Stüreenbutadieenkummi peetakse üheks enimkasutatavaks polümeermaterjalide valikuks. See sobib kvaliteetsete rehvide ja muude kummitoodete valmistamiseks.
Nimetatud polümeerne materjal on toodetud odavatest toorainetest ja selle tootmistehnoloogiat peetakse üsna taskukohaseks, millel on selge tegevusalgoritm. Saadud stüreen-butadieenkummil on suurepärased jõudlus- ja keemilised omadused. Seda toodetakse märkimisväärsetes kogustes ja tootja pakub seda laias valikus.
Tooraine tootmiseks
Vaatame lähem alt stüreenbutadieenkummi tootmist. Selle polümeerse materjali lähteaineks valitakse butadieen-1, 3 või alfa-metüülstüreen. Hankige stüreen-butadieenkummi lahustehnoloogia või emulsioonkopolümerisatsiooni abil. Teise meetodi korral moodustuvad stüreen-butadieenlahusega kummid.
Emulsioonpolümerisatsioon
Kuidas stüreenbutadieenkummi toodetakse? Reaktsioon hõlmab stüreeni kopolümerisatsiooni jabutadieen emulsioonis. Sellest koostoimest tekkivat lõpp-produkti nimetatakse stüreenbutadieenkummiks (SBR).
Praegu toodab kodumaine kummitööstus sellel kemikaalil põhinevaid erinevaid polümeertooteid.
Kuidas stüreenbutadieenkummi klassifitseeritakse? Tootjad pakuvad järgmisi valikuid:
- kummid, mis ei sisalda õli (SKS-ZOARK);
- materjalid keskmise õlisisaldusega (SKM-ZOLRKM-15);
- suurenenud õlikogusega (SKS-ZODRKM-27);
- suurepäraste dielektriliste omadustega (SKS-ZOARPD).
Konkreetne nimetus
Esimesed numbrid ül altoodud nimedes näitavad stüreeni kvantitatiivset sisaldust polümerisatsiooniprotsessi jaoks valitud alglaengus:
- "A" hõlmab madalatemperatuurilise polümerisatsiooni (mitte üle +5 kraadi) protsessi rakendamist.
- M tähistab, et see sisaldab õli, mitte ainult stüreeni.
- Stüreenbutadieenkumm tähega "P" räägib polümerisatsioonireaktsioonist ilma regulaatorita.
- "K" tähistab kampoli emulgaatori kasutamist kummi valmistamisel.
- Täht "P" sümboliseerib materjali, mis on saadud sünteetiliste rasvhapete soolade algses segus, mis on küllastunud parafiinide osalise oksüdatsiooni saadused.
Mis iseloomustab stüreenbutadieenkummi? Selle valmistamine põhineb polümerisatsiooniprotsessil,mis on tuttav isegi põhikoolides ja kõrgkoolides õppivatele gümnasistidele.
Seega, tööstuses tallakummi tootmiseks kasutatakse vaiguga täidetud stüreen-butadieenkummi, mille valem ei erine tavalisest dieeni süsivesinikust. Stüreenbutadieenvaigu baasil valmistatud kummidel on suurenenud vastupidavus mehaanilisele kulumisele ja head nahalaadsed omadused.
Viige läbi emulsioonpolümerisatsiooniprotsess spetsiaalses tööstusettevõttes. Mis seda stüreenbutadieenkummi iseloomustab? Selle vastuvõtmine toimub selge ja tõestatud tehnoloogia järgi. Keemilise reaktsiooni keskmine kestus on 12-15 tundi. Pärast polümerisatsiooni lõppu moodustub lateks, mis sisaldab ligikaudu 30-35 protsenti polümeerist. Neoon D. lisatakse lateksile antioksüdandina
Lateksist saadakse kummi väävelhapet sisaldavate elektrolüütide koagulatsiooni teel. Arvestades, et sünteetilistel rasvhapetel põhinev kampolõli ja seep toimivad emulgaatoritena, täheldatakse lisaks koagulatsioonile ka rasvhapete teket, millel on positiivne mõju valmistoote tehnoloogilistele omadustele.
