Cao su styren-butadien được coi là một trong những lựa chọn được sử dụng nhiều nhất cho vật liệu polyme. Nó phù hợp để sản xuất lốp xe và các sản phẩm cao su khác với chất lượng cao.
Vật liệu polyme được đặt tên được sản xuất từ nguyên liệu thô rẻ tiền và công nghệ sản xuất của nó được coi là khá hợp túi tiền, với một thuật toán hành động rõ ràng. Cao su styren-butadien thu được có đặc tính hóa học và hiệu suất tuyệt vời. Nó được sản xuất với số lượng lớn và được nhà sản xuất giới thiệu với số lượng lớn.
Nguyên liệu sản xuất
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn quá trình sản xuất cao su styrene-butadiene. Làm nguyên liệu cho vật liệu polyme này, butadiene-1, 3 hoặc alpha-methylstyrene được chọn. Nhận cao su styren-butadien bằng công nghệ dung dịch hoặc đồng trùng hợp nhũ tương. Trong phương pháp thứ hai, cao su dung dịch styren-butadien được tạo thành.
Trùng hợp nhũ tương
Cao su styren butadien được sản xuất như thế nào? Phản ứng liên quan đến sự đồng trùng hợp của styren vàbutadien ở dạng nhũ tương. Sản phẩm cuối cùng tạo ra từ sự tương tác này được gọi là cao su styren-butadien (SBR).
Hiện tại, ngành công nghiệp cao su trong nước đang sản xuất nhiều loại sản phẩm polyme dựa trên hóa chất này.
Cao su styren butadien được phân loại như thế nào? Các nhà sản xuất cung cấp các tùy chọn sau:
- cao su không chứa dầu (SKS-ZOARK);
- vật liệu có tỷ lệ dầu trung bình (SKM-ZOLRKM-15);
- với lượng dầu tăng lên (SKS-ZODRKM-27);
- với đặc tính điện môi tuyệt vời (SKS-ZOARPD).
Đặt tên cụ thể
Các chữ số đầu tiên trong các tên trên cho biết hàm lượng định lượng của styren trong điện tích ban đầu được chọn cho quá trình trùng hợp:
- "A" liên quan đến việc thực hiện quá trình trùng hợp ở nhiệt độ thấp (không quá +5 độ).
- Chữ "M" chỉ ra rằng nó chứa dầu, không chỉ là styrene.
- Cao su styren-butadien với chữ cái "P" kể về phản ứng trùng hợp mà không có chất điều chỉnh.
- "K" cho biết việc sử dụng chất nhũ hóa nhựa thông trong sản xuất cao su.
- Chữ "P" tượng trưng cho vật liệu thu được khi có mặt trong hỗn hợp ban đầu của muối của axit béo, tổng hợp, là sản phẩm của quá trình oxy hóa một phần parafin bão hòa.
Điều gì đặc trưng cho cao su styren butadien? Sự chuẩn bị của nó dựa trên quá trình trùng hợp,vốn quen thuộc ngay cả với học sinh trung học đang theo học tại các trường phổ thông và cao đẳng.
Vì vậy, để sản xuất cao su đế trong ngành công nghiệp, cao su styren-butadien chứa đầy nhựa được sử dụng, công thức của nó không khác gì so với hydrocacbon diene thông thường. Cao su được sản xuất trên cơ sở nhựa styren-butadien đã tăng khả năng chống mài mòn cơ học và các đặc tính giống da tốt.
Thực hiện quá trình trùng hợp nhũ tương trên nhà máy công nghiệp đặc biệt. Đặc điểm của loại cao su styren butadien này là gì? Nhận nó được thực hiện theo một công nghệ rõ ràng và đã được kiểm chứng. Thời gian trung bình của một phản ứng hóa học là 12-15 giờ. Sau khi quá trình trùng hợp hoàn thành, một loại cao su được hình thành, chứa khoảng 30 - 35% chất polyme. Neon D.được thêm vào latex như một chất chống oxy hóa
Từ mủ cao su, cao su được sản xuất bằng cách làm đông tụ các chất điện phân có chứa axit sunfuric. Cho rằng dầu nhựa thông và xà phòng dựa trên axit béo tổng hợp hoạt động như chất nhũ hóa, ngoài quá trình đông tụ, sự hình thành axit béo cũng được quan sát thấy, có ảnh hưởng tích cực đến các đặc tính công nghệ của thành phẩm.
