ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนถือเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับวัสดุโพลีเมอร์ เหมาะสำหรับทำยางรถยนต์และผลิตภัณฑ์ยางอื่น ๆ คุณภาพสูง
ชื่อวัสดุโพลีเมอร์นั้นผลิตจากวัตถุดิบราคาไม่แพง และเทคโนโลยีการผลิตถือว่ามีราคาไม่แพงมาก พร้อมอัลกอริธึมการดำเนินการที่ชัดเจน ส่งผลให้ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนมีประสิทธิภาพและคุณสมบัติทางเคมีที่ดีเยี่ยม ผลิตในปริมาณมากและนำเสนอโดยผู้ผลิตในวงกว้าง
วัตถุดิบในการผลิต
มาดูการผลิตยางสไตรีน-บิวทาไดอีนกันดีกว่า เป็นวัตถุดิบสำหรับวัสดุพอลิเมอร์นี้ บิวทาไดอีน-1, 3 หรืออัลฟา-เมทิลสไตรีนถูกเลือก รับยางสไตรีน-บิวทาไดอีนด้วยเทคโนโลยีการแก้ปัญหาหรืออิมัลชันโคพอลิเมอไรเซชัน ในวิธีที่สอง ยางสารละลายสไตรีน-บิวทาไดอีนจะเกิดขึ้น
อิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน
ยางสไตรีนบิวทาไดอีนผลิตอย่างไร? ปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับโคพอลิเมอไรเซชันของสไตรีนและบิวทาไดอีนในอิมัลชัน ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่เกิดจากปฏิกิริยานี้เรียกว่ายางสไตรีน-บิวทาไดอีน (SBR)
ปัจจุบันอุตสาหกรรมยางในประเทศกำลังผลิตผลิตภัณฑ์โพลีเมอร์ที่หลากหลายโดยใช้สารเคมีนี้
ยางสไตรีนบิวทาไดอีนจำแนกอย่างไร? ผู้ผลิตเสนอตัวเลือกต่อไปนี้:
- ยางที่ไม่มีน้ำมัน (SKS-ZOARK);
- วัสดุที่มีเปอร์เซ็นต์น้ำมันเฉลี่ย (SKM-ZOLRKM-15);
- ด้วยปริมาณน้ำมันที่เพิ่มขึ้น (SKS-ZODRKM-27);
- มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม (SKS-ZOARPD)
ตั้งชื่อเฉพาะ
ตัวเลขตัวแรกในชื่อด้านบนบอกถึงเนื้อหาเชิงปริมาณของสไตรีนในประจุเริ่มต้นที่เลือกสำหรับกระบวนการโพลิเมอไรเซชัน:
- "A" เกี่ยวข้องกับการนำกระบวนการโพลิเมอไรเซชันที่อุณหภูมิต่ำไปปฏิบัติ (ไม่เกิน +5 องศา)
- ตัว "M" แสดงว่ามีน้ำมัน ไม่ใช่แค่สไตรีน
- ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนที่มีตัวอักษร "P" บอกถึงปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันโดยไม่ต้องมีตัวควบคุม
- "K" หมายถึงการใช้อิมัลซิไฟเออร์ขัดสนในการผลิตยาง
- ตัวอักษร "P" เป็นสัญลักษณ์ของวัสดุที่ได้รับต่อหน้าในส่วนผสมเริ่มต้นของเกลือของไขมัน กรดสังเคราะห์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาออกซิเดชันบางส่วนของพาราฟินอิ่มตัว
ยางสไตรีนบิวทาไดอีนมีลักษณะอย่างไร? การเตรียมการจะขึ้นอยู่กับกระบวนการพอลิเมอไรเซชันซึ่งคุ้นเคยแม้กระทั่งกับนักเรียนมัธยมศึกษาในโรงเรียนและวิทยาลัยที่ครอบคลุม
ดังนั้น สำหรับการผลิตยางรองพื้นในอุตสาหกรรม จึงใช้ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนที่เติมเรซิน ซึ่งเป็นสูตรที่ไม่แตกต่างจากไดอีนไฮโดรคาร์บอนทั่วไป ยางที่ผลิตขึ้นจากเรซินสไตรีน-บิวทาไดอีนมีความต้านทานต่อการเสียดสีทางกลและลักษณะคล้ายหนังที่ดีมากขึ้น
