גומי סטירן-בוטדיאן נחשב לאחת האפשרויות הנפוצות ביותר לחומרים פולימריים. הוא מתאים לייצור צמיגים ומוצרי גומי אחרים באיכות גבוהה.
החומר הפולימרי הנקרא מיוצר מחומרי גלם לא יקרים, וטכנולוגיית הייצור שלו נחשבת למשתלמת למדי, עם אלגוריתם ברור של פעולות. לגומי סטירן-בוטדיאן שנוצר יש ביצועים מצוינים ומאפיינים כימיים. הוא מיוצר בהיקפים משמעותיים ומוצג על ידי היצרן במגוון רחב.
חומרי גלם לייצור
בואו נסתכל מקרוב על הייצור של גומיות סטירן-בוטדיאן. כחומר הזנה עבור חומר פולימרי זה, בוטאדיאן-1, 3 או אלפא-מתילסטירן נבחר. קבל גומי סטירן-בוטדיאן על ידי טכנולוגיית תמיסה או קופולימריזציה אמולסיה. בשיטה השנייה נוצרות גומיות תמיסת סטירן-בוטאדיאן.
פילמור אמולסיה
איך מייצרים גומי סטירן בוטאדיאן? התגובה כוללת קופולימריזציה של סטירן ובוטאדיאן באמולסיה. התוצר הסופי הנובע מאינטראקציה זו נקרא סטירן-בוטדיאן גומי (SBR).
כיום, תעשיית הגומי המקומית מייצרת מגוון מוצרים פולימריים המבוססים על כימיקל זה.
איך מסווג גומי סטירן בוטאדיאן? היצרנים מציעים את האפשרויות הבאות:
- גומי שאינם מכילים שמן (SKS-ZOARK);
- חומרים עם אחוז שמן ממוצע (SKM-ZOLRKM-15);
- עם כמות מוגברת של שמן (SKS-ZODRKM-27);
- עם מאפיינים דיאלקטריים מצוינים (SKS-ZOARPD).
שם ספציפי
הספרות הראשונות בשמות לעיל מספרות על התוכן הכמותי של סטירן במטען הראשוני שנבחר לתהליך הפילמור:
- "A" כרוך ביישום תהליך של פילמור בטמפרטורה נמוכה (לא יותר מ-5 מעלות).
- ה"M" מציין שהוא מכיל שמן, לא רק סטירן.
- גומי סטירן-בוטדיאן עם האות "P" מספר על תגובת הפילמור ללא נוכחות של ווסת.
- "K" מציין את השימוש בחומר מתחלב רוזין לייצור גומי.
- האות "P" מסמלת את החומר המתקבל בנוכחות בתערובת הראשונית של מלחים של חומצות שומן, סינתטיות, שהם תוצרים של חמצון חלקי של פרפינים רוויים.
מה מאפיין גומי סטירן בוטאדיאן? הכנתו מבוססת על תהליך הפילמור,שמוכר אפילו לתלמידי תיכון הלומדים בבתי ספר מקיפים ובמכללות.
לכן, לייצור גומי סוליה בתעשייה, נעשה שימוש בגומי סטירן-בוטדין ממולא בשרף, שהנוסחה שלו אינה שונה מהפחמימן הדין הרגיל. לגומיים המיוצרים על בסיס שרף סטירן-בוטדיאן יש עמידות מוגברת בפני שחיקה מכנית ומאפיינים טובים דמויי עור.
בצע את תהליך פילמור האמולסיה במפעל תעשייתי מיוחד. מה מאפיין גומי סטירן בוטאדיאן זה? קבלתו מתבצעת על פי טכנולוגיה ברורה ומוכחת. משך הזמן הממוצע של תגובה כימית הוא 12-15 שעות. לאחר השלמת הפילמור נוצר לטקס המכיל כ-30-35 אחוז מהחומר הפולימרי. ניאון D. מתווסף ללטקס כנוגד חמצון
מלטקס, גומי מיוצר על ידי קרישה של אלקטרוליטים המכילים חומצה גופרתית. בהתחשב בכך ששמן רוזין וסבון על בסיס חומצות שומן סינתטיות פועלים כמתחלבים, בנוסף לקרישה נצפית גם היווצרות חומצות שומן המשפיעות לטובה על המאפיינים הטכנולוגיים של המוצר המוגמר.
