АдукацыяНавука

Бутадыен-стирольный каўчук: ўласцівасці, прымяненне, формула

Бутадыен-стирольный каўчук лічыцца адным з найбольш выкарыстоўваюцца варыянтаў палімерных матэрыялаў. Ён прыдатны для вырабу шын і іншых гумовых вырабаў, якія маюць высокую якасць.

Названы палімерны матэрыял вырабляецца з недарагога сыравіны, а тэхналогія яго вырабу лічыцца цалкам даступнай, якая мае выразны алгарытм дзеянняў. Што атрымліваецца ў выніку бутадыен-стирольный каўчук валодае выдатнымі эксплуатацыйнымі і хімічнымі характарыстыкамі. Ён выпускаецца ў істотных аб'ёмах і прадстаўлены вытворцам ў шырокім асартыменце.

Сыравіну для вытворчасці

Разгледзім падрабязней вытворчасць бутадыен-стирольных каучукаў. У якасці зыходнага сыравіны для дадзенага палімернага матэрыялу выбіраюць бутадыен-1,3 небудзь альфа-метилстирол. Атрымліваюць бутадыен-стирольный каўчук шляхам растворнай тэхналогіі або эмульсійнай сополимеризацией. У другім спосабе ўтвараюцца бутадыен-стирольные растворныя каучукі.

эмульсійная полімерызацыя

Як ажыццяўляецца атрыманне бутадыен-стирольного каўчук? Рэакцыя прадугледжвае сумесную полімерызацыі стыролу і бутадыена у эмульсіі. Канчатковы прадукт, які атрымліваецца ў выніку гэтага ўзаемадзеяння, называюць бутадыен-стирольный каўчук (СКС).

У дадзены момант у айчыннай каўчукавай прамысловасці ажыццяўляецца вытворчасць разнастайных варыянтаў палімернай прадукцыі на аснове дадзенага хімічнага рэчыва.

Як падпадзяляюць бутадыен-стирольный каўчук? Вытворцы прапануюць наступныя варыянты:

  • каучукі, якія не ўтрымліваюць алею (СКС-ЗОАРК);
  • матэрыялы з сярэднім працэнтным утрыманнем алею (СКМ-ЗОЛРКМ-15);
  • з павышаным колькасцю алею (СКС-ЗОДРКМ-27);
  • з выдатнымі дыэлектрычнымі характарыстыкамі (СКС-ЗОАРПД).

спецыфіка найменні

Першыя лічбы ў прыведзеных назвах распавядаюць аб колькасным утрыманні стыролу ў зыходнай шыхце, выбіраюць для правядзення працэсу полімерызацыі:

  • «А» мяркуе ажыццяўленне працэсу нізкатэмпературнай полімерызацыі (не больш 5 градусаў).
  • «М» сведчыць аб тым, што ў ім ёсць алей, не толькі стырол.
  • Бутадыен-стирольный каўчук з літарай «Р» распавядае аб правядзенні рэакцыі полімерызацыі без наяўнасці рэгулятара.
  • «Да» паказвае на ўжыванне пры вырабе каўчук каніфольна эмульгатора.
  • Літара «П» сімвалізуе матэрыял, які атрымліваецца пры наяўнасці ў зыходнай сумесі соляў тоўстых, сінтэтычных кіслот, якія ўяўляюць сабой прадукты частковага акіслення насычаных парафінаў.

Чым характарызуецца бутадыен-стирольный каўчук? Атрыманне яго грунтуецца на працэсе полімерызацыі, які знаёмы нават старшакласнікам, якія навучаюцца ў агульнаадукацыйных школах і каледжах.

Так, для вытворчасці ў прамысловасці падэшвеннай гум выкарыстоўваецца смолонаполненный бутадыен-стирольный каўчук, формула якога нічым не адрозніваецца ад звычайнага диенового вуглевадароду. У гум, вырабленых на базе бутадыен-стирольной смалы, падвышаная ўстойлівасць да механічнага ізаляцыі, нядрэнныя кожеподобные характарыстыкі.

