A borracha de estireno-butadieno é considerada uma das opções mais utilizadas para materiais poliméricos. É adequado para fazer pneus e outros produtos de borracha com alta qualidade.
O material polimérico nomeado é produzido a partir de matérias-primas de baixo custo, e sua tecnologia de fabricação é considerada bastante acessível, com um algoritmo claro de ações. A borracha de estireno-butadieno resultante tem excelente desempenho e características químicas. É produzido em volumes significativos e é apresentado pelo fabricante em uma ampla gama.
Matéria prima para produção
Vamos dar uma olhada mais de perto na produção de borrachas de estireno-butadieno. Como matéria-prima para este material polimérico, é escolhido butadieno-1, 3 ou alfa-metilestireno. Obtenha borracha de estireno-butadieno por tecnologia de solução ou copolimerização em emulsão. No segundo método, são formadas borrachas de solução de estireno-butadieno.
Pomerização por emulsão
Como é produzida a borracha de estireno butadieno? A reação envolve a copolimerização de estireno ebutadieno em emulsão. O produto final resultante dessa interação é chamado de borracha de estireno-butadieno (SBR).
Atualmente, a indústria nacional de borracha está produzindo uma variedade de produtos poliméricos baseados neste produto químico.
Como a borracha de estireno butadieno é classificada? Os fabricantes oferecem as seguintes opções:
- borrachas que não contêm óleo (SKS-ZOARK);
- materiais com porcentagem média de óleo (SKM-ZOLRKM-15);
- com maior quantidade de óleo (SKS-ZODRKM-27);
- com excelentes características dielétricas (SKS-ZOARPD).
Nomeação específica
Os primeiros dígitos nos nomes acima indicam o teor quantitativo de estireno na carga inicial selecionada para o processo de polimerização:
- "A" envolve a implementação do processo de polimerização a baixa temperatura (não superior a +5 graus).
- O "M" indica que contém óleo, não apenas estireno.
- Borracha de estireno-butadieno com a letra "P" informa sobre a reação de polimerização sem a presença de um regulador.
- "K" indica o uso de emulsificante de colofônia na fabricação de borracha.
- A letra "P" simboliza o material obtido na presença na mistura inicial de sais de ácidos graxos sintéticos, que são produtos da oxidação parcial de parafinas saturadas.
O que caracteriza a borracha de estireno butadieno? Sua preparação é baseada no processo de polimerização,que é familiar até mesmo para estudantes do ensino médio que estudam em escolas e faculdades abrangentes.
Então, para a produção de borracha de sola na indústria, é utilizada borracha de estireno-butadieno preenchida com resina, cuja fórmula não é diferente do hidrocarboneto dieno usual. As borrachas produzidas com base em resina de estireno-butadieno apresentam maior resistência à abrasão mecânica e boas características de couro.
Efetuar o processo de polimerização em emulsão em uma planta industrial especial. O que caracteriza esta borracha de estireno-butadieno? O recebimento é realizado de acordo com uma tecnologia clara e comprovada. A duração média de uma reação química é de 12 a 15 horas. Após a conclusão da polimerização, forma-se um látex, que contém aproximadamente 30-35 por cento da substância polimérica. Neon D. é adicionado ao látex como antioxidante
Do látex, a borracha é produzida pela coagulação de eletrólitos que contêm ácido sulfúrico. Dado que óleo de colofônia e sabão à base de ácidos graxos sintéticos atuam como emulsificantes, além da coagulação, observa-se também a formação de ácidos graxos, que têm efeito positivo nas características tecnológicas do produto acabado.
Graças à adição de ácido sulfúrico, o sabão é convertido em ácidos orgânicos livres, a coagulação do látex é completada e a borracha de estireno-butadieno é formada. A utilização do material acabado é multifacetada, dependendo do tipo de produção. Basicamente a borracha ématéria-prima comum na indústria química.
Estrutura de borracha
Qual é a estrutura da borracha de estireno butadieno? As propriedades físicas de uma dada substância são determinadas pelas características de sua estrutura. Ao receber o polímero por ozonização, forma-se um polímero de estrutura irregular. Na borracha, as unidades monoméricas são distribuídas aleatoriamente, a molécula tem uma forma ramificada.
Quase 80% de todas as unidades são trans e apenas 20% são cis.
Recursos
Vamos analisar a borracha de estireno butadieno. As propriedades desta substância estão associadas ao seu alto peso molecular. Em média, é de 150.000 a 400.000. E a tecnologia de fabricação de borrachas preenchidas com óleo envolve a escolha de materiais com alto peso molecular relativo. Esta opção permite eliminar o impacto negativo do óleo na qualidade da borracha, mantendo excelentes características tecnológicas da borracha por um longo período.
