A sztirol-butadién gumi a polimer anyagok egyik leggyakrabban használt opciója. Kiváló minőségű gumiabroncsok és egyéb gumitermékek készítésére alkalmas.
A nevezett polimer anyagot olcsó nyersanyagokból állítják elő, és gyártási technológiája meglehetősen megfizethető, egyértelmű műveleti algoritmussal. A kapott sztirol-butadién gumi kiváló teljesítménnyel és kémiai jellemzőkkel rendelkezik. Jelentős mennyiségben gyártják, és a gyártó széles választékban mutatja be.
Alapanyagok a gyártáshoz
Nézzük meg közelebbről a sztirol-butadién gumik gyártását. E polimer anyag alapanyagául butadién-1, 3 vagy alfa-metilsztirol kerül kiválasztásra. Szerezze be a sztirol-butadién gumit oldattechnológiával vagy emulziós kopolimerizációval. A második módszernél sztirol-butadién oldatos gumik képződnek.
Emulziós polimerizáció
Hogyan készül a sztirol-butadién gumi? A reakció a sztirol kopolimerizációját ésbutadién emulzióban. Az ebből a kölcsönhatásból származó végterméket sztirol-butadién guminak (SBR) nevezik.
Jelenleg a hazai gumiipar számos polimer terméket gyárt ezen a vegyi anyagon.
Hogyan osztályozzák a sztirol-butadién gumit? A gyártók a következő lehetőségeket kínálják:
- olajat nem tartalmazó gumik (SKS-ZOARK);
- átlagos olajszázalékot tartalmazó anyagok (SKM-ZOLRKM-15);
- megnövelt mennyiségű olajjal (SKS-ZODRKM-27);
- kiváló dielektromos jellemzőkkel (SKS-ZOARPD).
Speciális elnevezések
A fenti nevek első számjegyei a polimerizációs folyamathoz kiválasztott kezdeti töltet sztirol mennyiségi mennyiségét jelzik:
- "A" az alacsony hőmérsékletű polimerizációs folyamat végrehajtását jelenti (legfeljebb +5 fok).
- Az "M" azt jelzi, hogy nem csak sztirolt, hanem olajat is tartalmaz.
- A "P" betűvel ellátott sztirol-butadién gumi a polimerizációs reakcióról beszél, szabályozó jelenléte nélkül.
- "K" a gyanta emulgeálószer használatát jelzi a gumigyártásban.
- A "P" betű azt az anyagot szimbolizálja, amelyet zsíros, szintetikus savak sóinak kezdeti keverékében nyernek, amelyek a telített paraffinok részleges oxidációjának termékei.
Mi jellemzi a sztirol-butadién gumit? Előállítása polimerizációs eljáráson alapul,amelyet még az általános iskolákban és főiskolákon tanuló középiskolás diákok is ismernek.
Tehát az ipari talpgumi előállításához gyantával töltött sztirol-butadién gumit használnak, amelynek képlete nem különbözik a szokásos dién szénhidrogéntől. A sztirol-butadién gyanta alapú gumik fokozottan ellenállnak a mechanikai kopásnak és jó bőrszerű tulajdonságokkal rendelkeznek.
Végezze el az emulziós polimerizációs folyamatot egy speciális ipari üzemben. Mi jellemzi ezt a sztirol-butadién gumit? Átvétele egyértelmű és bevált technológia szerint történik. A kémiai reakció átlagos időtartama 12-15 óra. A polimerizáció befejezése után latex képződik, amely a polimer anyag körülbelül 30-35 százalékát tartalmazza. A Neon D. antioxidánsként a latexhez adják
A latexből a gumit kénsavat tartalmazó elektrolitok koagulálásával állítják elő. Tekintettel arra, hogy a gyantaolaj és a szintetikus zsírsav alapú szappan emulgeálószerként működik, a koaguláció mellett zsírsavak képződése is megfigyelhető, amelyek pozitívan befolyásolják a késztermék technológiai tulajdonságait.