Nhờ bổ sung axit sunfuric, xà phòng được chuyển hóa thành axit hữu cơ tự do, quá trình đông tụ mủ được hoàn thành và cao su styren-butadien được hình thành. Việc sử dụng vật liệu hoàn thiện có nhiều mặt, tùy thuộc vào loại hình sản xuất. Về cơ bản cao su lànguyên liệu thô phổ biến trong ngành công nghiệp hóa chất.
Cấu trúc của cao su
Cấu trúc của cao su styren butadien là gì? Các tính chất vật lý của một chất nhất định được xác định bởi các tính năng của cấu trúc của nó. Khi nhận polyme bằng cách ozon hóa, một polyme có cấu trúc không đều được hình thành. Trong cao su, các đơn vị phân tử phân bố ngẫu nhiên, phân tử có dạng phân nhánh.
Gần 80 phần trăm tất cả các đơn vị là trans, và chỉ 20 phần trăm là cis.
Tính năng
Hãy phân tích cao su styren butadien. Các đặc tính của chất này gắn liền với trọng lượng phân tử cao của nó. Trung bình là 150.000-400.000 và công nghệ sản xuất cao su chứa dầu liên quan đến việc lựa chọn vật liệu có trọng lượng phân tử tương đối cao. Tùy chọn này cho phép bạn loại bỏ tác động tiêu cực của dầu đến chất lượng cao su, để duy trì các đặc tính công nghệ tuyệt vời của cao su trong thời gian dài.
Có thể thu được cao su styren-butadien từ etylen bằng cách tiến hành dây chuyền công nghệ sử dụng chất hoạt hóa, chất nhũ hóa, chất điều chỉnh, cũng như các chất khác, một phần trong quá trình tương tác đi vào thành phần của cao su tạo thành.
Tính năng Phân biệt
Hãy nêu đặc điểm của cao su styren-butadien. Công thức của chất này chỉ ra rằng nó có khả năng chống biến dạng cơ học, các dung môi xâm thực. Để tăng khả năng chống sương giá và độ đàn hồicao su làm giảm lượng styren trong hỗn hợp ban đầu. Polyme tạo thành hòa tan trong xăng và dung môi thơm.
Điều gì khác làm cho cao su styren butadien nổi bật? Tính chất và mối quan hệ với axit đậm đặc, xeton, rượu là ổn định, bên cạnh đó, polyme có tính thấm khí và nước rất tốt. Trong quá trình gia nhiệt cao su, những thay đổi cấu trúc nghiêm trọng được quan sát thấy, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến các tính chất vật lý và cơ học của cao su tạo thành.
Quá trình oxy hóa nhiệt ở nhiệt độ trên 125 ° C làm giảm độ cứng và phá hủy. Quá trình oxy hóa tiếp theo có nghĩa là cấu trúc polyme bị ảnh hưởng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sự gia tăng độ cứng của nó.
Tính năng ứng dụng
Cao su styren-butadien được sử dụng để tạo ra một hợp chất cao su. Tính chất, ứng dụng của đại diện này của nhóm hiđrocacbon đien hoàn toàn tương ứng với các đặc điểm trong công thức cấu tạo của nó.
Sự hiện diện của các nhóm phenyl phụ ảnh hưởng đến việc tăng khả năng chống lại các tác động tiêu cực của việc tiếp xúc với bức xạ so với các loại polyme khác.
Các hợp chất cao su, được làm trên cơ sở cao su styren-butadien, có độ dính thấp, tăng độ co rút trong quá trình gia công và đùn. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến việc thực hiện các quy trình công nghệ, cũng như trong quá trình dán (lắp ráp) phôi cao su.
Cao su nhiệt độ thấp có đặc tính công nghệ được cải thiện, chúng được gọi làmặt mút "nóng".
Các loại cao su
Cao su mềm ở nhiệt độ thấp styren-butadien có độ nhớt thấp, vì vậy chúng không bị dẻo.
Cao su cứng được sản xuất với số lượng nhỏ, cho phép chúng hóa dẻo bằng nhiệt oxy hóa trong không khí ở nhiệt độ khoảng 1400 ° C bằng cách sử dụng các chất kích hoạt quá trình phân hủy.
Chất lưu hóa không được làm đầy có độ bền kéo thấp. Với việc giảm lượng styren liên kết trong hợp chất polyme, độ bền và độ bền mài mòn giảm, khả năng chống băng giá tăng và độ đàn hồi tăng.
