Karet stirena-butadiena dianggap sebagai salah satu opsi yang paling sering digunakan untuk bahan polimer. Sangat cocok untuk membuat ban dan produk karet lainnya dengan kualitas tinggi.
Bahan polimer yang dinamai diproduksi dari bahan baku yang murah, dan teknologi pembuatannya dianggap cukup terjangkau, dengan algoritme tindakan yang jelas. Karet stirena-butadiena yang dihasilkan memiliki kinerja dan karakteristik kimia yang sangat baik. Ini diproduksi dalam volume yang signifikan dan disajikan oleh pabrikan dalam berbagai macam.
Bahan baku untuk produksi
Mari kita lihat lebih dekat produksi karet stirena-butadiena. Sebagai bahan baku untuk bahan polimer ini, butadiena-1, 3 atau alfa-metilstirena dipilih. Dapatkan karet stirena-butadiena dengan teknologi larutan atau kopolimerisasi emulsi. Pada metode kedua, karet larutan stirena-butadiena terbentuk.
Polimerisasi emulsi
Bagaimana karet stirena butadiena diproduksi? Reaksi melibatkan kopolimerisasi stirena danbutadiena dalam emulsi. Produk akhir yang dihasilkan dari interaksi ini disebut styrene-butadiene rubber (SBR).
Saat ini, industri karet dalam negeri memproduksi berbagai produk polimer berbasis bahan kimia ini.
Bagaimana klasifikasi karet stirena butadiena? Produsen menawarkan opsi berikut:
- karet yang tidak mengandung minyak (SKS-ZOARK);
- bahan dengan persentase minyak rata-rata (SKM-ZOLRKM-15);
- dengan penambahan jumlah minyak (SKS-ZODRKM-27);
- dengan karakteristik dielektrik yang sangat baik (SKS-ZOARPD).
Penamaan khusus
Digit pertama pada nama di atas menunjukkan kandungan kuantitatif stirena dalam muatan awal yang dipilih untuk proses polimerisasi:
- "A" melibatkan penerapan proses polimerisasi suhu rendah (tidak lebih dari +5 derajat).
- The "M" menunjukkan bahwa itu mengandung minyak, bukan hanya styrene.
- Karet stirena-butadiena dengan huruf "P" menceritakan tentang reaksi polimerisasi tanpa adanya regulator.
- "K" menunjukkan penggunaan pengemulsi rosin dalam pembuatan karet.
- Huruf "P" melambangkan bahan yang diperoleh dengan adanya campuran awal garam lemak, asam sintetik, yang merupakan produk oksidasi parsial parafin jenuh.
Apa yang menjadi ciri karet stirena butadiena? Persiapannya didasarkan pada proses polimerisasi,yang akrab bahkan untuk siswa sekolah menengah yang belajar di sekolah dan perguruan tinggi yang komprehensif.
Jadi, untuk produksi sol rubber di industri, digunakan styrene-butadiene rubber yang mengandung resin yang formulanya tidak berbeda dengan diene hydrocarbon biasa. Karet yang diproduksi berdasarkan resin styrene-butadiene telah meningkatkan ketahanan terhadap abrasi mekanis dan karakteristik seperti kulit yang baik.
Melakukan proses polimerisasi emulsi pada pabrik industri khusus. Apa yang menjadi ciri khas karet styrene butadiene ini? Penerimaannya dilakukan sesuai dengan teknologi yang jelas dan terbukti. Durasi rata-rata reaksi kimia adalah 12-15 jam. Setelah polimerisasi selesai, lateks terbentuk, yang mengandung sekitar 30-35 persen zat polimer. Neon D. ditambahkan ke lateks sebagai antioksidan
Dari lateks, karet dihasilkan dari koagulasi elektrolit yang mengandung asam sulfat. Mengingat bahwa minyak rosin dan sabun berbasis asam lemak sintetis bertindak sebagai pengemulsi, selain koagulasi, pembentukan asam lemak juga diamati, yang memiliki efek positif pada karakteristik teknologi produk jadi.
