Goma stiren-butadien konsiderohet si një nga opsionet më të përdorura për materialet polimerike. Është i përshtatshëm për të bërë goma dhe produkte të tjera gome me cilësi të lartë.
Materiali polimer i emërtuar prodhohet nga lëndë të para të lira dhe teknologjia e prodhimit të tij konsiderohet mjaft e përballueshme, me një algoritëm të qartë veprimi. Goma stiren-butadien që rezulton ka performancë të shkëlqyer dhe karakteristika kimike. Prodhohet në vëllime të konsiderueshme dhe prezantohet nga prodhuesi në një gamë të gjerë.
Lëndët e para për prodhim
Le të hedhim një vështrim më të afërt në prodhimin e gomave stiren-butadien. Si lëndë ushqyese për këtë material polimer, zgjidhet butadien-1, 3 ose alfa-metilstiren. Merrni gomë stiren-butadien me anë të teknologjisë së solucionit ose kopolimerizimit të emulsionit. Në metodën e dytë formohen goma me tretësirë stiren-butadien.
Polimerizim emulsioni
Si prodhohet goma stiren butadiene? Reaksioni përfshin kopolimerizimin e stirenit dhebutadien në emulsion. Produkti përfundimtar që rezulton nga ky ndërveprim quhet gome stiren-butadien (SBR).
Aktualisht, industria vendase e gomës po prodhon një shumëllojshmëri produktesh polimeri të bazuara në këtë kimikat.
Si klasifikohet goma stiren butadiene? Prodhuesit ofrojnë opsionet e mëposhtme:
- goma që nuk përmbajnë vaj (SKS-ZOARK);
- materiale me një përqindje mesatare vaji (SKM-ZOLRKM-15);
- me sasi të shtuar vaji (SKS-ZODRKM-27);
- me karakteristika të shkëlqyera dielektrike (SKS-ZOARPD).
Emërtimi specifik
Shifrat e para në emrat e mësipërm tregojnë për përmbajtjen sasiore të stirenit në ngarkesën fillestare të zgjedhur për procesin e polimerizimit:
- "A" përfshin zbatimin e procesit të polimerizimit në temperaturë të ulët (jo më shumë se +5 gradë).
- "M" tregon se përmban vaj, jo vetëm stiren.
- Game stiren-butadien me shkronjën "P" tregon për reaksionin e polimerizimit pa praninë e një rregullatori.
- "K" tregon përdorimin e emulsifikuesit të kolofonit në prodhimin e gomës.
- Shkronja "P" simbolizon materialin e përftuar në praninë e përzierjes fillestare të kripërave të acideve yndyrore, sintetike, të cilat janë produkte të oksidimit të pjesshëm të parafinave të ngopura.
Çfarë e karakterizon gomën stiren butadiene? Përgatitja e tij bazohet në procesin e polimerizimit,e cila është e njohur edhe për nxënësit e shkollave të mesme që studiojnë në shkolla dhe kolegje gjithëpërfshirëse.
Pra, për prodhimin e gomës së vetme në industri, përdoret goma e mbushur me rrëshirë stiren-butadien, formula e së cilës nuk ndryshon nga hidrokarburet e zakonshme diene. Gomat e prodhuara në bazë të rrëshirës stiren-butadien kanë rezistencë të shtuar ndaj gërryerjes mekanike dhe karakteristika të mira të ngjashme me lëkurën.
Kryeni procesin e polimerizimit të emulsionit në një impiant të veçantë industrial. Çfarë e karakterizon këtë gomë stiren butadiene? Marrja e tij kryhet sipas një teknologjie të qartë dhe të provuar. Kohëzgjatja mesatare e një reaksioni kimik është 12-15 orë. Pas përfundimit të polimerizimit, formohet një latex, i cili përmban afërsisht 30-35 përqind të substancës polimer. Neoni D. i shtohet lateksit si një antioksidant
Nga lateksi, goma prodhohet nga koagulimi i elektroliteve që përmbajnë acid sulfurik. Duke qenë se vaji i kolofonit dhe sapuni me bazë acidet yndyrore sintetike veprojnë si emulsifikues, përveç koagulimit vërehet edhe formimi i acideve yndyrore, të cilat ndikojnë pozitivisht në karakteristikat teknologjike të produktit të përfunduar.
