La gomma stirene-butadiene è considerata una delle opzioni più utilizzate per i materiali polimerici. È adatto per la produzione di pneumatici e altri prodotti in gomma di alta qualità.
Il materiale polimerico denominato è prodotto da materie prime poco costose e la sua tecnologia di produzione è considerata abbastanza abbordabile, con un chiaro algoritmo di azioni. La risultante gomma stirene-butadiene ha prestazioni e caratteristiche chimiche eccellenti. Viene prodotto in volumi significativi ed è presentato dal produttore in un'ampia gamma.
Materie prime per la produzione
Diamo un'occhiata più da vicino alla produzione di gomme stirene-butadiene. Come materia prima per questo materiale polimerico, viene scelto butadiene-1, 3 o alfa-metilstirene. Ottieni gomma stirene-butadiene con tecnologia in soluzione o copolimerizzazione in emulsione. Nel secondo metodo si formano gomme in soluzione stirene-butadiene.
Polimerizzazione in emulsione
Come viene prodotta la gomma stirene butadiene? La reazione prevede la copolimerizzazione di stirene ebutadiene in emulsione. Il prodotto finale risultante da questa interazione è chiamato gomma stirene-butadiene (SBR).
Attualmente, l'industria nazionale della gomma sta producendo una varietà di prodotti polimerici basati su questa sostanza chimica.
Come viene classificata la gomma stirene butadiene? I produttori offrono le seguenti opzioni:
- gomme che non contengono olio (SKS-ZOARK);
- materiali con una percentuale media di olio (SKM-ZOLRKM-15);
- con una maggiore quantità di olio (SKS-ZODRKM-27);
- con eccellenti caratteristiche dielettriche (SKS-ZOARPD).
Denominazione specifica
Le prime cifre nei nomi sopra indicano il contenuto quantitativo di stirene nella carica iniziale selezionata per il processo di polimerizzazione:
- "A" prevede l'implementazione del processo di polimerizzazione a bassa temperatura (non superiore a +5 gradi).
- La "M" indica che contiene olio, non solo stirene.
- La gomma stirene-butadiene con la lettera "P" racconta la reazione di polimerizzazione senza la presenza di un regolatore.
- "K" indica l'uso dell'emulsionante di colofonia nella fabbricazione della gomma.
- La lettera "P" simboleggia il materiale ottenuto in presenza nella miscela iniziale di sali di acidi grassi sintetici, che sono prodotti di ossidazione parziale delle paraffine sature.
Cosa caratterizza la gomma stirene butadiene? La sua preparazione si basa sul processo di polimerizzazione,che è familiare anche agli studenti delle scuole superiori che studiano nelle scuole medie e nei college.
Quindi, per la produzione di suola in gomma nell'industria, viene utilizzata gomma stirene-butadiene riempita di resina, la cui formula non è diversa dal solito diene idrocarburo. Le gomme prodotte a base di resina stirene-butadiene hanno una maggiore resistenza all'abrasione meccanica e buone caratteristiche similpelle.
Effettuare il processo di polimerizzazione in emulsione su un apposito impianto industriale. Cosa caratterizza questa gomma stirene butadiene? La ricezione avviene secondo una tecnologia chiara e collaudata. La durata media di una reazione chimica è di 12-15 ore. Dopo che la polimerizzazione è completata, si forma un lattice, che contiene circa il 30-35 percento della sostanza polimerica. Neon D. viene aggiunto al lattice come antiossidante
Dal lattice, la gomma viene prodotta per coagulazione di elettroliti che contengono acido solforico. Dato che l'olio di colofonia e il sapone a base di acidi grassi sintetici agiscono come emulsionanti, oltre alla coagulazione si osserva anche la formazione di acidi grassi, che incidono positivamente sulle caratteristiche tecnologiche del prodotto finito.