É possível obter borracha de estireno-butadieno a partir do etileno realizando uma cadeia tecnológica utilizando ativadores, emulsificantes, reguladores, além de outras substâncias, parcialmente no processo de interação passando para a composição da borracha resultante.
Características Distintivas
Vamos caracterizar a borracha de estireno-butadieno. A fórmula desta substância indica que é resistente à deformação mecânica, solventes agressivos. Para aumentar a resistência ao gelo e a elasticidadeborracha reduzem a quantidade de estireno na mistura inicial. O polímero resultante se dissolve em gasolina e solventes aromáticos.
O que mais faz a borracha de estireno butadieno se destacar? As propriedades e relação com ácidos concentrados, cetonas, álcool são estáveis, além disso, o polímero possui excelente permeabilidade a gases e água. Durante o aquecimento da borracha, são observadas sérias mudanças estruturais, o que afeta negativamente as propriedades físicas e mecânicas da borracha resultante.
A oxidação térmica em temperaturas acima de 125 °C causa uma diminuição na rigidez e destruição. A oxidação subsequente implica uma estruturação séria do polímero, afeta o aumento da sua rigidez.
Recursos do aplicativo
A borracha de estireno-butadieno é usada para criar um composto de borracha. Propriedades, a aplicação deste representante da classe de hidrocarbonetos dieno corresponde totalmente às características de sua fórmula estrutural.
A presença de grupos fenil laterais afeta o aumento da resistência aos efeitos negativos da exposição à radiação em comparação com outras variedades desses polímeros.
Compostos de borracha, que são feitos à base de borracha de estireno-butadieno, têm baixa viscosidade, maior encolhimento durante a calandragem e extrusão. Isso afeta negativamente a implementação de processos tecnológicos, bem como durante a colagem (montagem) de blanks de borracha.
Borrachas de baixa temperatura possuem propriedades tecnológicas aprimoradas, são chamadas deborrachas "quentes".
Variedades de borrachas
As borrachas macias de estireno-butadieno de baixa temperatura têm baixa viscosidade, portanto não são plastificadas.
As borrachas rígidas são produzidas em pequenas quantidades, submetendo-as à plastificação termo-oxidativa ao ar a uma temperatura de cerca de 1400 °C por meio de ativadores do processo de degradação.
Vulcanizadores não preenchidos têm baixa resistência à tração. Com uma diminuição na quantidade de estireno ligado no composto de polímero, a resistência e a resistência à abrasão diminuem, a resistência ao gelo aumenta e a elasticidade aumenta.
Os vulcanizadores de borracha de estireno-butadieno preenchidos com preto (com negro de fumo) têm excelentes parâmetros em termos de resistência ao calor e resistência ao desgaste, mas até certo ponto são inferiores em elasticidade e resistência à deformação em relação às borrachas convencionais. Vulcanizadores usados têm resistência adicional a ácidos concentrados e diluídos, álcoois, álcalis, éteres. Eles incham em solventes de borracha.
Todos os polímeros obtidos são utilizados na produção de pneus, na fabricação de uma variedade de produtos não moldados e moldados. Por exemplo, a borracha de estireno-butadieno é usada para fazer correias transportadoras para a produção de madeira e são produzidos sapatos de borracha. Devido à maior resistência à radiação, todas essas borrachas são utilizadas na fabricação de borrachas que apresentam ótima resistência à radiação gama.
Para a produção de produtos com excelentes características de resistência ao gelo, são utilizadas matérias-primas, emque contém um teor mínimo de estireno.
Caracterização de borrachas de estireno butadieno de polimerização em solução
Na indústria nacional, foi lançada a produção de borrachas de estireno-butadieno de polimerização em solução com diferentes teores de estireno:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (tem características dielétricas aprimoradas).
Há também borracha à venda, que inclui microblocos de estireno aromático, destinados ao processamento de fundição.
Além disso, existem borrachas de polimerização em solução preenchidas com óleo que contêm até 27% de óleo. Graças à polimerização em solução, na presença de catalisadores organolítio, os principais parâmetros da estrutura molecular são ajustados:
- cadeia de ramificações;
- peso molecular;
- macroestruturas.
As características distintivas dessas borrachas são a presença significativa do próprio polímero (até 98%), a quantidade mínima de impurezas. Os polímeros têm uma estrutura linear em comparação com as borrachas de emulsão de estireno-butadieno.
Os materiais poliméricos resultantes têm maior ductilidade, resistência ao desgaste, resistência ao gelo e maior resistência a rachaduras. Também notamos a alta resistência dinâmica desses materiais. Com menor retração, possuem maior viscosidade Mooney, pois as macromoléculas possuem estrutura linear, são capazes de preencher com um grande númerofuligem (negro de fumo) e óleo sem alterar adversamente as propriedades mecânicas e físicas dos vulcanizadores.
