 'n polimeer met sekere parameters kry. Byvoorbeeld, met 'n gegewe gemiddelde molekulêre gewig, wat tydens polimerisasie beheer word deur reguleerders wat in staat is tot kettingoordrag in te voer. Soos die kwantitatiewe inhoud van reguleerders toeneem, word 'n afname in die molekulêre gewig van die polimeer waargeneem.
Wat kan beskou word as emulgatoren wat geskik is vir die vervaardiging van stabiele emulsies van monomere, sowel as vir die skepping van finale polimerisasieprodukte, latekse? Kalium- of natriumsoute van vetterige sintetiese karboksielsure, gehidrogeneerde kolofonium, sowel as soute van alkielsulfonate word as die hoof chemiese komponente beskou.
Wanneer jy kolofonie kies, moet dit eersaan spesiale behandeling onderwerp word. In die proses van disproporsionering met 'n katalisator (palladium), verkry dit die eienskappe wat nodig is vir die tegnologiese ketting van rubberproduksie.
Produksiebesonderhede
Om kopolimerisasie uit te voer, word 'n battery polimeriseerders gebruik. Wanneer die mengsel voorberei word, word gesuiwerde en voorafgedroogde stireen, butadieen, oplosmiddel (dit kan sikloheksaan wees) in 'n verhouding van 5/1 gemeng. Vervolgens word die komponente van die oorspronklike lading in 'n diafragmamenger gevoer vir meng van hoë geh alte. Dan word die mengsel gestuur vir chemiese fyn suiwering van verskeie klein onsuiwerhede.
Die apparaat word gevoer met organolithiumverbindings, getitreer by 25 °C vir 20 minute. Die graad van suiwering word bepaal deur die kleur van die lading. As daar geen onsuiwerhede is nie, het die mengsel 'n effens bruin kleur. Voor polimerisasie word die mengsel met 'n katalisator, polêre bymiddels gemeng.
Die proses word uitgevoer in 'n battery, wat bestaan uit drie standaard toestelle, deur opeenvolgende toevoer van die lading. Die temperatuur binne die polimeriseerders word in die reeks van 50 tot 80 °C gehandhaaf. Die gemiddelde duur van die hele chemiese proses is 6 uur.
Gevolgtrekking
In enige lewensfeer en aktiwiteit van 'n tydige persoon, is daar materiale gebaseer op styreen-butadieenrubber. Eerstens let ons op die skepping van rubbersole vir skoene, motor-rubberbande, verskeie waterslange.
Statistiese kopolimere van stireen enbutadieen word wyd gebruik in die skepping van elektriese isolerende materiale, 'n verskeidenheid produkte vir die motorbedryf, insluitend die skepping van hoëgeh alte bande. Innoverende tegnologieë wat deur moderne vervaardigers van stireen-butadieen-rubbers gebruik word, stel hulle in staat om produkte te skep met gespesifiseerde fisiese en chemiese parameters en verlangde werkverrigting-eienskappe.
Onder die kenmerke van hierdie produksie, let ons op die gebruik van hoë kwaliteit katalisators. Afhangende van die struktuur van die gesintetiseerde rubbers, verskil die duur van die proses van hul skepping, sowel as die finale koste van rubberprodukte wat op die basis van rubber vervaardig word, aansienlik.
