Ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկը համարվում է պոլիմերային նյութերի ամենաօգտագործվող տարբերակներից մեկը: Հարմար է անվադողեր և ռետինե այլ իրեր բարձրորակ պատրաստելու համար։
Անվանված պոլիմերային նյութը արտադրվում է էժան հումքից, և դրա արտադրության տեխնոլոգիան համարվում է բավականին մատչելի՝ գործողությունների հստակ ալգորիթմով։ Ստացված ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկն ունի գերազանց կատարողականություն և քիմիական բնութագրեր: Այն արտադրվում է զգալի ծավալներով և արտադրողի կողմից ներկայացված է լայն տեսականիով։
Հումք արտադրության համար
Եկեք մանրամասն նայենք ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկների արտադրությանը: Որպես այս պոլիմերային նյութի հումք, ընտրվում է բութադիեն-1, 3 կամ ալֆա-մեթիլստիրոլը: Ստացեք ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկ լուծույթի տեխնոլոգիայով կամ էմուլսիայի համապոլիմերացման միջոցով: Երկրորդ մեթոդով ձևավորվում են ստիրոլ-բուտադիենային լուծույթի ռետիններ։
Էմուլսիայի պոլիմերացում
Ինչպե՞ս է արտադրվում ստիրոլ բութադիենային կաուչուկը: Ռեակցիան ներառում է ստիրոլի համապոլիմերացում ևբութադիեն էմուլսիայում. Այս փոխազդեցության արդյունքում ստացված վերջնական արտադրանքը կոչվում է ստիրոլ-բուտադիեն կաուչուկ (SBR):
Ներկայումս ներքին ռետինե արդյունաբերությունը արտադրում է այս քիմիական նյութի վրա հիմնված պոլիմերային արտադրանքի բազմազանություն:
Ինչպե՞ս է դասակարգվում ստիրոլ բութադիենային կաուչուկը: Արտադրողները առաջարկում են հետևյալ տարբերակները՝
- ռետիններ, որոնք յուղ չեն պարունակում (SKS-ZOARK);
- նյութեր յուղի միջին տոկոսով (SKM-ZOLRKM-15);
- յուղի ավելացված քանակով (SKS-ZODRKM-27);
- գերազանց դիէլեկտրական բնութագրերով (SKS-ZOARPD):
Հատուկ անվանում
Վերոնշյալ անունների առաջին թվանշանները պատմում են պոլիմերացման գործընթացի համար ընտրված սկզբնական լիցքում ստիրոլի քանակական պարունակության մասին.
- «Ա»-ն ներառում է ցածր ջերմաստիճանի պոլիմերացման գործընթացի իրականացում (ոչ ավելի, քան +5 աստիճան):
- «M»-ը ցույց է տալիս, որ այն պարունակում է յուղ, ոչ միայն ստիրոլ:
- Ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկը «P» տառով պատմում է պոլիմերացման ռեակցիայի մասին՝ առանց կարգավորիչի առկայության։
- «K»-ը ցույց է տալիս ռետինե էմուլգատորի օգտագործումը կաուչուկի արտադրության մեջ:
- «P» տառը խորհրդանշում է նյութը, որը ստացվում է ճարպային, սինթետիկ թթուների աղերի սկզբնական խառնուրդի առկայության դեպքում, որոնք հագեցած պարաֆինների մասնակի օքսիդացման արտադրանք են։
Ի՞նչն է բնութագրում ստիրոլի բուտադիենային կաուչուկը: Դրա պատրաստումը հիմնված է պոլիմերացման գործընթացի վրա,որը ծանոթ է անգամ հանրակրթական դպրոցներում և քոլեջներում սովորող ավագ դպրոցի աշակերտներին։
Այսպիսով, արդյունաբերության մեջ միակ կաուչուկի արտադրության համար օգտագործվում է խեժով լցված ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկ, որի բանաձևը ոչնչով չի տարբերվում սովորական դիենային ածխաջրածինից։ Ստիրոլ-բուտադիենային խեժի հիման վրա արտադրված կաուչուկները բարձրացրել են դիմադրությունը մեխանիկական քայքայումին և լավ կաշվինման հատկություններ:
Իրականացնել էմուլսիայի պոլիմերացման գործընթացը հատուկ արդյունաբերական գործարանում։ Ի՞նչն է բնութագրում այս ստիրոլի բութադիենային կաուչուկը: Ստանալն իրականացվում է հստակ և ապացուցված տեխնոլոգիայի համաձայն։ Քիմիական ռեակցիայի միջին տեւողությունը 12-15 ժամ է։ Պոլիմերացման ավարտից հետո առաջանում է լատեքս, որը պարունակում է պոլիմերային նյութի մոտավորապես 30-35 տոկոսը։ Neon D. ավելացվում է լատեքսին որպես հակաօքսիդանտ