Tänu väävelhappe lisamisele muundub seep vabadeks orgaanilisteks hapeteks, lateksi koagulatsioon on lõppenud ja moodustub stüreenbutadieenkumm. Valmismaterjali kasutusala on mitmetahuline, olenev alt tootmistüübist. Põhimõtteliselt on kummlevinud tooraine keemiatööstuses.
Kummi struktuur
Milline on stüreenbutadieenkummi struktuur? Antud aine füüsikalised omadused on määratud selle struktuuri iseärasustega. Polümeeri vastuvõtmisel osoonimise teel moodustub ebakorrapärase struktuuriga polümeer. Kummis on monomeersed üksused jaotunud juhuslikult, molekulil on hargnenud vorm.
Peaaegu 80 protsenti kõigist ühikutest on trans ja ainult 20 protsenti on cis.
Funktsioonid
Analüüsime stüreenbutadieenkummi. Selle aine omadused on seotud selle suure molekulmassiga. Keskmiselt on see 150 000-400 000. Ja õliga täidetud kummide valmistamise tehnoloogia hõlmab suure suhtelise molekulmassiga materjalide valikut. See valik võimaldab teil kõrvaldada õli negatiivse mõju kummi kvaliteedile, et säilitada kummi suurepärased tehnoloogilised omadused pikka aega.
Stüreenbutadieenkummi on võimalik saada etüleenist tehnoloogilise ahela läbiviimisel, kasutades aktivaatoreid, emulgaatoreid, regulaatoreid, aga ka muid aineid, mis osaliselt interaktsiooni käigus lähevad üle tekkiva kummi koostisesse.
Eritunnused
Iseloomustame stüreenbutadieenkummi. Selle aine valem näitab, et see on vastupidav mehaanilisele deformatsioonile, agressiivsetele lahustitele. Külmakindluse ja elastsuse suurendamisekskummist vähendage stüreeni kogust esialgses segus. Saadud polümeer lahustub bensiinis ja aromaatsetes lahustites.
Mis veel teeb stüreenbutadieenkummi silmapaistvaks? Omadused ja suhe kontsentreeritud hapete, ketoonide, alkoholiga on stabiilsed, lisaks on polümeeril suurepärane gaasi- ja veeläbilaskvus. Kummi kuumutamisel täheldatakse tõsiseid struktuurimuutusi, mis mõjutavad negatiivselt tekkiva kummi füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi.
Termiline oksüdatsioon temperatuuril üle 125 °C põhjustab jäikuse vähenemise ja hävimise. Järgnev oksüdatsioon eeldab polümeeri tõsist struktureerumist, mõjutab selle jäikuse suurenemist.
Rakenduse funktsioonid
Stüreen-butadieenkummi kasutatakse kummisegu loomiseks. Selle dieeni süsivesinike klassi esindaja omadused vastavad täielikult selle struktuurivalemi omadustele.
Kõrgfenüülrühmade olemasolu mõjutab nende polümeeride teiste sortidega võrreldes suuremat vastupidavust kiirgusega kokkupuute negatiivsetele mõjudele.
Stüreen-butadieenkummi baasil valmistatud kummisegud on madala kleepuvusega, kalandrimisel ja ekstrusioonil suurenenud kokkutõmbumisega. See mõjutab negatiivselt tehnoloogiliste protsesside elluviimist, samuti kummitoorikute liimimise (monteerimise) ajal.
Madala temperatuuriga kummidel on täiustatud tehnoloogilised omadused, neid nimetatakse"kuumad" kummid.
Kummide sordid
Madala temperatuuriga pehmetel stüreenbutadieenkummidel on madal viskoossus, mistõttu need ei ole plastifitseeritud.
Jõikaid kummisid toodetakse väikestes kogustes, allutades need termooksüdatiivsele plastifikatsioonile õhus temperatuuril umbes 1400 °C, kasutades lagunemisprotsessi aktivaatoreid.
Täitmata vulkanisaatoritel on madal tõmbetugevus. Polümeerühendis seotud stüreeni koguse vähenemisega väheneb vastupidavus ja kulumiskindlus, suureneb külmakindlus ja suureneb elastsus.