Grazie all'aggiunta di acido solforico, il sapone viene convertito in acidi organici liberi, si completa la coagulazione del lattice e si forma la gomma stirene-butadiene. L'utilizzo del materiale finito è sfaccettato, a seconda del tipo di produzione. Fondamentalmente lo è la gommamateria prima comune nell'industria chimica.
Struttura in gomma
Qual è la struttura della gomma stirene-butadiene? Le proprietà fisiche di una determinata sostanza sono determinate dalle caratteristiche della sua struttura. Dopo aver ricevuto il polimero per ozonizzazione, si forma un polimero di struttura irregolare. Nella gomma, le unità monomeriche sono distribuite casualmente, la molecola ha una forma ramificata.
Quasi l'80% di tutte le unità sono trans e solo il 20% sono cis.
Caratteristiche
Analizziamo la gomma stirene-butadiene. Le proprietà di questa sostanza sono associate al suo alto peso molecolare. In media sono 150.000-400.000 e la tecnologia per la produzione di gomme riempite d'olio prevede la scelta di materiali ad alto peso molecolare relativo. Questa opzione consente di eliminare l'impatto negativo dell'olio sulla qualità della gomma, per mantenere a lungo le eccellenti caratteristiche tecnologiche della gomma.
È possibile ottenere gomma stirene-butadiene dall'etilene conducendo una catena tecnologica utilizzando attivatori, emulsionanti, regolatori, nonché altre sostanze, parzialmente nel processo di interazione passando nella composizione della gomma risultante.
Caratteristiche distintive
Caratterizziamo la gomma stirene-butadiene. La formula di questa sostanza indica che è resistente alla deformazione meccanica, ai solventi aggressivi. Per aumentare la resistenza al gelo e l'elasticitàgomma ridurre la quantità di stirene nella miscela iniziale. Il polimero risultante si dissolve in benzina e solventi aromatici.
Cos' altro fa ris altare la gomma stirene-butadiene? Le proprietà e la relazione con acidi concentrati, chetoni, alcol sono stabili, inoltre il polimero ha un'eccellente permeabilità ai gas e all'acqua. Durante il riscaldamento della gomma si osservano seri cambiamenti strutturali, che influiscono negativamente sulle proprietà fisiche e meccaniche della gomma risultante.
L'ossidazione termica a temperature superiori a 125 °C provoca una diminuzione della rigidità e distruzione. La successiva ossidazione implica una seria strutturazione del polimero, incide sull'aumento della sua rigidità.
Caratteristiche dell'applicazione
La gomma stirene-butadiene viene utilizzata per creare una mescola di gomma. Proprietà, l'applicazione di questo rappresentante della classe degli idrocarburi dienici corrisponde pienamente alle caratteristiche della sua formula strutturale.
La presenza di gruppi fenilici laterali influisce sulla maggiore resistenza agli effetti negativi dell'esposizione alle radiazioni rispetto ad altre varietà di questi polimeri.
Le mescole di gomma, realizzate a base di gomma stirene-butadiene, hanno una bassa viscosità, un maggiore ritiro durante la calandratura e l'estrusione. Ciò influisce negativamente sull'implementazione dei processi tecnologici, nonché durante l'incollaggio (assemblaggio) di grezzi di gomma.
Le gomme per basse temperature hanno proprietà tecnologiche migliorate, si chiamanogomme "calde".
Varietà di gomme
Le gomme morbide stirene-butadiene per basse temperature hanno una bassa viscosità, quindi non sono plastificate.
Le gomme rigide vengono prodotte in piccole quantità, sottoponendole a plastificazione termo-ossidativa in aria ad una temperatura di circa 1400 °C mediante attivatori di processo di degradazione.
I vulcanizzanti non riempiti hanno una bassa resistenza alla trazione. Con una diminuzione della quantità di stirene legato nel composto polimerico, la resistenza e la resistenza all'abrasione diminuiscono, la resistenza al gelo aumenta e l'elasticità aumenta.