Լատեքսից կաուչուկն արտադրվում է ծծմբաթթու պարունակող էլեկտրոլիտների կոագուլյացիայի միջոցով: Հաշվի առնելով, որ սինթետիկ ճարպաթթուների վրա հիմնված ռոզինի յուղը և օճառը հանդես են գալիս որպես էմուլգատորներ, բացի կոագուլյացիայից, նկատվում է նաև ճարպաթթուների առաջացում, որոնք դրականորեն են ազդում պատրաստի արտադրանքի տեխնոլոգիական բնութագրերի վրա։
Ծծմբաթթվի ավելացման շնորհիվ օճառը վերածվում է ազատ օրգանական թթուների, ավարտվում է լատեքսի կոագուլյացիան և ձևավորվում է ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկ։ Պատրաստի նյութի օգտագործումը բազմակողմանի է՝ կախված արտադրության տեսակից։ Հիմնականում ռետինն էընդհանուր հումք քիմիական արդյունաբերության մեջ։
Ռետինի կառուցվածք
Ինչպիսի՞ն է ստիրոլի բութադիեն կաուչուկի կառուցվածքը: Տվյալ նյութի ֆիզիկական հատկությունները որոշվում են նրա կառուցվածքի առանձնահատկություններով։ Օզոնացմամբ պոլիմերը ստանալուց հետո առաջանում է անկանոն կառուցվածքի պոլիմեր։ Ռետինում մոնոմերային միավորները պատահականորեն բաշխված են, մոլեկուլն ունի ճյուղավորված ձև։
Բոլոր միավորների գրեթե 80 տոկոսը տրանս են, և միայն 20 տոկոսը՝ cis:
Հատկություններ
Եկեք վերլուծենք ստիրոլ բութադիեն կաուչուկը: Այս նյութի հատկությունները կապված են նրա բարձր մոլեկուլային քաշի հետ։ Միջին հաշվով այն կազմում է 150 000-400 000, իսկ նավթով լցված կաուչուկների արտադրության տեխնոլոգիան ենթադրում է հարաբերական բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութերի ընտրություն։ Այս տարբերակը թույլ է տալիս վերացնել յուղի բացասական ազդեցությունը կաուչուկի որակի վրա, երկար ժամանակ պահպանել կաուչուկի գերազանց տեխնոլոգիական բնութագրերը։
Էթիլենից հնարավոր է ստանալ ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկ՝ տեխնոլոգիական շղթա անցկացնելով՝ օգտագործելով ակտիվացնողներ, էմուլգատորներ, կարգավորիչներ, ինչպես նաև այլ նյութեր՝ մասնակիորեն փոխազդեցության ընթացքում անցնելով ստացված կաուչուկի բաղադրության մեջ։
Տարբերիչ հատկանիշներ
Բնութագրենք ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկը։ Այս նյութի բանաձևը ցույց է տալիս, որ այն դիմացկուն է մեխանիկական դեֆորմացիայի, ագրեսիվ լուծիչների նկատմամբ: Բարձրացնել ցրտահարության դիմադրությունը և առաձգականությունըռետինը նվազեցնում է ստիրոլի քանակը նախնական խառնուրդում: Ստացված պոլիմերը լուծվում է բենզինի և անուշաբույր լուծիչների մեջ։
Էլ ինչո՞վ է առանձնանում ստիրոլ բուտադիենային կաուչուկը: Հատկություններն ու կապը խտացված թթուների, կետոնների, ալկոհոլի հետ կայուն են, բացի այդ, պոլիմերն ունի գերազանց գազաթափանցելիություն։ Կաուչուկի տաքացման ժամանակ նկատվում են կառուցվածքային լուրջ փոփոխություններ, որոնք բացասաբար են անդրադառնում ստացված կաուչուկի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների վրա։
Ջերմային օքսիդացումը 125 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում առաջացնում է կոշտության նվազում և քայքայում: Հետագա օքսիդացումը ենթադրում է պոլիմերի լուրջ կառուցվածք, ազդում է նրա կոշտության բարձրացման վրա։
Հավելվածի առանձնահատկություններ
Ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկն օգտագործվում է ռետինե միացություն ստեղծելու համար: Հատկություններ, դիենային ածխաջրածինների դասի այս ներկայացուցչի կիրառումը լիովին համապատասխանում է նրա կառուցվածքային բանաձևի առանձնահատկություններին:
Կողային ֆենիլային խմբերի առկայությունը ազդում է ճառագայթման ազդեցության բացասական հետևանքների նկատմամբ դիմադրության բարձրացման վրա՝ համեմատած այս պոլիմերների այլ տեսակների հետ:
Ռետինե միացությունները, որոնք պատրաստված են ստիրո-բուտադիենային կաուչուկի հիման վրա, ունեն ցածր կպչունություն, աճող կծկվելով կալենդացման և էքստրուզիայի ժամանակ: Սա բացասաբար է անդրադառնում տեխնոլոգիական գործընթացների իրականացման, ինչպես նաև ռետինե բլանկների սոսնձման (հավաքման) ժամանակ։
Ցածր ջերմաստիճանի ռետիններն ունեն բարելավված տեխնոլոգիական հատկություններ, կոչվում են.«տաք» ռետիններ.
