يعتبر مطاط الستايرين - بوتادين أحد أكثر الخيارات استخدامًا للمواد البوليمرية. وهي مناسبة لصنع الإطارات ومنتجات المطاط الأخرى بجودة عالية
يتم إنتاج المادة البوليمرية المسماة من مواد خام غير مكلفة ، وتعتبر تقنية التصنيع الخاصة بها ميسورة التكلفة ، مع وجود خوارزمية إجراءات واضحة. يتميز مطاط الستايرين بوتادين الناتج بأداء ممتاز وخصائص كيميائية. يتم إنتاجه بكميات كبيرة ويتم تقديمه من قبل الشركة المصنعة في نطاق واسع.
مواد أولية للإنتاج
دعونا نلقي نظرة فاحصة على إنتاج مطاط الستايرين بوتادين. كمادة وسيطة لهذه المادة البوليمرية ، يتم اختيار بوتادين -1 ، 3 أو ألفا ميثيل ستايرين. احصل على مطاط ستيرين بوتادين عن طريق تقنية المحلول أو بلمرة المستحلب. في الطريقة الثانية ، يتم تشكيل المطاط بمحلول ستيرين بوتادين.
بلمرة المستحلب
كيف يتم إنتاج مطاط الستايرين بوتادين؟ يتضمن التفاعل البلمرة المشتركة للستايرين وبوتادين في مستحلب. المنتج النهائي الناتج عن هذا التفاعل يسمى مطاط ستايرين بوتادين (SBR).
حاليًا ، تنتج صناعة المطاط المحلية مجموعة متنوعة من منتجات البوليمر بناءً على هذه المادة الكيميائية.
كيف يتم تصنيف مطاط الستايرين بوتادين؟ تقدم الشركات المصنعة الخيارات التالية:
- مطاط لا يحتوي على زيت (SKS-ZOARK) ؛
- مواد بمتوسط نسبة زيت (SKM-ZOLRKM-15) ؛
- مع زيادة كمية الزيت (SKS-ZODRKM-27) ؛
- بخصائص عازلة ممتازة (SKS-ZOARPD).
تسمية محددة
الأرقام الأولى في الأسماء أعلاه تخبرنا عن المحتوى الكمي للستايرين في الشحنة الأولية المختارة لعملية البلمرة:
- يتضمن "A" تنفيذ عملية البلمرة ذات درجة الحرارة المنخفضة (لا تزيد عن +5 درجات).
- يشير الحرف "M" إلى أنه يحتوي على زيت وليس فقط ستيرين.
- مطاط ستايرين بوتادين بالحرف "P" يتحدث عن تفاعل البلمرة بدون وجود منظم.
- يشير "K" إلى استخدام مستحلب الصنوبري في صناعة المطاط.
- يرمز الحرف "P" إلى المادة التي تم الحصول عليها في التواجد في الخليط الأولي لأملاح الأحماض الدهنية الاصطناعية ، وهي منتجات الأكسدة الجزئية للبارافينات المشبعة.
ما الذي يميز مطاط الستايرين بوتادين؟ يعتمد تحضيره على عملية البلمرة ،وهو مألوف حتى لطلاب المدارس الثانوية الذين يدرسون في المدارس والكليات الأساسية.
لذلك ، لإنتاج المطاط الوحيد في الصناعة ، يتم استخدام مطاط ستايرين بوتادين مملوء بالراتنج ، ولا تختلف صيغته عن هيدروكربون دايين المعتاد. زادت المطاط المنتجة على أساس راتنج الستايرين بوتادين من مقاومة التآكل الميكانيكي وخصائص تشبه الجلد.
تنفيذ عملية بلمرة المستحلب في مصنع صناعي خاص. ما الذي يميز مطاط الستايرين بوتادين؟ يتم استلامها وفق تقنية واضحة ومثبتة. متوسط مدة التفاعل الكيميائي هو 12-15 ساعة. بعد اكتمال البلمرة ، يتم تكوين مادة اللاتكس ، والتي تحتوي على ما يقرب من 30-35 بالمائة من مادة البوليمر. نيون D.يضاف إلى مادة اللاتكس كمضاد للأكسدة
من اللاتكس ، يتم إنتاج المطاط عن طريق تخثر الإلكتروليتات التي تحتوي على حامض الكبريتيك. بالنظر إلى أن زيت الصنوبري والصابون القائمين على الأحماض الدهنية الاصطناعية يعملان كمستحلبات ، بالإضافة إلى التخثر ، لوحظ أيضًا تكوين الأحماض الدهنية ، والتي لها تأثير إيجابي على الخصائص التكنولوجية للمنتج النهائي.
بفضل إضافة حامض الكبريتيك ، يتم تحويل الصابون إلى أحماض عضوية مجانية ، ويكتمل تخثر مادة اللاتكس وتشكيل مطاط ستايرين بوتادين. استخدام المواد النهائية متعدد الأوجه ، اعتمادًا على نوع الإنتاج. أساسا المطاطمادة خام شائعة في الصناعة الكيميائية.
هيكل المطاط
ما هو هيكل مطاط الستايرين بوتادين؟ يتم تحديد الخصائص الفيزيائية لمادة معينة من خلال ميزات هيكلها. عند استلام البوليمر عن طريق الأوزون ، يتم تكوين بوليمر ذو بنية غير منتظمة. في المطاط ، يتم توزيع الوحدات الأحادية بشكل عشوائي ، ويكون للجزيء شكل متفرع.
ما يقرب من 80 في المائة من جميع الوحدات متحولة ، و 20 في المائة فقط هي رابطة الدول المستقلة.