Berkat penambahan asam sulfat, sabun diubah menjadi asam organik bebas, koagulasi lateks selesai dan karet stirena-butadiena terbentuk. Penggunaan bahan jadi beragam, tergantung pada jenis produksinya. Pada dasarnya karet adalahbahan baku umum di industri kimia.
Struktur karet
Apa struktur karet stirena butadiena? Sifat fisik suatu zat ditentukan oleh fitur strukturnya. Setelah menerima polimer melalui ozonasi, polimer dengan struktur tidak beraturan terbentuk. Dalam karet, unit monomer didistribusikan secara acak, molekulnya memiliki bentuk bercabang.
Hampir 80 persen dari semua unit adalah trans, dan hanya 20 persen yang cis.
Fitur
Mari kita menganalisis karet stirena butadiena. Sifat-sifat zat ini dikaitkan dengan berat molekulnya yang tinggi. Rata-rata, itu adalah 150.000-400.000. Dan teknologi untuk membuat karet berisi minyak melibatkan pemilihan bahan dengan berat molekul relatif tinggi. Opsi ini memungkinkan Anda untuk menghilangkan dampak negatif minyak pada kualitas karet, untuk mempertahankan karakteristik teknologi karet yang sangat baik untuk waktu yang lama.
Karet stirena-butadiena dapat diperoleh dari etilena dengan melakukan rantai teknologi menggunakan aktivator, pengemulsi, regulator, serta zat lain, sebagian dalam proses interaksi melewati komposisi karet yang dihasilkan.
Fitur Pembeda
Mari kita mengkarakterisasi karet stirena-butadiena. Rumus zat ini menunjukkan bahwa ia tahan terhadap deformasi mekanis, pelarut agresif. Untuk meningkatkan ketahanan dan elastisitas bekukaret mengurangi jumlah stirena dalam campuran awal. Polimer yang dihasilkan larut dalam bensin dan pelarut aromatik.
Apa lagi yang membuat karet styrene butadiene menonjol? Sifat dan hubungannya dengan asam pekat, keton, alkohol stabil, selain itu, polimer memiliki permeabilitas gas dan air yang sangat baik. Selama pemanasan karet, perubahan struktural yang serius diamati, yang secara negatif mempengaruhi sifat fisik dan mekanik dari karet yang dihasilkan.
Oksidasi termal pada suhu di atas 125 °C menyebabkan penurunan kekakuan dan kerusakan. Oksidasi berikutnya menyiratkan penataan polimer yang serius, mempengaruhi peningkatan kekakuannya.
Fitur aplikasi
Karet stirena-butadiena digunakan untuk membuat kompon karet. Properti, penerapan perwakilan kelas hidrokarbon diena ini sepenuhnya sesuai dengan fitur formula strukturalnya.
Kehadiran gugus fenil samping mempengaruhi peningkatan resistensi terhadap efek negatif paparan radiasi dibandingkan dengan varietas lain dari polimer ini.
Senyawa karet, yang dibuat berdasarkan karet stirena-butadiena, memiliki tingkat kelengketan yang rendah, peningkatan penyusutan selama penanggalan dan ekstrusi. Ini berdampak negatif pada implementasi proses teknologi, serta selama perekatan (perakitan) karet kosong.
Karet bersuhu rendah telah meningkatkan sifat teknologi, mereka disebutkaret "panas".
Varietas karet
Karet suhu rendah stirena-butadiena lunak memiliki viskositas rendah, sehingga tidak terplastis.
Karet kaku diproduksi dalam jumlah kecil, menyebabkannya mengalami plastisisasi termo-oksidatif di udara pada suhu sekitar 1400 °C menggunakan aktivator proses degradasi.
Vulkanizer yang tidak terisi memiliki kekuatan tarik yang rendah. Dengan penurunan jumlah stirena terikat dalam senyawa polimer, ketahanan dan ketahanan abrasi menurun, ketahanan beku meningkat, dan elastisitas meningkat.