Ռեզինների տարատեսակներ
Փափուկ ստիրոլ-բուտադիենային ցածր ջերմաստիճանի ռետիններն ունեն ցածր մածուցիկություն, ուստի դրանք պլաստիկացված չեն:
Կոշտ կաուչուկները արտադրվում են փոքր քանակությամբ՝ ենթարկելով դրանք ջերմաօքսիդատիվ պլաստիկացման օդում մոտ 1400 °C ջերմաստիճանում՝ քայքայման գործընթացի ակտիվացնողների միջոցով:
Չլցված վուլկանիզատորներն ունեն ցածր առաձգական ուժ: Պոլիմերային միացությունում կապված ստիրոլի քանակի նվազմամբ, դիմադրողականությունը և քայքայումի դիմադրությունը նվազում է, ցրտահարության դիմադրությունը մեծանում է, իսկ առաձգականությունը մեծանում է:
Սև լցված (ածխածնի սևով) ստիրոլ-բուտադիենային ռետինե վուլկանիզատորներն ունեն գերազանց պարամետրեր ջերմակայունության և մաշվածության դիմադրության առումով, բայց որոշ չափով զիջում են սովորական ռետիններին առաձգականությամբ և դեֆորմացման դիմադրությամբ: Օգտագործված վուլկանիզատորները լրացուցիչ դիմադրություն ունեն խտացված և նոսր թթուների, սպիրտների, ալկալիների, եթերների նկատմամբ։ Նրանք ուռչում են ռետինե լուծիչների մեջ։
Ստացված բոլոր պոլիմերներն օգտագործվում են անվադողերի արտադրության, չձուլված և ձուլված մի շարք ապրանքների արտադրության մեջ։ Օրինակ, ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկը օգտագործվում է փայտամթերման արտադրության համար փոխակրիչ գոտիներ պատրաստելու համար, և արտադրվում են ռետինե կոշիկներ: Ճառագայթման բարձր դիմադրության շնորհիվ այս բոլոր կաուչուկներն օգտագործվում են գամմա ճառագայթման նկատմամբ օպտիմալ դիմադրություն ունեցող կաուչուկների արտադրության մեջ։
Գերազանց ցրտադիմացկուն հատկանիշներով արտադրանքի արտադրության համար օգտագործվում են հումք, ք.որը պարունակում է ստիրոլի նվազագույն պարունակություն։
Ստիրոլ բութադիենային կաուչուկների լուծույթի պոլիմերացման բնութագրում
Ներքին արդյունաբերությունում մեկնարկել է լուծույթի պոլիմերացման ստիրո-բուտադիենային կաուչուկների արտադրությունը՝ տարբեր ստիրոլի պարունակությամբ.
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (ունի ուժեղացված դիէլեկտրական բնութագրեր):
Վաճառվում է նաև կաուչուկ, որը ներառում է անուշաբույր ստիրոլի միկրոբլոկներ՝ նախատեսված ձուլման մշակման համար։
Բացի այդ, կան յուղով լցված լուծույթով պոլիմերացման ռետիններ, որոնք պարունակում են մինչև 27% յուղ: Լուծույթի պոլիմերացման շնորհիվ օրգանոլիթիում կատալիզատորների առկայության դեպքում մոլեկուլային կառուցվածքի հիմնական պարամետրերը ճշգրտվում են՝
- շղթա ճյուղեր;
- մոլեկուլային քաշ;
- մակրոկառուցվածքներ.