הודות לתוספת חומצה גופרתית, הסבון הופך לחומצות אורגניות חופשיות, מושלמת קרישת הלטקס ונוצר גומי סטירן-בוטדיאן. השימוש בחומר המוגמר הוא רב פנים, בהתאם לסוג הייצור. בעיקרון גומי הואחומר גלם נפוץ בתעשייה הכימית.
מבנה של גומי
מהו המבנה של גומי סטירן בוטאדיאן? התכונות הפיזיקליות של חומר נתון נקבעות על פי תכונות המבנה שלו. עם קבלת הפולימר על ידי אוזונציה, נוצר פולימר בעל מבנה לא סדיר. בגומי, יחידות מונומריות מפוזרות באופן אקראי, למולקולה יש צורה מסועפת.
כמעט 80 אחוז מכל היחידות הן טרנס, ורק 20 אחוז הן cis.
תכונות
בוא ננתח גומי סטירן בוטאדיאן. התכונות של חומר זה קשורות למשקל המולקולרי הגבוה שלו. בממוצע, זה 150,000-400,000. והטכנולוגיה לייצור גומיות מלאות בשמן כרוכה בבחירת חומרים בעלי משקל מולקולרי יחסי גבוה. אפשרות זו מאפשרת לך לבטל את ההשפעה השלילית של שמן על איכות הגומי, כדי לשמור על מאפיינים טכנולוגיים מצוינים של גומי לתקופה ארוכה.
ניתן להשיג גומי סטירן-בוטאדיאן מאתילן על ידי ביצוע שרשרת טכנולוגית באמצעות אקטיבטורים, מתחלבים, מווסתים וכן חומרים נוספים, חלקית בתהליך האינטראקציה העוברת להרכב הגומי שנוצר.
תכונות מבדילות
בואו נאפיין גומי סטירן-בוטדיאן. הנוסחה של חומר זה מצביעה על כך שהוא עמיד בפני עיוות מכני, ממיסים אגרסיביים. כדי להגביר את ההתנגדות והגמישות לכפורגומי להפחית את כמות סטירן בתערובת הראשונית. הפולימר שנוצר מתמוסס בבנזין ובממיסים ארומטיים.
מה עוד גורם לגומי סטירן בוטאדיאן לבלוט? תכונות ויחס לחומצות מרוכזות, קטונים, אלכוהול יציבים, חוץ מזה, לפולימר יש חדירות גז ומים מצוינת. במהלך חימום הגומי, נצפים שינויים מבניים רציניים, אשר משפיעים לרעה על התכונות הפיזיקליות והמכניות של הגומי שנוצר.
חמצון תרמי בטמפרטורות מעל 125 מעלות צלזיוס גורם לירידה בנוקשות והרס. חמצון שלאחר מכן מרמז על מבנה רציני של הפולימר, משפיע על העלייה בקשיחותו.
תכונות האפליקציה
גומי סטירן-בוטדיאן משמש ליצירת תרכובת גומי. מאפיינים, יישום של נציג זה של מחלקה של פחמימנים דין מתאים באופן מלא לתכונות הנוסחה המבנית שלו.
נוכחותן של קבוצות פניל צדדיות משפיעה על העמידות המוגברת להשפעות השליליות של חשיפה לקרינה בהשוואה לזנים אחרים של פולימרים אלה.
תרכובות גומי, העשויות על בסיס גומי סטירן-בוטאדיאן, בעלות דביקות נמוכה, התכווצות מוגברת במהלך קלנדר ושיחול. זה משפיע לרעה על יישום תהליכים טכנולוגיים, כמו גם במהלך הדבקה (הרכבה) של חלקי גומי.
לגומיות בטמפרטורה נמוכה יש תכונות טכנולוגיות משופרות, הן נקראותגומיות "חמות".
זנים של גומיות
לגומיות רכות סטירן-בוטאדיאן בטמפרטורה נמוכה יש צמיגות נמוכה, ולכן הן אינן מפלסטיק.
גומיות קשיחות מיוצרות בכמויות קטנות, הנותנות אותן לפלסטיקה תרמו-חמצונית באוויר בטמפרטורה של כ-1400 מעלות צלזיוס באמצעות מפעילי תהליך פירוק.
למגפיים לא מלאים יש חוזק מתיחה נמוך. עם ירידה בכמות סטירן קשור בתרכובת הפולימר, ההתנגדות וההתנגדות לשחיקה יורדות, עמידות הכפור עולה והגמישות עולה.