Existem algumas vantagens tecnológicas na produção de borrachas de solução em comparação com as opções de emulsão, mas há muito mais requisitos para a pureza dos monômeros utilizados. As borrachas de polimerização em solução são usadas na indústria de pneus para criar correias transportadoras duráveis, solas de sapatos, mangas de borracha e várias peças de borracha. O estireno e o buadieno-1, 3 são considerados como componentes iniciais para a produção de materiais poliméricos desse tipo. As borrachas são obtidas por copolimerização em solução ou emulsão.
Na produção moderna, não só é utilizada a tecnologia de fabricação de borrachas sem carga, mas também se estabeleceu a produção de polímeros, que contêm resinas, negro de fumo e óleo. Entre todos os materiais poliméricos produzidos, a borracha de estireno-butadieno responde por mais da metade de toda a capacidade de produção.
A razão dessa escala é a alta homogeneidade das características físicas e químicas do produto fabricado, a disponibilidade dos monômeros de partida (estireno e butadieno), bem como a linha de produção bem estabelecida.
Uma grande massa de borracha de estireno-butadieno na produção moderna é obtida por copolimerização em emulsão de estireno e butadieno.
Classificação das borrachas por estrutura
Tendo em conta as condições de polimerização e a composição dos componentes utilizados, a produção de borrachas de estireno-butadieno, que diferem empropriedades e composição. É permitida uma distribuição estatística irregular das unidades estruturais de estireno e butadieno na macromolécula.
Com a diminuição da temperatura, observa-se uma diminuição no teor quantitativo de frações de baixo peso molecular na borracha criada. Além disso, há uma diminuição na ramificação estrutural, um aumento na estrutura regular do polímero, o que afeta positivamente as características técnicas e operacionais do produto acabado.
No desenvolvimento da produção nacional de materiais sintéticos, um ponto importante foi o estabelecimento da produção de materiais de estireno-butadieno por polimerização radical. Atualmente, esses materiais de alta qualidade e a um preço acessível são produzidos em fábricas em Krasnoyarsk, Omsk, Tolyatti, Sterlitamak, Voronezh.
Recursos de tecnologia
Se desejar, você pode obter um polímero com certos parâmetros. Por exemplo, com um determinado peso molecular médio, que é controlado durante a polimerização pela introdução de reguladores capazes de transferência de cadeia. À medida que o teor quantitativo de reguladores aumenta, observa-se uma diminuição no peso molecular do polímero.
O que pode ser considerado como emulsificante adequado para a produção de emulsões estáveis de monômeros, bem como para a criação de produtos finais de polimerização, látex? Sais de potássio ou sódio de ácidos carboxílicos sintéticos graxos, colofônia hidrogenada, bem como sais de alquilsulfonatos são considerados como os principais componentes químicos.
Ao escolher a resina, deve primeirosubmetido a tratamento especial. No processo de desproporção com um catalisador (paládio), adquire as propriedades necessárias para a cadeia tecnológica de produção da borracha.
Especificações de produção
Para realizar a copolimerização, é utilizada uma bateria de polimerizadores. Ao preparar a mistura, estireno, butadieno, solvente (pode ser ciclo-hexano) purificado e pré-seco são misturados na proporção de 5/1. Em seguida, os componentes da carga original são alimentados em um misturador de diafragma para uma mistura de alta qualidade. Em seguida, a mistura é enviada para purificação química fina de várias pequenas impurezas.
O aparelho é alimentado com compostos organolítios, titulados a 25 °C por 20 minutos. O grau de purificação é determinado pela cor da carga. Se não houver impurezas, a mistura terá uma cor levemente marrom. Antes da polimerização, a mistura é misturada com um catalisador, aditivos polares.
O processo é realizado em uma bateria, que é composta por três dispositivos padrão, por alimentação sucessiva da carga. A temperatura dentro dos polimerizadores é mantida na faixa de 50 a 80°C. A duração média de todo o processo químico é de 6 horas.
Conclusão
Em qualquer esfera da vida e atividade de uma pessoa oportuna, existem materiais à base de borracha de estireno-butadieno. Em primeiro lugar, notamos a criação de solas de borracha para sapatos, pneus de borracha para automóveis, mangueiras de rega diversas.
Copolímeros estatísticos de estireno eo butadieno é amplamente utilizado na criação de materiais isolantes elétricos, uma variedade de produtos para a indústria automotiva, incluindo a criação de pneus de alta qualidade. Tecnologias inovadoras usadas por fabricantes modernos de borrachas de estireno-butadieno permitem que eles criem produtos com parâmetros físicos e químicos especificados e características de desempenho desejadas.
Entre as características desta produção, destacamos o uso de catalisadores de alta qualidade. Dependendo da estrutura das borrachas sintetizadas, a duração do processo de sua criação, bem como o custo final dos produtos de borracha fabricados com base em borracha, diferem significativamente.