Falë shtimit të acidit sulfurik, sapuni shndërrohet në acide organike të lira, kompletohet koagulimi i lateksit dhe formohet goma stiren-butadien. Përdorimi i materialit të përfunduar është i shumëanshëm, në varësi të llojit të prodhimit. Në thelb gome ështëlëndë e parë e zakonshme në industrinë kimike.
Struktura e gomës
Cila është struktura e gomës stiren butadiene? Vetitë fizike të një substance të caktuar përcaktohen nga veçoritë e strukturës së saj. Pas marrjes së polimerit nga ozonimi, formohet një polimer me strukturë të parregullt. Në gomë, njësitë monomerike shpërndahen rastësisht, molekula ka një formë të degëzuar.
Pothuajse 80 për qind e të gjitha njësive janë trans dhe vetëm 20 për qind janë cis.
Karakteristikat
Le të analizojmë gomën stiren butadiene. Vetitë e kësaj substance lidhen me peshën e saj të lartë molekulare. Mesatarisht, është 150,000-400,000. Dhe teknologjia për prodhimin e gomave të mbushura me vaj përfshin zgjedhjen e materialeve me një peshë të lartë molekulare relative. Ky opsion ju lejon të eliminoni ndikimin negativ të vajit në cilësinë e gomës, për të ruajtur karakteristikat e shkëlqyera teknologjike të gomës për një periudhë të gjatë.
Është e mundur të merret gome stiren-butadien nga etilen duke kryer një zinxhir teknologjik duke përdorur aktivizues, emulsifikues, rregullatorë, si dhe substanca të tjera, pjesërisht në procesin e ndërveprimit që kalon në përbërjen e gomës që rezulton.
Karakteristika dalluese
Le të karakterizojmë gomën stiren-butadien. Formula e kësaj substance tregon se ajo është rezistente ndaj deformimeve mekanike, tretësve agresivë. Për të rritur rezistencën ndaj ngricave dhe elasticitetingoma zvogëloni sasinë e stirenit në përzierjen fillestare. Polimeri që rezulton tretet në benzinë dhe në tretës aromatikë.
Çfarë tjetër e bën gomën stiren butadiene të dallohet? Vetitë dhe lidhja me acidet e përqendruara, ketonet, alkoolin janë të qëndrueshme, përveç kësaj, polimeri ka përshkueshmëri të shkëlqyer të gazit dhe ujit. Gjatë ngrohjes së gomës vërehen ndryshime të rënda strukturore, të cilat ndikojnë negativisht në vetitë fizike dhe mekanike të gomës që rezulton.
Oksidimi termik në temperatura mbi 125 °C shkakton një ulje të ngurtësisë dhe shkatërrimit. Oksidimi i mëpasshëm nënkupton një strukturim serioz të polimerit, ndikon në rritjen e ngurtësisë së tij.
Veçoritë e aplikacionit
Guma stiren-butadien përdoret për të krijuar një përbërje gome. Vetitë, aplikimi i këtij përfaqësuesi të klasës së hidrokarbureve diene korrespondon plotësisht me tiparet e formulës së tij strukturore.
Prania e grupeve anësore të fenilit ndikon në rritjen e rezistencës ndaj efekteve negative të ekspozimit ndaj rrezatimit në krahasim me varietetet e tjera të këtyre polimereve.
Përbërjet e gomës, të cilat bëhen në bazë të gomës stiren-butadien, kanë ngjitshmëri të ulët, tkurrje të shtuar gjatë kalendimit dhe nxjerrjes. Kjo ndikon negativisht në zbatimin e proceseve teknologjike, si dhe gjatë ngjitjes (montimit) të boshllëqeve të gomës.
Gomat me temperaturë të ulët kanë veti të përmirësuara teknologjike, ato quhengoma "të nxehta".
Varietetet e gomave
Gamat e buta stiren-butadien me temperaturë të ulët kanë viskozitet të ulët, kështu që nuk janë të plastifikuar.
Gomat e ngurta prodhohen në sasi të vogla, duke i nënshtruar ato ndaj plastifikimit termooksidues në ajër në një temperaturë prej rreth 1400 °C duke përdorur aktivizues të procesit të degradimit.
Vullkanizatorët e pambushur kanë rezistencë të ulët në tërheqje. Me një ulje të sasisë së stirenit të lidhur në përbërjen polimer, rezistenca dhe rezistenca ndaj gërryerjes zvogëlohen, rezistenca ndaj ngricës rritet dhe elasticiteti rritet.