A kénsav hozzáadásának köszönhetően a szappan szabad szerves savakká alakul, a latex koagulációja teljessé válik, és sztirol-butadién gumi képződik. A kész anyag felhasználása a gyártás típusától függően sokrétű. Alapvetően a gumigyakori nyersanyag a vegyiparban.
Gumi szerkezete
Mi a sztirol-butadién gumi szerkezete? Egy adott anyag fizikai tulajdonságait szerkezetének sajátosságai határozzák meg. A polimer ózonozással történő átvételekor szabálytalan szerkezetű polimer képződik. A gumiban a monomer egységek véletlenszerűen oszlanak el, a molekula elágazó formájú.
Az összes egység csaknem 80 százaléka transz, és csak 20 százaléka cisz.
Jellemzők
Elemezzük a sztirol-butadién gumit. Ennek az anyagnak a tulajdonságai nagy molekulatömegéhez kapcsolódnak. Átlagosan 150 000-400 000. Az olajjal töltött gumik gyártásának technológiája pedig magában foglalja a nagy relatív molekulatömegű anyagok kiválasztását. Ez az opció lehetővé teszi, hogy kiküszöbölje az olaj negatív hatását a gumi minőségére, hogy a gumi kiváló technológiai jellemzőit hosszú ideig megőrizze.
Etilénből sztirol-butadién gumit lehet előállítani aktivátorok, emulgeálószerek, szabályozók, valamint egyéb anyagok felhasználásával technológiai lánc lebonyolításával, részben a kölcsönhatás során, amely átmegy a keletkező gumi összetételébe.
Megkülönböztető jellemzők
Jellemezzük a sztirol-butadién gumit. Ennek az anyagnak a képlete azt jelzi, hogy ellenáll a mechanikai deformációnak, az agresszív oldószereknek. A fagyállóság és a rugalmasság növeléséregumi csökkenti a sztirol mennyiségét a kezdeti keverékben. A kapott polimer feloldódik benzinben és aromás oldószerekben.
Mitől tűnik még ki a sztirol-butadién gumiból? A tömény savakkal, ketonokkal, alkohollal való tulajdonságai és viszonyai stabilak, emellett a polimer kiváló gáz- és vízáteresztő képességgel rendelkezik. A gumi hevítése során komoly szerkezeti változások figyelhetők meg, amelyek negatívan befolyásolják a keletkező gumi fizikai és mechanikai tulajdonságait.
A 125 °C feletti hőmérsékleten történő termikus oxidáció a merevség csökkenését és tönkremenetelét okozza. Az ezt követő oxidáció a polimer komoly strukturálódását vonja maga után, befolyásolja a merevségének növekedését.
Alkalmazás jellemzői
A sztirol-butadién gumit gumikeverék előállítására használják. A dién-szénhidrogének osztályának ezen képviselőjének tulajdonságai, alkalmazása teljes mértékben megfelel szerkezeti képletének jellemzőinek.
Az oldalsó fenilcsoportok jelenléte befolyásolja a sugárterhelés negatív hatásaival szembeni fokozott ellenállást ezen polimerek más fajtáihoz képest.
A sztirol-butadién gumi alapú gumikeverékek ragadóssága alacsony, kalanderezés és extrudálás során fokozott zsugorodást mutatnak. Ez negatívan befolyásolja a technológiai folyamatok megvalósítását, valamint a gumilapok ragasztása (összeszerelése) során.
Az alacsony hőmérsékletű gumik javított technológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, ún."forró" gumik.
Változatos gumik
A lágy sztirol-butadién alacsony hőmérsékletű gumik alacsony viszkozitásúak, ezért nem lágyulnak.
A merev gumikat kis mennyiségben állítják elő, és hő-oxidatív lágyulásnak vetik alá levegőben, körülbelül 1400 °C hőmérsékleten, bomlási folyamat aktivátorok segítségével.
A töltetlen vulkanizátorok szakítószilárdsága alacsony. A megkötött sztirol mennyiségének csökkenésével a polimer keverékben csökken az ellenállás és a kopásállóság, nő a fagyállóság és nő a rugalmasság.