Musta täidisega (tahmusega) stüreen-butadieenkummist vulkanisaatoritel on suurepärased parameetrid kuumakindluse ja kulumiskindluse osas, kuid elastsuse ja deformatsioonikindluse poolest jäävad nad teatud määral alla tavakummidele. Kasutatud vulkanisaatoritel on täiendav vastupidavus kontsentreeritud ja lahjendatud hapete, alkoholide, leeliste, eetrite suhtes. Need paisuvad kummilahustites.
Kõiki saadud polümeere kasutatakse rehvide tootmisel, mitmesuguste vormimata ja vormimata toodete valmistamisel. Näiteks stüreen-butadieenkummist valmistatakse raietootmiseks kasutatavaid konveierilinte, toodetakse kummist jalanõusid. Suurenenud kiirguskindluse tõttu kasutatakse kõiki neid kumme gammakiirgusele optimaalse vastupidavusega kummide valmistamisel.
Suurepäraste külmakindlate omadustega toodete tootmiseks kasutatakse toorainet,mis sisaldab minimaalselt stüreeni.
Lahuse polümerisatsiooni stüreenbutadieenkummide iseloomustus
Kodutööstuses on alustatud erineva stüreenisisaldusega lahuspolümerisatsiooniga stüreenbutadieenkummide tootmist:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (täiustatud dielektriliste omadustega).
Müügil on ka kumm, mis sisaldab aromaatseid stüreeni mikroplokke, mis on mõeldud valamise töötlemiseks.
Lisaks on olemas õliga täidetud lahuspolümerisatsioonikummid, mis sisaldavad kuni 27% õli. Tänu lahuse polümerisatsioonile reguleeritakse liitiumorgaaniliste katalüsaatorite juuresolekul molekulaarstruktuuri põhiparameetreid:
- ahelharud;
- molekulmass;
- makrostruktuurid.
Selliste kummide eripäraks on polümeeri enda märkimisväärne olemasolu (kuni 98%), minimaalne lisandite kogus. Polümeeridel on võrreldes stüreenbutadieenemulsioonkummidega lineaarne struktuur.
Saadud polümeermaterjalidel on suurem plastilisus, kulumiskindlus, külmakindlus ja suurem vastupidavus pragude tekkele. Märkame ka nende materjalide suurt dünaamilist vastupidavust. Väiksema kokkutõmbumise korral on neil suurem Mooney viskoossus, kuna makromolekulid on lineaarse struktuuriga ja suudavad täita suure hulgatahma (tahm) ja õli, muutmata ebasoods alt vulkanisaatorite mehaanilisi ja füüsikalisi omadusi.
Lahkukummi valmistamisel on võrreldes emulsioonivõimalustega mõningaid tehnoloogilisi eeliseid, kuid kasutatavate monomeeride puhtusele esitatakse palju rohkem nõudeid. Lahuspolümerisatsioonikumme kasutatakse rehvitööstuses vastupidavate konveierilintide, jalatsitaldade, kummist varrukate ja arvukate kummidetailide loomiseks. Stüreeni ja buadieen-1, 3 peetakse seda tüüpi polümeersete materjalide tootmise algkomponentideks. Kummid saadakse lahus- või emulsioonkopolümerisatsioonil.
Kaasaegses tootmises ei kasutata mitte ainult täitmata kummide valmistamise tehnoloogiat, vaid on loodud ka polümeeride tootmine, mis sisaldavad vaike, tahma ja õli. Kõigist toodetud polümeersetest materjalidest moodustab stüreenbutadieenkumm üle poole kogu tootmisvõimsusest.
Selle ulatuse põhjuseks on valmistatud toote füüsikaliste ja keemiliste omaduste suur homogeensus, lähtemonomeeride (stüreen ja butadieen) kättesaadavus ning hästi väljakujunenud tootmisliin.
Suur mass stüreenbutadieenkummi tänapäevases tootmises saadakse stüreeni ja butadieeni emulsioonkopolümerisatsioonil.