Ажыццяўляюць працэс эмульсійнай полімерызацыі на спецыяльнай прамысловай ўсталёўцы. Чым характарызуецца гэты бутадыен-стирольный каўчук? Атрыманне яго ажыццяўляецца па дакладнай і адпрацаванай тэхналогіі. Сярэдняя працягласць хімічнай рэакцыі складае 12-15 гадзін. Пасля завяршэння полімерызацыі утворыцца латекс, у якім змяшчаецца прыкладна 30-35 працэнтаў палімернага рэчывы. У якасці антыаксіданта ў латекс ўводзяць неон Д.

З латекса каўчук выпрацоўваюць шляхам каагуляцыі электралітаў, якія ўтрымліваюць серную кіслату. Улічваючы, што ў ролі эмульгаторов выступаюць канифолевое алей і мыла, створанае на базе тоўстых сінтэтычных кіслот, акрамя каагуляцыі назіраецца таксама адукацыю тоўстых кіслот, якія аказваюць пазітыўнае дзеянне на тэхналагічныя характарыстыкі гатовага вырабы.

Дзякуючы дадатку сернай кіслаты, адбываецца ператварэнне мыла ў свабодныя арганічныя кіслоты, завяршаецца каагуляцыя латекса і ўтворыцца бутадыен-стирольный каўчук. Прымяненне гатовага матэрыялу шматгранна, залежыць ад выгляду вытворчасці. У асноўным каўчук з'яўляецца распаўсюджаным сыравінай у хімічнай прамысловасці.

структура каўчуку

Якую структуру мае бутадыен-стирольный каўчук? Фізічныя ўласцівасці дадзенага рэчыва вызначаецца асаблівасцямі яго будынка. Пры атрыманні палімера шляхам озоционирования, утворыцца палімер нерэгулярнай структуры. У каучуку мономерные звёны знаходзяцца бязладна, малекула мае разгалінаваны выгляд.

Амаль 80 адсоткаў усіх звёнаў маюць транс-канфігурацыю, і толькі 20 адсоткаў характарызуецца цис-структурай.

характарыстыкі

Прааналізуем бутадыен-стирольный каўчук. Ўласцівасці дадзенага рэчыва звязаны з яго высокай малекулярнай масай. У сярэднім яна складае 150 000-400 000. А тэхналогія вырабу маслонаполненных каўчук прадугледжвае выбар матэрыялаў з вялікім паказчыкам адноснай малекулярнай масы. Падобны варыянт дазваляе ўстараняць негатыўнае ўздзеянне алею на якасць гумы, захоўваць на працягу доўгага перыяду выдатныя тэхналагічныя характарыстыкі каўчук.

Можна з этылену атрымаць бутадыен-стирольный каўчук, правёўшы тэхналагічны ланцужок з выкарыстаннем актыватараў, эмульгаторов, рэгулятараў, а таксама іншых рэчываў, часткова ў працэсе ўзаемадзеяння пераходзячых у склад ўтвараецца каўчук.

адметныя характарыстыкі

Ахарактарызуем бутадыен-стирольный каўчук. Формула дадзенага рэчыва сведчыць аб тым, што яно устойліва да механічных дэфармацыям, агрэсіўным растваральнікам. Для павышэння марозаўстойлівасці і эластычнасці каўчук памяншаюць ў зыходнай сумесі колькасць стыролу. Атрыманы палімер раствараецца ў бензіне і араматычных растваральніках.

Чым яшчэ вылучаецца бутадыен-стирольный каўчук? Ўласцівасці і стаўленне да канцэнтраваным кіслот, кетонаў, спірце стабільнае, да таго ж у палімера выдатная газа-і водапранікальнасць. Падчас награвання каучуку назіраюцца сур'ёзныя структурныя змены, што негатыўна адбіваецца на фізіка-механічных уласцівасцях атрыманай гумы.