A feketével töltött (kormot tartalmazó) sztirol-butadién-gumi vulkanizálók kiváló hő- és kopásállósági paraméterekkel rendelkeznek, de bizonyos mértékig a rugalmasságban és a deformációval szembeni ellenálló képességükben elmaradnak a hagyományos gumikétól. A használt vulkanizálók további ellenállást mutatnak a koncentrált és híg savakkal, alkoholokkal, lúgokkal, éterekkel szemben. Gumi oldószerekben megduzzadnak.
Az összes nyert polimert gumiabroncsok gyártásában, valamint különféle nem öntött és fröccsöntött termékek gyártásában használják fel. Például sztirol-butadién gumiból szállítószalagokat készítenek fakitermeléshez, és gumicipőket gyártanak. A megnövekedett sugárzásállóság miatt mindezeket a gumikat olyan gumik gyártására használják, amelyek optimálisan ellenállnak a gamma-sugárzásnak.
A kiváló fagyálló tulajdonságokkal rendelkező termékek előállításához alapanyagokat használnak,amely minimális sztirol tartalmat tartalmaz.
Az oldatpolimerizációs sztirol-butadién gumik jellemzése
A hazai iparban különböző sztiroltartalmú oldatpolimerizációs sztirol-butadién gumik gyártása indult:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (továbbfejlesztett dielektromos jellemzőkkel rendelkezik).
Akciós gumi is van, amely aromás sztirol mikroblokkokat tartalmaz, öntvényfeldolgozáshoz.
Emellett léteznek olyan olajjal töltött oldatos polimerizációs gumik, amelyek akár 27% olajat tartalmaznak. Az oldatos polimerizációnak köszönhetően szerves lítium katalizátorok jelenlétében a molekulaszerkezet fő paraméterei beállnak:
- láncágak;
- molekulatömeg;
- makrostruktúrák.
Az ilyen gumik megkülönböztető jellemzője maga a polimer jelentős jelenléte (akár 98%), a szennyeződések minimális mennyisége. A polimerek lineáris szerkezetűek a sztirol-butadién emulziós gumikhoz képest.
A kapott polimer anyagoknak nagyobb a hajlékonysága, kopásállósága, fagyállósága és nagyobb a repedéssel szembeni ellenállása. Megjegyezzük ezen anyagok nagy dinamikus tartósságát is. Kisebb zsugorodás mellett nagyobb a Mooney-viszkozitásuk, mivel a makromolekulák lineáris szerkezetűek, nagy számmal képesek megtöltenikorom (korom) és olaj a vulkanizálók mechanikai és fizikai tulajdonságainak hátrányos megváltoztatása nélkül.
Van néhány technológiai előny az oldatos gumik gyártásában az emulziós lehetőségekhez képest, de sokkal nagyobb követelmények vonatkoznak a felhasznált monomerek tisztaságára. Az oldatpolimerizációs gumikat az abroncsiparban használják tartós szállítószalagok, cipőtalpak, gumihüvelyek és számos gumialkatrész létrehozására. Az ilyen típusú polimer anyagok gyártásánál a sztirol és a buadién-1, 3 kezdeti komponensnek minősül. A gumikat oldatos vagy emulziós kopolimerizációval állítják elő.
A modern gyártásban nem csak a töltetlen gumik gyártási technológiáját alkalmazzák, hanem a gyantát, kormot és olajat tartalmazó polimerek előállítását is. Az összes előállított polimer anyag közül a sztirol-butadién gumi az összes gyártási kapacitás több mint felét teszi ki.
Ennek a léptéknek az oka az előállított termék fizikai és kémiai jellemzőinek magas homogenitása, a kiindulási monomerek (sztirol és butadién) elérhetősége, valamint a jól bevált gyártósor.
A modern gyártásban nagy tömegű sztirol-butadién gumit állítanak elő sztirol és butadién emulziós kopolimerizációjával.