Vulkanizatorët e gomës me mbushje të zezë (me karbon të zi) stiren-butadien kanë parametra të shkëlqyer për sa i përket rezistencës ndaj nxehtësisë dhe rezistencës ndaj konsumit, por deri diku janë inferiorë në elasticitet dhe rezistencë ndaj deformimit ndaj gomave konvencionale. Vullkanizuesit e përdorur kanë rezistencë shtesë ndaj acideve të koncentruara dhe të holluara, alkooleve, alkaleve, etereve. Ata fryhen në tretës gome.
Të gjithë polimerët e përftuar përdoren në prodhimin e gomave, në prodhimin e një shumëllojshmërie produktesh jo të derdhura dhe të derdhura. Për shembull, goma stiren-butadien përdoret për të bërë shirita transportues për prodhimin e drurit dhe prodhohen këpucë gome. Për shkak të rritjes së rezistencës ndaj rrezatimit, të gjitha këto goma përdoren në prodhimin e gomave që kanë rezistencë optimale ndaj rrezatimit gama.
Për prodhimin e produkteve me karakteristika të shkëlqyera rezistente ndaj ngricave, përdoren lëndë të para, nëe cila përmban një përmbajtje minimale të stirenit.
Karakterizimi i gomave të polimerizimit të tretësirës stiren butadien
Në industrinë vendase është nisur prodhimi i gomave stiren-butadien të polimerizimit të tretësirës me përmbajtje të ndryshme stiren:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (ka karakteristika dielektrike të përmirësuara).
Ka edhe gome në shitje, e cila përfshin mikroblloqe aromatike stiren, të destinuara për përpunimin e derdhjes.
Përveç kësaj, ka goma polimerizimi me solucione të mbushura me vaj që përmbajnë deri në 27% vaj. Falë polimerizimit të tretësirës, në prani të katalizatorëve organolitium, parametrat kryesorë të strukturës molekulare rregullohen:
- degë zinxhir;
- pesha molekulare;
- makrostrukturat.
Karakteristikat dalluese të gomave të tilla janë prania e konsiderueshme e vetë polimerit (deri në 98%), sasia minimale e papastërtive. Polimeret kanë një strukturë lineare në krahasim me gomat emulsioni stiren-butadien.
Materialet polimere që rezultojnë kanë duktilitet më të lartë, rezistencë ndaj konsumit, rezistencë ndaj ngricës dhe rezistencë të shtuar ndaj plasaritjes. Vëmë re gjithashtu qëndrueshmërinë e lartë dinamike të këtyre materialeve. Me më pak tkurrje, ato kanë një viskozitet më të lartë të Mooney, pasi makromolekulat kanë një strukturë lineare, janë në gjendje të mbushen me një numër të madhblozë (e zezë karboni) dhe vaj pa ndryshuar negativisht vetitë mekanike dhe fizike të vullkanizuesve.
Ka disa avantazhe teknologjike në prodhimin e gomave të solucionit në krahasim me opsionet e emulsionit, por ka shumë më tepër kërkesa për pastërtinë e monomerëve të përdorur. Gomat e polimerizimit të solucionit përdoren në industrinë e gomave për të krijuar rripa transportues të qëndrueshëm, thembra këpucësh, mëngë gome dhe pjesë të shumta gome. Si përbërës fillestarë për prodhimin e materialeve polimere të këtij lloji konsiderohen stireni dhe buadieni-1, 3. Gomat përftohen me kopolimerizimin me tretësirë ose emulsion.
Në prodhimin modern përdoret jo vetëm teknologjia e prodhimit të gomave të pambushura, por është krijuar edhe prodhimi i polimereve që përmbajnë rrëshira, karbon të zi dhe vaj. Ndër të gjitha materialet polimerike të prodhuara, goma stiren-butadien përbën më shumë se gjysmën e të gjithë kapacitetit të prodhimit.
Arsyeja për këtë shkallë është homogjeniteti i lartë i karakteristikave fizike dhe kimike të produktit të prodhuar, disponueshmëria e monomerëve fillestarë (stiren dhe butadien), si dhe linja e mirëpërcaktuar e prodhimit.
Një masë e madhe gome stiren-butadien në prodhimin modern përftohet nga kopolimerizimi me emulsion të stirenit dhe butadienit.