Тэрмічнае акісленне пры тэмпературах ад 125 ° С выклікае зніжэнне калянасці і дэструкцыю. Наступнае акісленне прадугледжвае сур'ёзнае структураванне палімера, адбіваецца на павышэнні яго калянасці.

асаблівасці прымянення

Для стварэння гумовай сумесі выкарыстоўваецца менавіта бутадыен-стирольный каўчук. Ўласцівасці, прымяненне гэтага прадстаўніка класа диеновых вуглевадародаў у поўнай меры адпавядае асаблівасцям яго структурнай формулы.

Прысутнасць бакавых фенильных груповак адбіваецца на падвышанай стойкасці да негатыўнага ўздзеяння радыяцыйнаму апрамяненню ў параўнанні з іншымі разнавіднасцямі гэтых палімераў.

У гумовых сумесяў, якія выраблены на базе бутадыен-стирольных каўчук, невысокая клейкость, падвышаная ўсаджванне пры каландровании і шприцевании. Гэта негатыўна адбіваецца на ажыццяўленні тэхналагічных працэсаў, а таксама пры правядзенні клеення (зборкі) нарыхтовак гумовых вырабаў.

У нізкатэмпературных каўчук палепшаныя тэхналагічныя ўласцівасці, іх называюць «гарачымі» каўчук.

разнавіднасці каучукаў

Мяккія бутадыен-стирольные нізкатэмпературныя каучукі маюць нізкую глейкасць, таму іх не пластицируют.

Жорсткія каучукі вырабляюць у невялікіх колькасцях, падвяргаючы іх термоокислительной пластикации ў паветранай асяроддзі пры тэмпературы парадку 1400 ° С з выкарыстаннем актыватараў працэсу дэструкцыі.

У ненаполненных вулканизаторов невысокая трываласць на расцяжэнне. Пры памяншэнні колькасці звязанага стыролу ў палімерным злучэнні зніжаецца супраціў і ўстойлівасць да ізаляцыі, ўзрастае марозаўстойлівасць, павялічваецца эластычнасць.

Саженаполненные (з тэхнічным вугляродам) вулканизаторы бутадыен-стирольных каўчук маюць выдатныя параметры па цеплавой стойкасці і зносаўстойлівасці, але ў некаторай ступені яны саступаюць па эластычнасці і дэфармацыйнай стойкасці звычайным каўчук. Выкарыстоўваюцца вулканизаторы маюць дадатковую ўстойлівасць да ўздзеяння канцэнтраваных і разведзеных кіслот, спіртоў, шчолачаў, эфіраў. У растваральніках каўчук яны брыняюць.

Усе атрыманыя палімеры ўжываюць у вытворчасці шын, вырабе разнастайных неформовых і формовой вырабаў. Напрыклад, з бутадыен-стирольного каўчук вырабляюць транспарцёрная стужкі для лесанарыхтоўчай вытворчасці, вырабляюць гумовую абутак. У сувязі з падвышанай радыяцыйнай устойлівасцю ўсе гэтыя каучукі выкарыстоўваюць у вырабе гум, якія маюць аптымальную ўстойлівасць да гама-выпраменьвання.

Для вытворчасці вырабаў, якія адрозніваюцца выдатнымі марозаўстойлівымі характарыстыкамі, ужываюць зыходнае сыравіну, у складзе якога мінімальнае ўтрыманне стыролу.

Характарыстыка бутадыен-стирольных каўчук растворнай полімерызацыі

У айчыннай прамысловасці наладжаны выпуск бутадыен-стирольных каўчук растворнай полімерызацыі, якія маюць рознае ўтрыманне стыролу:

  • ДССК-10.
  • ДССК-25.
  • ДССК-18.
  • ДССК-50.
  • ДССК-25Д (валодае падвышанымі дыэлектрычнымі характарыстыкамі).