Mặt nạ lưu hóa cao su styren-butadien chứa đầy màu đen (đen carbon) có các thông số tuyệt vời về khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn, nhưng ở một mức độ nào đó, chúng kém hơn về độ đàn hồi và khả năng chống biến dạng so với các loại cao su thông thường. Chất lưu hóa đã qua sử dụng có thêm khả năng chống axit, rượu, kiềm, ete đậm đặc và loãng. Chúng nở ra trong dung môi cao su.
Tất cả các polyme thu được đều được sử dụng trong sản xuất lốp xe, sản xuất nhiều loại sản phẩm không đúc và đúc. Ví dụ, cao su styren-butadien được sử dụng để làm băng tải cho sản xuất gỗ, và giày cao su được sản xuất. Do khả năng chống bức xạ tăng lên, tất cả các loại cao su này được sử dụng để sản xuất các loại cao su có khả năng chống bức xạ gamma tối ưu.
Để sản xuất các sản phẩm có đặc tính chống sương giá tuyệt vời, nguyên liệu thô được sử dụng, trongchứa một hàm lượng tối thiểu styrene.
Đặc điểm của dung dịch polyme hóa cao su styren butadien
Trong ngành công nghiệp trong nước, việc sản xuất cao su styren-butadien để trùng hợp dung dịch với các hàm lượng styren khác nhau đã được đưa ra:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (có đặc tính điện môi nâng cao).
Ngoài ra còn có cao su được bán, bao gồm các khối microblocks styrene thơm, dùng để chế biến đúc.
Ngoài ra, còn có các loại cao su trùng hợp dung dịch chứa dầu chứa đến 27% dầu. Nhờ phản ứng trùng hợp dung dịch, với sự có mặt của xúc tác liti hữu cơ, các thông số chính của cấu trúc phân tử được điều chỉnh:
- chi nhánh chuỗi;
- trọng lượng phân tử;
- cấu trúc vĩ mô.
Đặc điểm khác biệt của các loại cao su này là sự hiện diện đáng kể của chính polyme (lên đến 98%), lượng tạp chất tối thiểu. Polyme có cấu trúc tuyến tính so với cao su nhũ tương styren-butadien.
Các vật liệu polyme tạo thành có độ dẻo cao hơn, chống mài mòn, chống sương giá và tăng khả năng chống nứt. Chúng tôi cũng lưu ý đến độ bền động cao của những vật liệu này. Với ít co ngót hơn, chúng có độ nhớt Mooney cao hơn, vì các đại phân tử có cấu trúc tuyến tính, có thể lấp đầy với một số lượng lớnmuội than (muội than) và dầu mà không làm thay đổi bất lợi các tính chất cơ học và vật lý của chất lưu hóa.
Có một số lợi thế công nghệ trong sản xuất cao su dung dịch so với các tùy chọn nhũ tương, nhưng có nhiều yêu cầu hơn về độ tinh khiết của monome được sử dụng. Cao su trùng hợp dung dịch được sử dụng trong ngành công nghiệp lốp xe để tạo ra băng tải bền, đế giày, ống bọc cao su và nhiều bộ phận bằng cao su. Styren và buadiene-1, 3 được coi là thành phần ban đầu để sản xuất vật liệu cao phân tử loại này. Cao su thu được bằng cách đồng trùng hợp dung dịch hoặc nhũ tương.
Trong sản xuất hiện đại, không chỉ sử dụng công nghệ sản xuất cao su không điền đầy mà còn sản xuất polyme, có chứa nhựa, muội than và dầu, đã được thành lập. Trong số tất cả các vật liệu cao phân tử được sản xuất, cao su styren-butadien chiếm hơn một nửa năng lực sản xuất.
Lý do cho quy mô này là tính đồng nhất cao của các đặc tính vật lý và hóa học của sản phẩm được sản xuất, sự sẵn có của các monome ban đầu (styren và butadien), cũng như dây chuyền sản xuất được thiết lập tốt.
Một khối lượng lớn cao su styren-butadien trong sản xuất hiện đại thu được bằng cách đồng trùng hợp nhũ tương của styren và butadien.
Phân loại cao su theo cấu trúc
Có tính đến các điều kiện trùng hợp và thành phần của các thành phần được sử dụng, việc sản xuất cao su styren-butadien, khác nhau vềtính chất và thành phần. Cho phép phân bố thống kê, không đều các đơn vị cấu trúc của styren và butadien trong đại phân tử.