Klasifikimi i gomave sipas strukturës
Duke marrë parasysh kushtet e polimerizimit dhe përbërjen e përbërësve të përdorur, prodhimi i gomave stiren-butadien, të cilat ndryshojnë nëvetitë dhe përbërjen. Lejohet një shpërndarje statistikore, e parregullt e njësive strukturore të stirenit dhe butadienit në makromolekulë.
Me uljen e temperaturës vërehet një rënie e përmbajtjes sasiore të fraksioneve me peshë të ulët molekulare në gomën e krijuar. Përveç kësaj, ka një rënie të degëzimit strukturor, një rritje të strukturës së rregullt të polimerit, gjë që ndikon pozitivisht në karakteristikat teknike dhe operacionale të produktit të përfunduar.
Në zhvillimin e prodhimit vendas të materialeve sintetike, një pikë e rëndësishme ishte krijimi i prodhimit të materialeve stiren-butadien me polimerizimin radikal. Aktualisht, materiale të tilla me cilësi të lartë dhe me një çmim të përballueshëm prodhohen në fabrikat në Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Veçoritë e teknologjisë
Nëse dëshironi, mund të merrni një polimer me parametra të caktuar. Për shembull, me një peshë molekulare mesatare të caktuar, e cila kontrollohet gjatë polimerizimit duke futur rregullatorë të aftë për transferimin e zinxhirit. Me rritjen e përmbajtjes sasiore të rregullatorëve, vërehet një rënie në peshën molekulare të polimerit.
Çfarë mund të konsiderohen si emulsifikues të përshtatshëm për prodhimin e emulsioneve të qëndrueshme të monomereve, si dhe për krijimin e produkteve përfundimtare të polimerizimit, latekseve? Kripërat e kaliumit ose natriumit të acideve karboksilike sintetike yndyrore, kolofon i hidrogjenizuar, si dhe kripërat e alkilsulfonateve konsiderohen si përbërësit kryesorë kimikë.
Kur zgjidhni kolofon, duhet së parii nënshtrohet një trajtimi të veçantë. Në procesin e disproporcionit me një katalizator (palladium), ai fiton vetitë e nevojshme për zinxhirin teknologjik të prodhimit të gomës.
Specifikat e prodhimit
Për të kryer kopolimerizimin, përdoret një bateri polimerizuesish. Gjatë përgatitjes së përzierjes, stiren i pastruar dhe i tharë paraprakisht, butadieni, tretësi (mund të jetë cikloheksani) përzihen në një raport 5/1. Më pas, përbërësit e ngarkesës origjinale futen në një mikser me diafragmë për përzierje me cilësi të lartë. Pastaj përzierja dërgohet për pastrim të imët kimik nga papastërti të ndryshme të vogla.
Aparati ushqehet me përbërje organolitiumi, të titruar në 25 °C për 20 minuta. Shkalla e pastrimit përcaktohet nga ngjyra e ngarkesës. Nëse nuk ka papastërti, përzierja ka një ngjyrë pak kafe. Përpara polimerizimit, përzierja përzihet me një katalizator, aditivë polare.
Procesi kryhet në një bateri, e cila përbëhet nga tre pajisje standarde, me furnizim të njëpasnjëshëm të karikimit. Temperatura brenda polimerizuesve mbahet në intervalin nga 50 në 80 °C. Kohëzgjatja mesatare e të gjithë procesit kimik është 6 orë.
Përfundim
Në çdo sferë të jetës dhe veprimtarisë së një personi në kohë, ekzistojnë materiale të bazuara në gomë stiren-butadien. Para së gjithash vëmë re krijimin e tabanave të gomës për këpucë, gomave të gomës së automobilave, zorrëve të ndryshme ujitëse.
Kopolimerë statistikorë të stirenit dhebutadieni përdoret gjerësisht në krijimin e materialeve izoluese elektrike, një shumëllojshmëri produktesh për industrinë e automobilave, duke përfshirë krijimin e gomave me cilësi të lartë. Teknologjitë inovative të përdorura nga prodhuesit modernë të gomave stiren-butadien i lejojnë ata të krijojnë produkte me parametra fizikë dhe kimikë të specifikuar dhe karakteristika të dëshiruara të performancës.
Ndër veçoritë e këtij prodhimi, vëmë re përdorimin e katalizatorëve me cilësi të lartë. Në varësi të strukturës së gomave të sintetizuara, kohëzgjatja e procesit të krijimit të tyre, si dhe kostoja përfundimtare e produkteve të gomës të prodhuara në bazë të gomës, ndryshojnë ndjeshëm.