У продажы ёсць і каўчук, які ўключае ў сябе микроблоки араматычнага стыролу, прызначаецца для перапрацоўкі ліццём.

Акрамя таго, ёсць і каучукі маслонаполненные растворнай полімерызацыі, якія ўтрымліваюць да 27% алею. Дзякуючы растворнай полімерызацыі, пры наяўнасці литийорганических каталізатараў ажыццяўляецца рэгуляванне асноўных параметраў малекулярнай структуры:

  • разгалінавання ланцуга;
  • малекулярнай масы;
  • макроструктуры.

Адметнымі характарыстыкамі падобных каўчук лічаць істотнае наяўнасць самога палімера (да 98%), мінімальная колькасць прымешак. Палімеры валодаюць лінейным будынкам у параўнанні з бутадыен-стирольными эмульсійнымі каўчук.

У атрымліваюцца палімерных матэрыялаў больш высокая пластычнасць, зносаўстойлівасць, марозаўстойлівасць, падвышаны супраціў з'яўлення расколін. Адзначым і высокую дынамічную цягавітасць гэтых матэрыялаў. Пры меншай усаджванню яны валодаюць большай глейкасцю па Муні, так як макрамалекулы маюць лінейную структуру, здольныя напаўняцца вялікім лікам сажы (тэхнічнага вугляроду) і масла без негатыўнага змены механічных і фізічных уласцівасцяў вулканизаторов.

Ёсць і некаторыя тэхналагічныя перавагі пры вытворчасці растворных каўчук ў параўнанні з эмульсійнымі варыянтамі, але пры гэтым значна больш патрабаванні да чысціні выкарыстоўваюцца мономеров. Выкарыстоўваюць каучукі растворнай полімерызацыі ў шыннай прамысловасці, для стварэння трывалых транспарцёрная стужак, абутковай падэшвы, гумовых рукавоў, шматлікіх гумовых дэталяў. Зыходнымі кампанентамі для вытворчасці палімерных матэрыялаў дадзенага выгляду лічаць стырол і буадиен-1,3. Атрымліваюць каучукі шляхам растворнай ці эмульсійнай сополимеризации.

У сучасным вытворчасці выкарыстоўваецца не толькі тэхналогія вырабу ненаполненных каўчук, але і наладжаны выпуск палімераў, у складзе якіх прысутнічаюць смолы, тэхнічны вуглярод, алей. Сярод усіх выпускаюцца палімерных матэрыялаў на долю бутадыен-стирольного каўчук прыпадае больш за палову ўсіх вытворчых магутнасцяў.

Прычына такога маштабу заключаецца ў высокай аднастайнасці фізічных і хімічных характарыстык выпускаецца прадукту, даступнасці зыходных мономеров (стыролу і бутадыена), а таксама наладжанай тэхналагічнай лініі.

Вялікую масу бутадыен-стирольного каучуку на сучасным вытворчасці атрымліваюць шляхам эмульсійнай сополимеризацией стыролу і бутадыена.

Класіфікацыя каўчук па будынку

З улікам умоў правядзення полімерызацыі і складу выкарыстоўваюцца кампанентаў наладжаны выпуск бутадыен-стирольных каўчук, якія адрозніваюцца па ўласцівасцях і складу. Дапускаецца статыстычнае, нерэгулярнае размеркаванне структурных звёнаў стыролу і бутадыена у макрамалекул.

Пры паніжэнні тэмпературы назіраецца зніжэнне колькаснага ўтрымання ў ствараемым каучуку нізкамалекулярных фракцый. Акрамя таго, адбываецца памяншэнне структурнага разгалінавання, павелічэнне рэгулярнай структуры палімера, што пазітыўна адлюстроўваецца на тэхнічных і эксплуатацыйных характарыстыках гатовай прадукцыі.