Նման կաուչուկների տարբերակիչ հատկանիշներն են հենց պոլիմերի զգալի առկայությունը (մինչև 98%), կեղտերի նվազագույն քանակը։ Պոլիմերներն ունեն գծային կառուցվածք՝ համեմատած ստիրոլ-բուտադիենային էմուլսիային կաուչուկների հետ։
Ստացված պոլիմերային նյութերն ունեն ավելի բարձր ճկունություն, մաշվածության դիմադրություն, ցրտահարության դիմադրություն և ճեղքման նկատմամբ բարձր դիմադրություն: Մենք նաև նշում ենք այս նյութերի բարձր դինամիկ դիմացկունությունը: Ավելի քիչ կծկվելու դեպքում նրանք ունեն ավելի բարձր Mooney մածուցիկություն, քանի որ մակրոմոլեկուլները ունեն գծային կառուցվածք, կարող են լցվել մեծ թվով:մուր (ածխածնի սև) և յուղ՝ չփոխելով վուլկանիզատորների մեխանիկական և ֆիզիկական հատկությունները։
Կան որոշ տեխնոլոգիական առավելություններ լուծույթային կաուչուկների արտադրության մեջ՝ համեմատած էմուլսիայի տարբերակների հետ, սակայն օգտագործվող մոնոմերների մաքրության պահանջները շատ ավելի շատ են: Լուծման պոլիմերացման ռետիններն օգտագործվում են անվադողերի արդյունաբերության մեջ՝ ստեղծելու դիմացկուն փոխակրիչ գոտիներ, կոշիկի տակացուներ, ռետինե թևեր և բազմաթիվ ռետինե մասեր: Ստիրոլը և բուադիեն-1, 3-ը համարվում են այս տեսակի պոլիմերային նյութերի արտադրության սկզբնական բաղադրիչներ, ռետինները ստացվում են լուծույթով կամ էմուլսիայով համապոլիմերացումով։
Ժամանակակից արտադրության մեջ օգտագործվում է ոչ միայն չլցված կաուչուկների արտադրության տեխնոլոգիա, այլև հաստատվել է խեժեր, ածխածնի և յուղ պարունակող պոլիմերների արտադրություն։ Բոլոր արտադրված պոլիմերային նյութերի շարքում ստիրոլի-բուտադիենային կաուչուկը կազմում է ամբողջ արտադրական հզորության կեսից ավելին:
Այս մասշտաբի պատճառը արտադրված արտադրանքի ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերի բարձր միատարրությունն է, մեկնարկային մոնոմերների առկայությունը (ստիրոլ և բուտադիեն), ինչպես նաև լավ կայացած արտադրական գիծը։
Ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկի մեծ զանգված ժամանակակից արտադրության մեջ ստացվում է ստիրոլի և բութադիենի էմուլսիոն համապոլիմերացման արդյունքում:
Ռեզինների դասակարգում ըստ կառուցվածքի
Հաշվի առնելով պոլիմերացման պայմանները և օգտագործվող բաղադրամասերի բաղադրությունը, արտադրվում են ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկներ, որոնք տարբերվում են.հատկությունները և կազմը. Թույլատրվում է ստիրոլի և բութադիենի կառուցվածքային միավորների վիճակագրական, անկանոն բաշխումը մակրոմոլեկուլում։
Ջերմաստիճանի նվազմամբ նկատվում է ստեղծված կաուչուկում ցածր մոլեկուլային զանգվածի ֆրակցիաների քանակական պարունակության նվազում։ Բացի այդ, նկատվում է կառուցվածքային ճյուղավորման նվազում, պոլիմերի կանոնավոր կառուցվածքի աճ, ինչը դրականորեն ազդում է պատրաստի արտադրանքի տեխնիկական և գործառնական բնութագրերի վրա։
Սինթետիկ նյութերի հայրենական արտադրության զարգացման գործում կարևոր կետ է եղել արմատական պոլիմերացման միջոցով ստիրոլ-բուտադիենային նյութերի արտադրության հիմնումը։ Ներկայումս նման բարձրորակ և մատչելի գնով նյութեր արտադրվում են Կրասնոյարսկի, Օմսկի, Տոլյատիի, Ստերլիտամակի, Վորոնեժի գործարաններում։