למגיפי גומי סטירן-בוטאדין במילוי שחור (עם פחמן שחור) יש פרמטרים מצוינים מבחינת עמידות בחום ועמידות בפני שחיקה, אך במידה מסוימת הם נחותים בגמישות ובהתנגדות לעיוותים לגומיות קונבנציונליות. לחומרי גיפור משומשים יש עמידות נוספת לחומצות מרוכזות ומדוללות, אלכוהולים, אלקליות, אתרים. הם מתנפחים בממיסים גומי.
כל הפולימרים המתקבלים משמשים לייצור צמיגים, לייצור מגוון מוצרים לא מעוצבים ומעוצבים. לדוגמה, גומי סטירן-בוטדיאן משמש לייצור מסועים לייצור כריתת עצים, ומייצרים נעלי גומי. בשל ההתנגדות המוגברת לקרינה, כל הגומיות הללו משמשות לייצור גומיות בעלות עמידות אופטימלית לקרינת גמא.
לייצור מוצרים בעלי מאפיינים מעולים של עמידות בפני כפור, נעשה שימוש בחומרי גלם, בהמכיל תכולה מינימלית של סטירן.
אפיון של פילמור תמיסה גומי סטירן בוטאדיאן
בתעשייה המקומית, הושק ייצור של גומיות סטירן-בוטאדיאן של פילמור תמיסה עם תכולת סטירן שונה:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (בעל מאפיינים דיאלקטריים משופרים).
יש גם גומי במבצע, הכולל מיקרו בלוקים סטירן ארומטיים, המיועדים לעיבוד יציקה.
בנוסף, קיימות גומיות פילמור תמיסות במילוי שמן המכילות עד 27% שמן. הודות לפילמור תמיסה, בנוכחות זרזים אורגנוליתיום, מותאמים הפרמטרים העיקריים של המבנה המולקולרי:
- סניפי רשת;
- משקל מולקולרי;
- macrostructures.
מאפיינים בולטים של גומיות כאלה הם הנוכחות המשמעותית של הפולימר עצמו (עד 98%), הכמות המינימלית של זיהומים. לפולימרים מבנה ליניארי בהשוואה לגומיות תחליב סטירן-בוטדיאן.
לחומרי הפולימר המתקבלים יש גמישות גבוהה יותר, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני כפור ועמידות מוגברת בפני סדקים. אנו מציינים גם את הסיבולת הדינמית הגבוהה של חומרים אלה. עם פחות הצטמקות, יש להם צמיגות מוני גבוהה יותר, מכיוון שלמקרומולקולות יש מבנה ליניארי, מסוגלות להתמלא במספר גדולפיח (שחור פחמן) ושמן מבלי לשנות לרעה את המאפיינים המכניים והפיזיקליים של מגפרים.
יש כמה יתרונות טכנולוגיים בייצור של גומיות תמיסה בהשוואה לאפשרויות אמולסיה, אבל יש הרבה יותר דרישות לטוהר המונומרים המשמשים. גומיות פילמור פתרון משמשות בתעשיית הצמיגים ליצירת מסוע עמידות, סוליות נעליים, שרוולי גומי וחלקי גומי רבים. סטירן ו-buadiene-1,3 נחשבים כרכיבים ראשוניים לייצור חומרים פולימריים מסוג זה. הגומי מתקבלים ע י תמיסה או קופולימריזציה אמולסיה.
בייצור המודרני, לא רק נעשה שימוש בטכנולוגיה של ייצור גומיות לא ממולאות, אלא הוקמה גם ייצור של פולימרים, המכילים שרפים, פחמן שחור ושמן. בין כל החומרים הפולימריים המיוצרים, גומי סטירן-בוטדיאן מהווה יותר ממחצית מכושר הייצור.
הסיבה לקנה מידה זה היא ההומוגניות הגבוהה של המאפיינים הפיזיקליים והכימיים של המוצר המיוצר, הזמינות של המונומרים ההתחלתיים (סטירן ובוטדיאן), כמו גם קו הייצור המבוסס היטב.
מסה גדולה של גומי סטירן-בוטדיאן בייצור מודרני מתקבלת על ידי קופולימריזציה אמולסיה של סטירן ובוטדיאן.