I vulcanizzanti in gomma stirene-butadiene riempiti di nero (con nerofumo) hanno parametri eccellenti in termini di resistenza al calore e resistenza all'usura, ma in una certa misura sono inferiori in termini di elasticità e resistenza alla deformazione rispetto alle gomme convenzionali. I vulcanizzanti usati hanno una resistenza aggiuntiva agli acidi concentrati e diluiti, alcoli, alcali, eteri. Si gonfiano in solventi di gomma.
Tutti i polimeri ottenuti vengono utilizzati nella produzione di pneumatici, nella fabbricazione di una varietà di prodotti non stampati e stampati. Ad esempio, la gomma stirene-butadiene viene utilizzata per realizzare nastri trasportatori per la produzione di legname e vengono prodotte scarpe di gomma. A causa della maggiore resistenza alle radiazioni, tutte queste gomme sono utilizzate nella produzione di gomme che hanno una resistenza ottimale alle radiazioni gamma.
Per la produzione di prodotti con ottime caratteristiche di resistenza al gelo, vengono utilizzate materie prime, inche contiene un contenuto minimo di stirene.
Caratterizzazione della polimerizzazione in soluzione gomme stirene butadiene
Nell'industria nazionale è stata lanciata la produzione di gomme stirene-butadiene di polimerizzazione in soluzione a diverso contenuto di stirene:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (ha caratteristiche dielettriche migliorate).
In vendita c'è anche la gomma, che include microblocchi di stirene aromatico, destinati alla lavorazione della colata.
Inoltre, ci sono gomme polimerizzanti in soluzione riempita di olio che contengono fino al 27% di olio. Grazie alla polimerizzazione in soluzione, in presenza di catalizzatori organolitio, vengono regolati i principali parametri della struttura molecolare:
- rami della catena;
- peso molecolare;
- macrostrutture.
Caratteristiche distintive di tali gomme sono la significativa presenza del polimero stesso (fino al 98%), la minima quantità di impurità. I polimeri hanno una struttura lineare rispetto alle gomme in emulsione stirene-butadiene.
I materiali polimerici risultanti hanno una maggiore duttilità, resistenza all'usura, resistenza al gelo e maggiore resistenza alla fessurazione. Notiamo anche l'elevata resistenza dinamica di questi materiali. Con un minor ritiro, hanno una viscosità Mooney maggiore, poiché le macromolecole hanno una struttura lineare, sono in grado di riempirsi con un gran numerofuliggine (nerofumo) e olio senza alterare le proprietà meccaniche e fisiche dei vulcanizzanti.
Ci sono alcuni vantaggi tecnologici nella produzione di gomme in soluzione rispetto alle opzioni in emulsione, ma ci sono molti più requisiti per la purezza dei monomeri utilizzati. Le gomme a polimerizzazione in soluzione vengono utilizzate nell'industria dei pneumatici per creare nastri trasportatori durevoli, suole di scarpe, manicotti in gomma e numerose parti in gomma. Stirene e buadiene-1, 3 sono considerati come componenti iniziali per la produzione di materiali polimerici di questo tipo. Le gomme si ottengono per copolimerizzazione in soluzione o in emulsione.
Nella produzione moderna, non viene utilizzata solo la tecnologia per la produzione di gomme non caricate, ma è stata stabilita anche la produzione di polimeri, che contengono resine, nerofumo e olio. Tra tutti i materiali polimerici prodotti, la gomma stirene-butadiene rappresenta più della metà di tutta la capacità produttiva.
Il motivo di questa scala è l'elevata omogeneità delle caratteristiche fisiche e chimiche del manufatto, la disponibilità dei monomeri di partenza (stirene e butadiene), nonché la consolidata linea di produzione.
Una grande massa di gomma stirene-butadiene nella produzione moderna è ottenuta mediante copolimerizzazione in emulsione di stirene e butadiene.