Տեխնոլոգիական առանձնահատկություններ
Ցանկության դեպքում կարող եք ձեռք բերել որոշակի պարամետրերով պոլիմեր։ Օրինակ՝ տրված միջին մոլեկուլային քաշով, որը կառավարվում է պոլիմերացման ժամանակ՝ ներմուծելով շղթայական փոխանցման ընդունակ կարգավորիչներ։ Քանի որ կարգավորիչների քանակական պարունակությունը մեծանում է, նկատվում է պոլիմերի մոլեկուլային քաշի նվազում։
Ի՞նչ կարելի է համարել որպես էմուլգատորներ, որոնք հարմար են մոնոմերների կայուն էմուլսիաների, ինչպես նաև վերջնական պոլիմերացման արտադրանքի, լատեքսների ստեղծման համար: Որպես հիմնական քիմիական բաղադրիչներ համարվում են ճարպային սինթետիկ կարբոքսիլաթթուների կալիումի կամ նատրիումի աղերը, հիդրոգենացված ռոզինը, ինչպես նաև ալկիլսուլֆոնատների աղերը։
Կոլոճ ընտրելիս այն նախ պետք էենթարկվել է հատուկ վերաբերմունքի. Կատալիզատորի (պալադիումի) հետ անհամաչափության գործընթացում այն ձեռք է բերում կաուչուկի արտադրության տեխնոլոգիական շղթայի համար անհրաժեշտ հատկություններ։
Արտադրության առանձնահատկություններ
Համապոլիմերացում իրականացնելու համար օգտագործվում է պոլիմերիզատորների մարտկոց։ Խառնուրդը պատրաստելիս 5/1 հարաբերակցությամբ խառնում են մաքրված և նախապես չորացրած ստիրոլը, բութադիենը, լուծիչը (դա կարող է լինել ցիկլոհեքսան)։ Այնուհետև սկզբնական լիցքի բաղադրիչները սնվում են դիֆրագմային խառնիչի մեջ՝ բարձրորակ խառնման համար: Այնուհետև խառնուրդն ուղարկվում է տարբեր մանր կեղտերից քիմիական նուրբ մաքրման:
Ապարատը սնվում է օրգանոլիթիումային միացություններով, տիտրում 25 °C-ում 20 րոպե: Մաքրման աստիճանը որոշվում է լիցքի գույնով։ Եթե չկան կեղտեր, ապա խառնուրդը մի փոքր շագանակագույն գույն ունի: Նախքան պոլիմերացումը, խառնուրդը խառնվում է կատալիզատորի, բևեռային հավելումների հետ։
Գործընթացն իրականացվում է մարտկոցում, որը բաղկացած է երեք ստանդարտ սարքերից՝ լիցքավորման հաջորդական մատակարարմամբ։ Պոլիմերիզատորների ներսում ջերմաստիճանը պահպանվում է 50-ից 80 °C սահմաններում: Ամբողջ քիմիական գործընթացի միջին տևողությունը 6 ժամ է։
Եզրակացություն
Ժամանակավոր մարդու կյանքի և գործունեության ցանկացած ոլորտում կան նյութեր, որոնք հիմնված են ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկի վրա։ Առաջին հերթին մենք նշում ենք կոշիկների ռետինե ներբանների, ավտոմոբիլային ռետինե անվադողերի, ջրելու տարբեր խողովակների ստեղծումը։
Ստիրոլի վիճակագրական համապոլիմերներ ևբութադիենը լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրամեկուսիչ նյութերի, ավտոմոբիլային արդյունաբերության մի շարք ապրանքների, այդ թվում՝ բարձրորակ անվադողերի ստեղծման մեջ։ Ստիրոլ-բուտադիենային կաուչուկների ժամանակակից արտադրողների կողմից օգտագործվող նորարարական տեխնոլոգիաները թույլ են տալիս նրանց ստեղծել որոշակի ֆիզիկական և քիմիական պարամետրերով և ցանկալի կատարողական բնութագրերով արտադրանք:
Այս արտադրության առանձնահատկությունների թվում մենք նշում ենք բարձրորակ կատալիզատորների օգտագործումը: Կախված սինթեզված կաուչուկների կառուցվածքից՝ էապես տարբերվում են դրանց ստեղծման գործընթացի տևողությունը, ինչպես նաև կաուչուկի հիման վրա արտադրված ռետինե արտադրանքի վերջնական արժեքը։