Kummide klassifikatsioon struktuuri järgi
Võttes arvesse polümerisatsioonitingimusi ja kasutatud komponentide koostist, valmistatakse stüreenbutadieenkummi, mis erinevadomadused ja koostis. Stüreeni ja butadieeni struktuuriüksuste statistiline ebaregulaarne jaotus makromolekulis on lubatud.
Temperatuuri langusega täheldatakse madala molekulmassiga fraktsioonide kvantitatiivse sisalduse vähenemist loodud kummis. Lisaks väheneb struktuurne hargnemine, suureneb polümeeri korrapärane struktuur, mis mõjutab positiivselt valmistoote tehnilisi ja tööomadusi.
Sünteetiliste materjalide kodumaise tootmise arendamisel oli oluline punkt stüreenbutadieenmaterjalide tootmise rajamine radikaalse polümerisatsiooni teel. Praegu toodetakse selliseid kvaliteetseid ja taskukohase hinnaga materjale tehastes Krasnojarskis, Omskis, Toljatis, Sterlitamakis, Voronežis.
Tehnoloogilised funktsioonid
Soovi korral saate teatud parameetritega polümeeri. Näiteks etteantud keskmise molekulmassiga, mida kontrollitakse polümerisatsiooni käigus ahela ülekandevõimeliste regulaatorite sisseviimisega. Regulaatorite kvantitatiivse sisalduse suurenedes täheldatakse polümeeri molekulmassi vähenemist.
Mida võib pidada emulgaatoriteks, mis sobivad monomeeride stabiilsete emulsioonide tootmiseks, samuti polümerisatsiooni lõpptoodete, lateksite valmistamiseks? Peamiste keemiliste komponentidena peetakse sünteetiliste rasvhapete kaaliumi- või naatriumisoolasid, hüdrogeenitud kampoli ja alküülsulfonaatide sooli.
Kampoli valimisel peab see esm altallutatud erikohtlemisele. Katalüsaatoriga (pallaadiumiga) disproportsiooni käigus omandab see kummitootmise tehnoloogilise ahela jaoks vajalikud omadused.
Tootmise eripära
Kopolümerisatsiooni läbiviimiseks kasutatakse polümerisaatorite akut. Segu valmistamisel segatakse puhastatud ja eelkuivatatud stüreen, butadieen, lahusti (võib olla tsükloheksaan) vahekorras 5/1. Järgmisena juhitakse originaallaengu komponendid kvaliteetseks segamiseks diafragmasegistisse. Seejärel saadetakse segu erinevatest väikestest lisanditest keemilisele peenpuhastusele.
Seadet toidetakse liitiumorgaaniliste ühenditega, tiitritakse 25 °C juures 20 minutit. Puhastusaste määratakse laengu värvi järgi. Kui lisandeid pole, on segu kergelt pruunikas. Enne polümerisatsiooni segatakse segu katalüsaatori ja polaarsete lisanditega.
Protsess viiakse läbi akus, mis koosneb kolmest standardseadmest, järjestikuse laadimise teel. Temperatuuri polümerisaatorites hoitakse vahemikus 50 kuni 80 °C. Kogu keemilise protsessi keskmine kestus on 6 tundi.
Järeldus
Igas õigeaegse inimese elu- ja tegevusvaldkonnas on stüreenbutadieenkummi baasil valmistatud materjale. Esiteks märgime jalanõude kummitaldade, autode kummirehvide ja erinevate kastmisvoolikute loomist.
Stüreeni statistilised kopolümeerid jabutadieeni kasutatakse laialdaselt elektriisolatsioonimaterjalide, mitmesuguste autotööstuse toodete, sealhulgas kvaliteetsete rehvide loomisel. Kaasaegsete stüreenbutadieenkummi tootjate poolt kasutatavad uuenduslikud tehnoloogiad võimaldavad neil luua kindlaksmääratud füüsikaliste ja keemiliste parameetrite ning soovitud jõudlusnäitajatega tooteid.
Selle toodangu omaduste hulgas märgime kõrgekvaliteediliste katalüsaatorite kasutamist. Olenev alt sünteesitud kummide struktuurist erinevad oluliselt nende loomise protsessi kestus, aga ka kummi baasil valmistatud kummitoodete lõplik maksumus.