Classificazione delle gomme per struttura
Tenendo conto delle condizioni di polimerizzazione e della composizione dei componenti utilizzati, la produzione di gomme stirene-butadiene, che si differenziano perproprietà e composizione. È consentita una distribuzione statistica e irregolare delle unità strutturali di stirene e butadiene nella macromolecola.
Al diminuire della temperatura, si osserva una diminuzione del contenuto quantitativo di frazioni a basso peso molecolare nella gomma creata. A ciò si aggiunge una diminuzione della ramificazione strutturale, un aumento della struttura regolare del polimero, che incide positivamente sulle caratteristiche tecniche e operative del prodotto finito.
Nello sviluppo della produzione nazionale di materiali sintetici, un punto importante è stata l'istituzione della produzione di materiali stirene-butadiene mediante polimerizzazione radicale. Attualmente, tali materiali di alta qualità ea un prezzo accessibile sono prodotti negli stabilimenti di Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Caratteristiche tecnologiche
Se lo desideri, puoi ottenere un polimero con determinati parametri. Ad esempio, con un dato peso molecolare medio, che viene controllato durante la polimerizzazione introducendo regolatori in grado di trasferire la catena. All'aumentare del contenuto quantitativo dei regolatori, si osserva una diminuzione del peso molecolare del polimero.
Cosa possono essere considerati emulsionanti adatti per la produzione di emulsioni stabili di monomeri, nonché per la creazione di prodotti finali di polimerizzazione, i lattici? I principali componenti chimici sono i sali di potassio o di sodio di acidi carbossilici sintetici grassi, colofonia idrogenata e sali di alchilsolfonati.
Quando si sceglie la colofonia, è necessario primasottoposto a trattamento speciale. Nel processo di sproporzione con un catalizzatore (palladio), acquisisce le proprietà necessarie per la catena tecnologica di produzione della gomma.
Specifiche di produzione
Per effettuare la copolimerizzazione viene utilizzata una batteria di polimerizzatori. Durante la preparazione della miscela, stirene purificato e pre-essiccato, butadiene, solvente (può essere cicloesano) vengono miscelati in un rapporto di 5/1. Successivamente, i componenti della carica originale vengono immessi in un miscelatore a membrana per una miscelazione di alta qualità. Quindi la miscela viene inviata per la purificazione chimica fine da varie piccole impurità.
L'apparato viene alimentato con composti organolitio, titolato a 25 °C per 20 minuti. Il grado di purificazione è determinato dal colore della carica. Se non ci sono impurità, la miscela ha un colore leggermente marrone. Prima della polimerizzazione, la miscela viene miscelata con un catalizzatore, additivi polari.
Il processo si svolge in una batteria, composta da tre dispositivi standard, mediante successiva erogazione della carica. La temperatura all'interno dei polimerizzatori viene mantenuta nell'intervallo da 50 a 80 °C. La durata media dell'intero processo chimico è di 6 ore.
Conclusione
In qualsiasi sfera della vita e dell'attività di una persona tempestiva, ci sono materiali a base di gomma stirene-butadiene. Prima di tutto, notiamo la creazione di suole in gomma per scarpe, pneumatici in gomma per automobili, tubi per irrigazione vari.
Copolimeri statistici di stirene eil butadiene è ampiamente utilizzato nella creazione di materiali isolanti elettrici, una varietà di prodotti per l'industria automobilistica, inclusa la creazione di pneumatici di alta qualità. Le tecnologie innovative utilizzate dai moderni produttori di gomme stirene-butadiene consentono loro di creare prodotti con parametri fisici e chimici specificati e caratteristiche prestazionali desiderate.
Tra le caratteristiche di questa produzione, si segnala l'utilizzo di catalizzatori di alta qualità. A seconda della struttura delle gomme sintetizzate, la durata del processo di creazione, nonché il costo finale dei prodotti in gomma fabbricati sulla base della gomma, differiscono in modo significativo.