ดำเนินกระบวนการอิมัลชันพอลิเมอไรเซชันในโรงงานอุตสาหกรรมพิเศษ ลักษณะเฉพาะของยางสไตรีนบิวทาไดอีนนี้คืออะไร? การรับจะดำเนินการตามเทคโนโลยีที่ชัดเจนและได้รับการพิสูจน์แล้ว ระยะเวลาเฉลี่ยของปฏิกิริยาเคมีคือ 12-15 ชั่วโมง หลังจากกระบวนการโพลิเมอไรเซชันเสร็จสิ้น จะเกิดน้ำยางซึ่งมีสารพอลิเมอร์ประมาณ 30-35 เปอร์เซ็นต์ Neon D. ถูกเพิ่มลงใน latex เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ
จากน้ำยาง ยางเกิดจากการจับตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่มีกรดซัลฟิวริก เนื่องจากน้ำมันขัดสนและสบู่ที่มีกรดไขมันสังเคราะห์ทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์ นอกจากการแข็งตัวของเลือดแล้ว ยังสังเกตเห็นการก่อตัวของกรดไขมัน ซึ่งส่งผลดีต่อลักษณะทางเทคโนโลยีของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
ด้วยการเติมกรดซัลฟิวริก สบู่จะถูกแปลงเป็นกรดอินทรีย์อิสระ การแข็งตัวของน้ำยางเสร็จสมบูรณ์และเกิดยางสไตรีน-บิวทาไดอีนขึ้น การใช้วัสดุสำเร็จรูปมีหลายแง่มุม ขึ้นอยู่กับประเภทของการผลิต โดยทั่วไปยางคือวัตถุดิบทั่วไปในอุตสาหกรรมเคมี
โครงสร้างยาง
ยางสไตรีนบิวทาไดอีนมีโครงสร้างอย่างไร ? คุณสมบัติทางกายภาพของสารที่กำหนดนั้นพิจารณาจากคุณสมบัติของโครงสร้าง เมื่อได้รับพอลิเมอร์โดยโอโซน จะเกิดพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างไม่ปกติ ในยางจะมีหน่วยโมโนเมอร์กระจายแบบสุ่ม โดยโมเลกุลจะมีรูปแบบแตกแขนง
เกือบ 80 เปอร์เซ็นต์ของหน่วยทั้งหมดเป็นทรานส์ และมีเพียง 20 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เป็น cis
คุณสมบัติ
มาวิเคราะห์ยางสไตรีนบิวทาไดอีนกัน คุณสมบัติของสารนี้มีความสัมพันธ์กับน้ำหนักโมเลกุลสูง โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 150,000-400,000 และเทคโนโลยีสำหรับการผลิตยางที่เติมน้ำมันนั้นเกี่ยวข้องกับการเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์สูง ตัวเลือกนี้ช่วยให้คุณขจัดผลกระทบด้านลบของน้ำมันที่มีต่อคุณภาพของยาง เพื่อรักษาคุณลักษณะทางเทคโนโลยีที่ดีเยี่ยมของยางไว้เป็นเวลานาน
เป็นไปได้ที่จะได้รับยางสไตรีน-บิวทาไดอีนจากเอทิลีนโดยการทำห่วงโซ่เทคโนโลยีโดยใช้ตัวกระตุ้น อิมัลซิไฟเออร์ สารควบคุม และสารอื่นๆ บางส่วนในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ผ่านเข้าไปในองค์ประกอบของยางที่เกิดขึ้น
คุณสมบัติเด่น
มาดูลักษณะยางสไตรีน-บิวทาไดอีนกัน. สูตรของสารนี้ระบุว่ามีความทนทานต่อการเสียรูปทางกล ตัวทำละลายที่มีฤทธิ์รุนแรง เพื่อเพิ่มความต้านทานความเย็นและความยืดหยุ่นยางลดปริมาณสไตรีนในส่วนผสมเริ่มต้น พอลิเมอร์ที่ได้จะละลายในน้ำมันเบนซินและตัวทำละลายอะโรมาติก
อะไรที่ทำให้ยางสไตรีนบิวทาไดอีนโดดเด่น? คุณสมบัติและความสัมพันธ์กับกรดเข้มข้น คีโตน แอลกอฮอล์มีความเสถียร นอกจากนี้ โพลีเมอร์ยังมีการซึมผ่านของก๊าซและน้ำที่ดีเยี่ยม ในระหว่างการให้ความร้อนของยาง จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างที่ร้ายแรง ซึ่งส่งผลเสียต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของยางที่เกิดขึ้น
การเกิดออกซิเดชันด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 125 °C ทำให้ความแข็งและการทำลายลดลง การเกิดออกซิเดชันที่ตามมาแสดงถึงโครงสร้างที่ร้ายแรงของพอลิเมอร์ ซึ่งส่งผลต่อความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น