У развіцці айчыннай вытворчасці сінтэтычных матэрыялаў важным момантам стала наладжванне вытворчасці бутадыен-стирольных матэрыялаў шляхам полімерызацыі па радыкальным механізму. У цяперашні час такія матэрыялы высокай якасці і па прымальнай цане вырабляюць на заводах Краснаярска, Омска, Тальяці, Сцерлітамак, Варонежа.

Асаблівасці тэхналогіі

Пры жаданні можна атрымліваць палімер, які валодае пэўнымі параметрамі. Напрыклад, з зададзенай сярэдняй малекулярнай масай, якая рэгулюецца па меры полімерызацыі шляхам уводу рэгулятараў, здольных ажыццяўляць перадачу ланцуга. Па меры павелічэння колькаснага ўтрымання рэгулятараў назіраецца паніжэнне малекулярнай масы палімера.

Што можна разглядаць як эмульгатары, падыходных для вытворчасці стойкіх эмульсій мономеров, а таксама для стварэння выніковых прадуктаў полімерызацыі, латек-сов? У якасці асноўных хімічных кампанентаў разглядаюць каліевае альбо натрыевыя солі тоўстых сінтэтычных карбонавых кіслот, гидрированную каніфоль, а таксама солі алкисульфонатов.

Пры выбары каніфолі яе спачатку падвяргаюць адмысловай апрацоўцы. У працэсе диспропорционирования пры каталізатары (паладый) яна набывае ўласцівасці, неабходныя для тэхналагічнага ланцужка стварэння каучукаў.

Спефицика вытворчасці

Для правядзення сополимеризации выкарыстоўваюць батарэю полимеризаторов. Пры падрыхтоўцы шыхты змешваюць вычышчаны і папярэдне высушаны стырол, бутадыен, растваральнік (ім можа з'яўляцца цыклагексану) у суадносінах 5/1. Далей кампаненты зыходнай шыхты падаюць у диафрагмовый змяшальнік для якаснага мяшання. Затым сумесь накіроўваецца на хімічную тонкую ачыстку ад разнастайных дробных прымешак.

У апарат падаюць литийорганические злучэння, тытры пры тэмпературы 25 ° С на працягу 20 хвілін. Ступень ачысткі вызначаюць па афарбоўцы шыхты. Калі прымешак не, у сумесі слаба-карычневы колер. Да полімерызацыі шыхты змешваюць з каталізатарам, палярнымі дадаткамі.

Працэс ажыццяўляецца ў батарэі, якая складаецца з трох стандартных апаратаў, шляхам паслядоўнай падачы шыхты. Тэмпература ўнутры полимеризаторов падтрымліваецца ў дыяпазоне ад 50 да 80 ° C. Сярэдняя працягласць усяго хімічнага працэсу складае 6 гадзін.

заключэнне

У любой сферы жыцця і дзейнасці своечасовага чалавека сустракаюцца матэрыялы, у аснове якіх ляжыць бутадыен-стирольный каўчук. У першую чаргу адзначым стварэнне гумовых падэшваў для абутку, аўтамабільных гумовых пакрышак, разнастайных палівальных шлангаў.

Статыстычныя супалімер стыролу і бутадыена шырока ўжываюць у стварэнні электраізаляцыйныя матэрыялы, разнастайных вырабаў для аўтамабільнай прамысловасці, уключаючы і стварэнне якасных пакрышак. Інавацыйныя тэхналогіі, якія ўжываюць сучасныя вытворцы бутадыен-стирольных каўчук, дазваляюць ім ствараць прадукцыю з зададзенымі фізічнымі і хімічнымі параметрамі, жаданымі эксплуатацыйнымі характарыстыкамі.

Сярод асаблівасцяў дадзенай вытворчасці адзначым прымяненне каталізатараў высокай якасці. У залежнасці ад структуры сінтэзаваных каўчук, істотна адрозніваецца працягласць працэсу іх стварэння, а таксама канчатковая кошт выпускаемай на аснове каўчук гумавай прадукцыі.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.delachieve.com. Theme powered by WordPress.