Vulkanizer karet styrene-butadiene yang diisi hitam (dengan karbon hitam) memiliki parameter yang sangat baik dalam hal ketahanan panas dan ketahanan aus, tetapi sampai batas tertentu lebih rendah dalam elastisitas dan ketahanan deformasi dibandingkan karet konvensional. Vulkanizer bekas memiliki ketahanan tambahan terhadap asam pekat dan encer, alkohol, alkali, eter. Mereka membengkak dalam pelarut karet.
Semua polimer yang diperoleh digunakan dalam produksi ban, pembuatan berbagai produk non-cetakan dan cetakan. Misalnya, karet stirena-butadiena digunakan untuk membuat ban berjalan untuk produksi penebangan, dan sepatu karet diproduksi. Karena ketahanan radiasi yang meningkat, semua karet ini digunakan dalam pembuatan karet yang memiliki ketahanan optimal terhadap radiasi gamma.
Untuk produksi produk dengan karakteristik tahan beku yang sangat baik, bahan baku digunakan, dalamyang mengandung styrene minimal.
Karakterisasi larutan polimerisasi styrene butadiene rubbers
Di industri dalam negeri telah diluncurkan produksi karet styrene-butadiene dari polimerisasi larutan dengan kandungan styrene yang berbeda:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (memiliki karakteristik dielektrik yang ditingkatkan).
Ada juga karet yang dijual, yang mencakup mikroblok stirena aromatik, yang ditujukan untuk proses pengecoran.
Selain itu, ada karet polimerisasi larutan berisi minyak yang mengandung minyak hingga 27%. Berkat polimerisasi larutan, dengan adanya katalis organolitium, parameter utama struktur molekul disesuaikan:
- cabang rantai;
- berat molekul;
- struktur makro.
Karakteristik khas dari karet tersebut adalah keberadaan signifikan dari polimer itu sendiri (hingga 98%), jumlah pengotor minimum. Polimer memiliki struktur linier dibandingkan dengan karet emulsi stirena-butadiena.
Bahan polimer yang dihasilkan memiliki keuletan yang lebih tinggi, ketahanan aus, ketahanan beku, dan peningkatan ketahanan terhadap retak. Kami juga mencatat daya tahan dinamis yang tinggi dari bahan-bahan ini. Dengan penyusutan yang lebih sedikit, mereka memiliki viskositas Mooney yang lebih tinggi, karena makromolekul memiliki struktur linier, dapat diisi dengan sejumlah besarjelaga (karbon hitam) dan minyak tanpa mengubah sifat mekanik dan fisik vulkanisir.
Ada beberapa keunggulan teknologi dalam produksi karet larutan dibandingkan dengan opsi emulsi, tetapi ada lebih banyak persyaratan untuk kemurnian monomer yang digunakan. Karet polimerisasi larutan digunakan dalam industri ban untuk membuat ban berjalan yang tahan lama, sol sepatu, selongsong karet, dan banyak bagian karet. Styrene dan buadiene-1, 3 dianggap sebagai komponen awal untuk produksi bahan polimer jenis ini. Karet diperoleh dengan kopolimerisasi larutan atau emulsi.
Dalam produksi modern, tidak hanya teknologi pembuatan karet yang tidak terisi yang digunakan, tetapi juga produksi polimer, yang mengandung resin, karbon hitam, dan minyak, telah ditetapkan. Di antara semua bahan polimer yang diproduksi, karet styrene-butadiene menyumbang lebih dari setengah dari semua kapasitas produksi.
Alasan skala ini adalah homogenitas yang tinggi dari karakteristik fisik dan kimia produk manufaktur, ketersediaan monomer awal (styrene dan butadiene), serta jalur produksi yang mapan.
Sejumlah besar karet stirena-butadiena dalam produksi modern diperoleh dengan kopolimerisasi emulsi stirena dan butadiena.