คุณสมบัติแอปพลิเคชั่น
ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนใช้ทำยางผสม คุณสมบัติ การประยุกต์ใช้ตัวแทนของกลุ่ม diene ไฮโดรคาร์บอนนี้สอดคล้องกับคุณสมบัติของสูตรโครงสร้างอย่างเต็มที่
การปรากฏตัวของกลุ่มฟีนิลข้างเคียงส่งผลต่อความต้านทานที่เพิ่มขึ้นต่อผลกระทบเชิงลบจากการได้รับรังสีเมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์ชนิดอื่นๆ
ยางคอมปาวน์ซึ่งทำมาจากยางสไตรีน-บิวทาไดอีน มีความเหนียวต่ำ มีการหดตัวเพิ่มขึ้นในระหว่างการรีดและการรีด สิ่งนี้ส่งผลเสียต่อการดำเนินการตามกระบวนการทางเทคโนโลยีตลอดจนในระหว่างการติดกาว (การประกอบ) ของช่องว่างยาง
ยางอุณหภูมิต่ำมีคุณสมบัติทางเทคโนโลยีที่ดีขึ้น เรียกว่ายาง "ร้อน"
ยางชนิดต่างๆ
ยางอุณหภูมิต่ำของสไตรีน-บิวทาไดอีนชนิดอ่อนมีความหนืดต่ำ จึงไม่ทำให้เกิดเป็นพลาสติก
ยางแข็งผลิตขึ้นในปริมาณเล็กน้อย โดยนำไปผ่านกระบวนการเทอร์โมออกซิเดชันพลาสติกในอากาศที่อุณหภูมิประมาณ 1400 °C โดยใช้ตัวกระตุ้นกระบวนการย่อยสลาย
วัลคาไนเซอร์ที่ยังไม่เติมมีความต้านทานแรงดึงต่ำ ด้วยปริมาณของสไตรีนที่ถูกผูกมัดในสารประกอบพอลิเมอร์ที่ลดลง ความต้านทานและความต้านทานการเสียดสีลดลง ความต้านทานการแข็งตัวของน้ำแข็งเพิ่มขึ้น และความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น
วัลคาไนเซอร์ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนที่เติมสีดำ (มีคาร์บอนแบล็ค) มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมในแง่ของการทนความร้อนและทนต่อการสึกหรอ แต่ในด้านความยืดหยุ่นและความทนทานต่อการเสียรูปของยางทั่วไปในระดับหนึ่ง วัลคาไนเซอร์ที่ใช้แล้วมีความต้านทานเพิ่มเติมต่อกรดเข้มข้นและเจือจาง แอลกอฮอล์ ด่าง อีเธอร์ พวกมันบวมตัวในตัวทำละลายยาง
โพลีเมอร์ที่ได้รับทั้งหมดถูกนำมาใช้ในการผลิตยางรถยนต์ การผลิตผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้ขึ้นรูปและขึ้นรูปต่างๆ ตัวอย่างเช่น ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนใช้ทำสายพานลำเลียงสำหรับการผลิตไม้ และผลิตรองเท้ายาง เนื่องจากความต้านทานการแผ่รังสีที่เพิ่มขึ้น ยางทั้งหมดเหล่านี้จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตยางที่มีความทนทานต่อรังสีแกมมาอย่างเหมาะสม
สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะทนต่อความเย็นจัดเป็นเลิศ ใช้วัตถุดิบในซึ่งประกอบด้วยสไตรีนขั้นต่ำ
ลักษณะเฉพาะของยางสไตรีนบิวทาไดอีนโพลีเมอไรเซชันของสารละลาย
ในอุตสาหกรรมภายในประเทศ ได้มีการเปิดตัวการผลิตยางสไตรีน-บิวทาไดอีนของสารละลายโพลิเมอไรเซชันที่มีปริมาณสไตรีนต่างกัน:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (มีคุณสมบัติไดอิเล็กทริกที่ปรับปรุง)
ยางยังมีขาย ซึ่งรวมถึงไมโครบล็อกอะโรมาติกสไตรีนสำหรับกระบวนการหล่อ
นอกจากนี้ยังมียางโพลีเมอไรเซชันแบบเติมน้ำมันซึ่งมีน้ำมันมากถึง 27% ต้องขอบคุณการแก้ปัญหาโพลิเมอไรเซชัน เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาออร์กาโนลิเธียม พารามิเตอร์หลักของโครงสร้างโมเลกุลจะถูกปรับ:
- สาขาเชน
- น้ำหนักโมเลกุล;
- โครงสร้างมหภาค
ลักษณะเด่นของยางดังกล่าวคือการมีอยู่ที่สำคัญของพอลิเมอร์เอง (มากถึง 98%) ซึ่งเป็นปริมาณสิ่งสกปรกขั้นต่ำ โพลีเมอร์มีโครงสร้างเชิงเส้นเมื่อเทียบกับยางอิมัลชันสไตรีน-บิวทาไดอีน
วัสดุพอลิเมอร์ที่ได้จะมีความเหนียวสูง ทนทานต่อการสึกหรอ ต้านทานความเย็นจัด และทนต่อการแตกร้าวที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้เรายังทราบถึงความทนทานแบบไดนามิกสูงของวัสดุเหล่านี้ เมื่อมีการหดตัวน้อยกว่า จึงมีความหนืดมูนนีย์สูงกว่า เนื่องจากโมเลกุลขนาดใหญ่มีโครงสร้างเชิงเส้น สามารถเติมได้จำนวนมากเขม่า (คาร์บอนแบล็ค) และน้ำมันโดยไม่ส่งผลเสียต่อคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของวัลคาไนเซอร์
มีข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีบางอย่างในการผลิตยางสำหรับสารละลายเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลือกอิมัลชัน แต่มีข้อกำหนดมากกว่ามากสำหรับความบริสุทธิ์ของโมโนเมอร์ที่ใช้ น้ำยาโพลีเมอไรเซชั่นใช้ในอุตสาหกรรมยางรถยนต์เพื่อสร้างสายพานลำเลียง พื้นรองเท้า ปลอกยาง และชิ้นส่วนยางจำนวนมากที่ทนทาน Styrene และ buadiene-1, 3 ถือเป็นส่วนประกอบเริ่มต้นสำหรับการผลิตวัสดุพอลิเมอร์ประเภทนี้ ยางได้มาจากสารละลายหรืออิมัลชันโคพอลิเมอไรเซชัน
ในการผลิตสมัยใหม่ ไม่เพียงแต่ใช้เทคโนโลยีการผลิตยางที่ไม่เติมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการผลิตโพลีเมอร์ซึ่งประกอบด้วยเรซิน คาร์บอนแบล็ค และน้ำมันอีกด้วย ในบรรดาวัสดุโพลีเมอร์ที่ผลิตทั้งหมด ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนมีสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของกำลังการผลิตทั้งหมด
เหตุผลของมาตราส่วนนี้คือความเป็นเนื้อเดียวกันสูงของลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้น ความพร้อมใช้งานของโมโนเมอร์เริ่มต้น (สไตรีนและบิวทาไดอีน) ตลอดจนสายการผลิตที่มั่นคง
ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนจำนวนมากในการผลิตสมัยใหม่ได้มาจากการทำอิมัลชันโคพอลิเมอไรเซชันของสไตรีนและบิวทาไดอีน
จำแนกยางตามโครงสร้าง
โดยคำนึงถึงสภาวะของโพลิเมอไรเซชันและองค์ประกอบของส่วนประกอบที่ใช้ การผลิตยางสไตรีน-บิวทาไดอีน ซึ่งแตกต่างกันในคุณสมบัติและองค์ประกอบ อนุญาตการกระจายทางสถิติที่ผิดปกติของหน่วยโครงสร้างของสไตรีนและบิวทาไดอีนในโมเลกุลขนาดใหญ่
เมื่ออุณหภูมิลดลง จะสังเกตเห็นการลดลงของเนื้อหาเชิงปริมาณของเศษส่วนน้ำหนักโมเลกุลต่ำในยางที่สร้างขึ้น นอกจากนี้ยังมีการลดลงของการแตกแขนงโครงสร้าง การเพิ่มขึ้นของโครงสร้างปกติของพอลิเมอร์ ซึ่งส่งผลในเชิงบวกต่อลักษณะทางเทคนิคและการดำเนินงานของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
ในการพัฒนาการผลิตวัสดุสังเคราะห์ในประเทศ จุดสำคัญคือการจัดตั้งการผลิตวัสดุสไตรีน-บิวทาไดอีนโดยการเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันแบบรุนแรง ปัจจุบันวัสดุดังกล่าวมีคุณภาพสูงและราคาไม่แพงผลิตในโรงงานใน Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh
คุณสมบัติทางเทคโนโลยี
หากต้องการ คุณสามารถรับโพลีเมอร์ที่มีพารามิเตอร์บางอย่างได้ ตัวอย่างเช่น ด้วยน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยที่กำหนด ซึ่งควบคุมระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชันโดยการแนะนำสารควบคุมที่สามารถถ่ายโอนลูกโซ่ได้ เมื่อปริมาณสารควบคุมเพิ่มขึ้น น้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ก็จะลดลง
สิ่งที่ถือได้ว่าเป็นอิมัลซิไฟเออร์ที่เหมาะสำหรับการผลิตอิมัลชันที่เสถียรของโมโนเมอร์ ตลอดจนสำหรับการสร้างผลิตภัณฑ์โพลิเมอไรเซชันขั้นสุดท้าย น้ำยาง? โพแทสเซียมหรือเกลือโซเดียมของกรดคาร์บอกซิลิกสังเคราะห์ที่มีไขมัน โรซินที่เติมไฮโดรเจน และเกลือของอัลคิลซัลโฟเนตถือเป็นส่วนประกอบทางเคมีหลัก
เมื่อเลือกขัดสนต้องมาก่อนอยู่ภายใต้การดูแลเป็นพิเศษ ในกระบวนการที่ไม่สมส่วนกับตัวเร่งปฏิกิริยา (แพลเลเดียม) จะได้รับคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับห่วงโซ่เทคโนโลยีของการผลิตยาง
เฉพาะการผลิต
ในการโคพอลิเมอไรเซชัน จะใช้แบตเตอรีของโพลีเมอร์ เมื่อเตรียมส่วนผสม สไตรีนบริสุทธิ์และแห้งก่อนทำให้แห้ง บิวทาไดอีน ตัวทำละลาย (อาจเป็นไซโคลเฮกเซน) ผสมในอัตราส่วน 5/1 ถัดไป ส่วนประกอบของประจุเดิมจะถูกป้อนลงในเครื่องผสมไดอะแฟรมเพื่อการผสมคุณภาพสูง จากนั้นจึงส่งส่วนผสมไปทำเคมีให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนขนาดเล็กต่างๆ
อุปกรณ์ป้อนด้วยสารประกอบออร์แกโนลิเธียม ไตเตรทที่ 25 °C เป็นเวลา 20 นาที ระดับของการทำให้บริสุทธิ์ถูกกำหนดโดยสีของประจุ หากไม่มีสิ่งเจือปน ส่วนผสมจะมีสีน้ำตาลเล็กน้อย ก่อนเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชัน ส่วนผสมจะผสมกับสารเร่งปฏิกิริยาที่เป็นขั้ว
กระบวนการนี้ใช้แบตเตอรี่ ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์มาตรฐานสามตัว โดยการจ่ายประจุอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิภายในพอลิเมอร์ไรเซอร์จะคงอยู่ในช่วงตั้งแต่ 50 ถึง 80 °C ระยะเวลาเฉลี่ยของกระบวนการทางเคมีทั้งหมดคือ 6 ชั่วโมง
สรุป
ในทุกด้านของชีวิตและกิจกรรมของคนทันเวลา มีวัสดุจากยางสไตรีน-บิวทาไดอีน ก่อนอื่น เราสังเกตการสร้างสรรค์พื้นยางสำหรับรองเท้า ยางรถยนต์ ท่อรดน้ำต่างๆ
โคพอลิเมอร์เชิงสถิติของสไตรีนและบิวทาไดอีนใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างวัสดุฉนวนไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ รวมถึงการสร้างยางรถยนต์คุณภาพสูง เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่ใช้โดยผู้ผลิตยางสไตรีน-บิวทาไดอีนสมัยใหม่ช่วยให้พวกเขาสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีที่ระบุและคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่ต้องการ
ท่ามกลางคุณสมบัติของการผลิตนี้ เราสังเกตการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาคุณภาพสูง ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของยางสังเคราะห์ ระยะเวลาของกระบวนการผลิต ตลอดจนต้นทุนสุดท้ายของผลิตภัณฑ์ยางที่ผลิตขึ้นจากยางจะแตกต่างกันอย่างมาก