Khi nhiệt độ giảm, hàm lượng định lượng của các phần có trọng lượng phân tử thấp trong cao su được tạo ra sẽ giảm. Ngoài ra, có sự giảm phân nhánh cấu trúc, sự gia tăng cấu trúc đều đặn của polyme, ảnh hưởng tích cực đến các đặc tính kỹ thuật và hoạt động của thành phẩm.
Trong sự phát triển của sản xuất vật liệu tổng hợp trong nước, một điểm quan trọng là sự ra đời của sản xuất vật liệu styren-butadien bằng phản ứng trùng hợp triệt để. Hiện tại, những vật liệu chất lượng cao và giá cả phải chăng được sản xuất tại các nhà máy ở Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Tính năng Công nghệ
Nếu muốn, bạn có thể nhận được một loại polymer với các thông số nhất định. Ví dụ, với một trọng lượng phân tử trung bình nhất định, được kiểm soát trong quá trình trùng hợp bằng cách đưa vào các chất điều chỉnh có khả năng chuyển chuỗi. Khi hàm lượng chất điều chỉnh định lượng tăng lên, thì trọng lượng phân tử của polyme sẽ giảm xuống.
Chất nào có thể được coi là chất nhũ hóa thích hợp để sản xuất nhũ tương ổn định của monome, cũng như để tạo ra các sản phẩm trùng hợp cuối cùng, latex? Muối kali hoặc natri của axit cacboxylic tổng hợp béo, nhựa thông hydro hóa, cũng như muối của alkylsulfonat được coi là thành phần hóa học chính.
Khi chọn nhựa thông, trước tiên phảibị đối xử đặc biệt. Trong quá trình cân bằng với chất xúc tác (palađi), nó có được các đặc tính cần thiết cho dây chuyền công nghệ sản xuất cao su.
Đặc điểm sản xuất
Để thực hiện quá trình đồng trùng hợp, một pin polymerizer được sử dụng. Khi chuẩn bị hỗn hợp, styren, butadien, dung môi đã được tinh chế và làm khô trước (có thể là xyclohexan) được trộn theo tỷ lệ 5/1. Tiếp theo, các thành phần của phí gốc được đưa vào máy trộn màng để trộn chất lượng cao. Sau đó, hỗn hợp được gửi để tinh chế hóa học từ các tạp chất nhỏ khác nhau.
Thiết bị được nuôi bằng các hợp chất liti hữu cơ, được chuẩn độ ở 25 ° C trong 20 phút. Mức độ tinh sạch được xác định bởi màu sắc của điện tích. Nếu không có tạp chất, hỗn hợp có màu hơi nâu. Trước khi trùng hợp, hỗn hợp được trộn với chất xúc tác, phụ gia phân cực.
Quá trình này được thực hiện trong pin, bao gồm ba thiết bị tiêu chuẩn, bằng cách cung cấp điện tích liên tiếp. Nhiệt độ bên trong polymerizers được duy trì trong khoảng từ 50 đến 80 ° C. Thời gian trung bình của toàn bộ quá trình hóa học là 6 giờ.
Kết
Trong bất kỳ lĩnh vực nào của cuộc sống và hoạt động của một con người hợp thời, có những vật liệu dựa trên cao su styren-butadien. Trước hết, chúng tôi lưu ý đến việc tạo ra đế cao su cho giày, lốp cao su ô tô, vòi tưới nước khác nhau.
Đồng trùng hợp thống kê của styren vàbutadien được sử dụng rộng rãi trong việc tạo ra các vật liệu cách điện, nhiều loại sản phẩm cho ngành công nghiệp ô tô, bao gồm cả việc tạo ra các loại lốp xe chất lượng cao. Các công nghệ tiên tiến được sử dụng bởi các nhà sản xuất cao su styrene-butadien hiện đại cho phép họ tạo ra các sản phẩm với các thông số vật lý và hóa học cụ thể và các đặc tính hiệu suất mong muốn.
Trong số các tính năng của sản xuất này, chúng tôi lưu ý đến việc sử dụng các chất xúc tác chất lượng cao. Tùy thuộc vào cấu trúc của cao su tổng hợp, thời gian của quá trình tạo ra chúng, cũng như chi phí cuối cùng của các sản phẩm cao su được sản xuất trên cơ sở cao su, sẽ khác nhau đáng kể.