סיווג של גומיות לפי מבנה
בהתחשב בתנאי הפילמור ובהרכב הרכיבים המשמשים, ייצור גומיות סטירן-בוטדין, השונות בתכונות והרכב. מותרת התפלגות סטטיסטית, לא סדירה של היחידות המבניות של סטירן ובוטדיאן במקרומולקולה.
עם ירידה בטמפרטורה, נצפית ירידה בתכולה הכמותית של שברים במשקל מולקולרי נמוך בגומי שנוצר. בנוסף, חלה ירידה בהסתעפות מבנית, עליה במבנה הרגיל של הפולימר, המשפיעה לטובה על המאפיינים הטכניים והתפעוליים של המוצר המוגמר.
בפיתוח הייצור המקומי של חומרים סינתטיים, נקודה חשובה הייתה ביסוס ייצור חומרים סטירן-בוטדיאן על ידי פילמור רדיקלי. נכון לעכשיו, חומרים כאלה באיכות גבוהה ובמחיר סביר מיוצרים במפעלים בקרסנויארסק, אומסק, טוליאטי, סטרליטאמק, וורונז'.
תכונות טכנולוגיה
אם תרצה, אתה יכול לקבל פולימר עם פרמטרים מסוימים. לדוגמה, עם משקל מולקולרי ממוצע נתון, אשר נשלט במהלך פילמור על ידי החדרת רגולטורים המסוגלים להעביר שרשרת. ככל שהתוכן הכמותי של הרגולטורים עולה, נצפית ירידה במשקל המולקולרי של הפולימר.
מה יכול להיחשב כמתחלבים המתאימים לייצור תחליבים יציבים של מונומרים, כמו גם ליצירת מוצרי פילמור סופיים, לטקסים? מלחי אשלגן או נתרן של חומצות קרבוקסיליות סינטטיות שומניות, רוזין מוקשה, כמו גם מלחים של אלקילסולפונטים נחשבים כמרכיבים הכימיים העיקריים.
כשבוחרים רוזין, זה חייב קודםנתון לטיפול מיוחד. בתהליך של חוסר פרופורציה עם זרז (פלדיום), הוא רוכש את התכונות הנחוצות לשרשרת הטכנולוגית של ייצור גומי.
פרטי הפקה
כדי לבצע קופולימריזציה, נעשה שימוש בסוללה של פולימריזרים. בעת הכנת התערובת מערבבים סטירן מטוהר ומיובש מראש, בוטאדיאן, ממס (יכול להיות שזה ציקלוהקסן) ביחס של 5/1. לאחר מכן, מרכיבי המטען המקורי מוזנים למערבל דיאפרגמה לערבוב איכותי. לאחר מכן התערובת נשלחת לטיהור כימי עדין מזיהומים קטנים שונים.
המכשיר מוזן בתרכובות אורגנוליתיום, מטוטרלים ב-25 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות. מידת הטיהור נקבעת לפי צבע המטען. אם אין זיהומים, לתערובת יש צבע חום מעט. לפני הפילמור מערבבים את התערובת עם זרז, תוספים קוטביים.
התהליך מתבצע בסוללה, המורכבת משלושה מכשירים סטנדרטיים, על ידי אספקה רצופה של המטען. הטמפרטורה בתוך הפולימרים נשמרת בטווח שבין 50 ל-80 מעלות צלזיוס. משך הזמן הממוצע של כל התהליך הכימי הוא 6 שעות.
מסקנה
בכל תחום של חיים ופעילות של אדם שעומד בזמנים, ישנם חומרים המבוססים על גומי סטירן-בוטדיאן. קודם כל, נציין את היצירה של סוליות גומי לנעליים, צמיגי גומי לרכב, צינורות השקיה שונים.
קופולימרים סטטיסטיים של סטירן ובוטאדיאן נמצא בשימוש נרחב ביצירת חומרי בידוד חשמליים, מגוון מוצרים לתעשיית הרכב, כולל יצירת צמיגים באיכות גבוהה. טכנולוגיות חדשניות המשמשות יצרנים מודרניים של גומיות סטירן-בוטדיאן מאפשרות להם ליצור מוצרים עם פרמטרים פיסיקליים וכימיים מוגדרים ומאפייני ביצועים רצויים.
בין התכונות של ייצור זה, אנו מציינים את השימוש בזרזים באיכות גבוהה. בהתאם למבנה הגומיות המסונתזות, משך תהליך יצירתן, כמו גם העלות הסופית של מוצרי גומי המיוצרים על בסיס גומי, שונים באופן משמעותי.