Klasifikasi karet berdasarkan struktur
Dengan mempertimbangkan kondisi polimerisasi dan komposisi komponen yang digunakan, produksi karet stirena-butadiena, yang berbeda dalamsifat dan komposisi. Distribusi unit struktural stirena dan butadiena secara statistik dan tidak teratur dalam makromolekul diperbolehkan.
Dengan penurunan suhu, penurunan kandungan kuantitatif fraksi berat molekul rendah dalam karet yang dibuat diamati. Selain itu, ada penurunan percabangan struktural, peningkatan struktur reguler polimer, yang secara positif mempengaruhi karakteristik teknis dan operasional produk jadi.
Dalam pengembangan produksi bahan sintetis dalam negeri, poin penting adalah pembentukan produksi bahan stirena-butadiena melalui polimerisasi radikal. Saat ini, bahan-bahan berkualitas tinggi dan dengan harga terjangkau tersebut diproduksi di pabrik-pabrik di Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Fitur Teknologi
Jika diinginkan, Anda bisa mendapatkan polimer dengan parameter tertentu. Misalnya, dengan berat molekul rata-rata tertentu, yang dikendalikan selama polimerisasi dengan memperkenalkan regulator yang mampu mentransfer rantai. Saat kandungan kuantitatif regulator meningkat, penurunan berat molekul polimer diamati.
Apa yang dapat dianggap sebagai pengemulsi yang cocok untuk produksi emulsi monomer yang stabil, serta untuk pembuatan produk polimerisasi akhir, lateks? Garam kalium atau natrium dari asam karboksilat sintetik berlemak, rosin terhidrogenasi, serta garam alkilsulfonat dianggap sebagai komponen kimia utama.
Saat memilih rosin, harus terlebih dahulumengalami perlakuan khusus. Dalam proses disproporsionasi dengan katalis (paladium), ia memperoleh sifat-sifat yang diperlukan untuk rantai teknologi produksi karet.
Spesifikasi produksi
Untuk melakukan kopolimerisasi, digunakan baterai polimerisasi. Saat menyiapkan campuran, stirena, butadiena, pelarut yang dimurnikan dan dikeringkan sebelumnya (mungkin sikloheksana) dicampur dalam perbandingan 5/1. Selanjutnya, komponen muatan asli dimasukkan ke dalam mixer diafragma untuk pencampuran berkualitas tinggi. Kemudian campuran dikirim untuk pemurnian kimia halus dari berbagai kotoran kecil.
Peralatan diumpankan dengan senyawa organolitium, dititrasi pada 25 °C selama 20 menit. Tingkat pemurnian ditentukan oleh warna muatan. Jika tidak ada pengotor, campuran memiliki warna agak coklat. Sebelum polimerisasi, campuran dicampur dengan katalis, aditif polar.
Proses dilakukan dalam baterai, yang terdiri dari tiga perangkat standar, dengan pasokan muatan yang berurutan. Suhu di dalam polimerisasi dipertahankan dalam kisaran 50 hingga 80 °C. Durasi rata-rata seluruh proses kimia adalah 6 jam.
Kesimpulan
Dalam bidang kehidupan dan aktivitas apa pun dari orang yang tepat waktu, ada bahan yang didasarkan pada karet stirena-butadiena. Pertama-tama, kami mencatat pembuatan sol karet untuk sepatu, ban karet mobil, berbagai selang penyiraman.
Kopolimer statistik stirena danbutadiene banyak digunakan dalam pembuatan bahan isolasi listrik, berbagai produk untuk industri otomotif, termasuk pembuatan ban berkualitas tinggi. Teknologi inovatif yang digunakan oleh produsen modern karet styrene-butadiene memungkinkan mereka untuk membuat produk dengan parameter fisik dan kimia tertentu serta karakteristik kinerja yang diinginkan.
Di antara fitur produksi ini, kami mencatat penggunaan katalis berkualitas tinggi. Tergantung pada struktur karet yang disintesis, durasi proses pembuatannya, serta biaya akhir produk karet yang diproduksi berdasarkan karet, berbeda secara signifikan.