A gumik osztályozása szerkezet szerint
Figyelembe véve a polimerizáció körülményeit és a felhasznált komponensek összetételét, a sztirol-butadién gumik gyártása, amelyek különböznek egymástóltulajdonságait és összetételét. A sztirol és a butadién szerkezeti egységeinek statisztikai, szabálytalan eloszlása megengedett a makromolekulában.
Csökkenő hőmérséklet mellett a keletkezett gumi kis molekulatömegű frakcióinak mennyiségi tartalmának csökkenése figyelhető meg. Emellett csökken a szerkezeti elágazódás, nő a polimer szabályos szerkezete, ami pozitívan befolyásolja a késztermék műszaki és működési jellemzőit.
A szintetikus anyagok hazai gyártásának fejlődésében fontos szempont volt a sztirol-butadién anyagok gyökpolimerizációs előállításának kialakítása. Jelenleg az ilyen kiváló minőségű anyagokat megfizethető áron állítják elő Krasznojarszkban, Omszkban, Toljattiban, Sterlitamakban, Voronezhben.
Technológiai szolgáltatások
Ha kívánja, bizonyos paraméterekkel rendelkező polimert is beszerezhet. Például egy adott átlagos molekulatömeggel, amelyet a polimerizáció során láncátvitelre képes szabályozók bevezetésével szabályozunk. A szabályozók mennyiségi tartalmának növekedésével a polimer molekulatömegének csökkenése figyelhető meg.
Mi tekinthető emulgeálószernek, amely alkalmas monomerek stabil emulzióinak előállítására, valamint végső polimerizációs termékek, latexek előállítására? A szintetikus zsírsavak kálium- vagy nátriumsói, a hidrogénezett gyanta, valamint az alkilszulfonátok sói a fő kémiai komponensek.
A gyanta kiválasztásakor először azt kell tenniespeciális kezelésnek vetik alá. A katalizátorral (palládium) történő aránytalanítás során elnyeri a gumigyártás technológiai láncához szükséges tulajdonságokat.
Gyártási jellemzők
A kopolimerizáció végrehajtásához polimerizáló elemeket használnak. A keverék elkészítésekor tisztított és előszárított sztirolt, butadiént, oldószert (lehet ciklohexán) 5/1 arányban keverünk össze. Ezután az eredeti töltet összetevőit egy membrános keverőbe táplálják a kiváló minőségű keverés érdekében. Ezután a keveréket finom kémiai tisztításra küldik a különféle apró szennyeződésektől.
A készüléket szerves lítiumvegyületekkel táplálják, 25 °C-on 20 percig titrálják. A tisztítás mértékét a töltet színe határozza meg. Ha nincsenek szennyeződések, a keverék enyhén barna színű. A polimerizáció előtt a keveréket összekeverik katalizátorral, poláris adalékokkal.
A folyamat egy akkumulátorban történik, amely három szabványos eszközből áll, egymást követő töltésekkel. A polimerizátorok belsejében a hőmérsékletet 50-80 °C tartományban tartják. A teljes kémiai folyamat átlagos időtartama 6 óra.
Következtetés
Az időszerű ember életének és tevékenységének bármely területén vannak sztirol-butadién gumi alapú anyagok. Mindenekelőtt megjegyezzük a cipők gumitalpának, az autógumi gumiabroncsoknak, a különféle öntözőtömlőknek a létrehozását.
Statisztikai kopolimerek sztirol ésA butadiént széles körben használják elektromos szigetelő anyagok, különféle autóipari termékek előállítására, beleértve a kiváló minőségű gumiabroncsok előállítását is. A sztirol-butadién gumik modern gyártói által használt innovatív technológiák lehetővé teszik számukra, hogy meghatározott fizikai és kémiai paraméterekkel és kívánt teljesítményjellemzőkkel rendelkező termékeket hozzanak létre.
A gyártás jellemzői között kiemeljük a kiváló minőségű katalizátorok használatát. A szintetizált gumik szerkezetétől függően a keletkezési folyamat időtartama, valamint a gumi alapú gumitermékek végső költsége jelentősen eltér egymástól.