الميزات
دعونا نحلل مطاط الستايرين بوتادين. ترتبط خصائص هذه المادة بوزنها الجزيئي العالي. في المتوسط ، يتراوح بين 150.000 و 400.000. وتتضمن تقنية تصنيع المطاط المملوء بالزيت اختيار المواد ذات الوزن الجزيئي المرتفع النسبي. يتيح لك هذا الخيار التخلص من التأثير السلبي للزيت على جودة المطاط ، للحفاظ على الخصائص التكنولوجية الممتازة للمطاط لفترة طويلة.
من الممكن الحصول على مطاط ستيرين بوتادين من الإيثيلين عن طريق إجراء سلسلة تكنولوجية باستخدام المنشطات والمستحلبات والمنظمين ، بالإضافة إلى مواد أخرى ، جزئيًا في عملية التفاعل التي تمر في تكوين المطاط الناتج.
الميزات المميزة
دعونا نميز مطاط الستايرين بوتادين. تشير صيغة هذه المادة إلى أنها مقاومة للتشوه الميكانيكي والمذيبات العدوانية. لزيادة مقاومة الصقيع والمرونةيقلل المطاط من كمية الستايرين في الخليط الأولي. يذوب البوليمر الناتج في البنزين والمذيبات العطرية.
ما الذي يميز مطاط الستايرين بوتادين أيضًا؟ الخصائص والعلاقة بالأحماض المركزة والكيتونات والكحول مستقرة ، إلى جانب ذلك ، يتمتع البوليمر بنفاذية ممتازة للغاز والماء. أثناء تسخين المطاط ، لوحظت تغييرات هيكلية خطيرة ، مما يؤثر سلبًا على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمطاط الناتج.
الأكسدة الحرارية عند درجات حرارة أعلى من 125 درجة مئوية تؤدي إلى انخفاض في الصلابة والدمار. تشير الأكسدة اللاحقة إلى بنية جادة للبوليمر ، وتؤثر على زيادة صلابتها.
مميزات التطبيق
يتم استخدام مطاط الستايرين - بوتادين لإنشاء مركب مطاطي. خصائص ، تطبيق هذا الممثل لفئة هيدروكربونات ديين يتوافق تمامًا مع ميزات صيغتها الهيكلية.
يؤثر وجود مجموعات فينيل جانبية على المقاومة المتزايدة للآثار السلبية للتعرض للإشعاع بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من هذه البوليمرات.
مركبات المطاط ، التي يتم تصنيعها على أساس مطاط ستيرين بوتادين ، تتميز بدرجة لزوجة منخفضة وتزيد من الانكماش أثناء عملية الصقل والبثق. هذا يؤثر سلبًا على تنفيذ العمليات التكنولوجية ، وكذلك أثناء لصق (تجميع) الفراغات المطاطية.
المطاط ذو درجة الحرارة المنخفضة له خصائص تكنولوجية محسنة ، كما يطلق عليهمالمطاط "الساخن".
أنواع مختلفة من المطاط
المطاط الناعم ذو درجة الحرارة المنخفضة للستايرين - البوتادين له لزوجة منخفضة ، لذا فهو غير ملدن.
يتم إنتاج المطاط الصلب بكميات صغيرة ، مما يعرضهم للتلدين بالأكسدة الحرارية في الهواء عند درجة حرارة حوالي 1400 درجة مئوية باستخدام منشطات عملية التحلل.
المبركنات غير المعبأة لها قوة شد منخفضة. مع انخفاض كمية الستايرين المرتبط في مركب البوليمر ، تنخفض المقاومة ومقاومة التآكل ، تزداد مقاومة الصقيع ، وتزداد المرونة.
المفلكنات المطاطية الستايرين بوتادين المملوءة بالأسود (مع أسود الكربون) لها معايير ممتازة من حيث مقاومة الحرارة ومقاومة التآكل ، ولكنها إلى حد ما أقل مرونة من المطاط التقليدي ومقاومة التشوه. تتمتع مواد الفلكنة المستخدمة بمقاومة إضافية للأحماض المركزة والمخففة والكحول والقلويات والإيثرات. تنتفخ في مذيبات المطاط.
تُستخدم جميع البوليمرات التي تم الحصول عليها في إنتاج الإطارات ، وتصنيع مجموعة متنوعة من المنتجات غير المقولبة والمسببة. على سبيل المثال ، يتم استخدام مطاط الستايرين - بوتادين لصنع أحزمة ناقلة لإنتاج قطع الأخشاب ، ويتم إنتاج أحذية مطاطية. بسبب مقاومة الإشعاع المتزايدة ، يتم استخدام كل هذه المطاط في تصنيع المطاط الذي يتمتع بمقاومة مثالية لإشعاع جاما.
لإنتاج منتجات ذات خصائص مقاومة الصقيع الممتازة ، يتم استخدام المواد الخام ، فيالذي يحتوي على الحد الأدنى من محتوى الستايرين.
توصيف مطاط ستايرين بوتادين بلمرة المحلول
في الصناعة المحلية ، تم إطلاق إنتاج مطاط الستايرين بوتادين من بلمرة المحلول بمحتوى ستيرين مختلف:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (له خصائص عازلة معززة).
يوجد أيضًا مطاط معروض للبيع ، والذي يتضمن كتلًا دقيقة من الستايرين العطري ، مخصصة لمعالجة الصب.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك مطاط بلمرة بمحلول مملوء بالزيت يحتوي على ما يصل إلى 27٪ زيت. بفضل بلمرة المحلول ، في وجود محفزات عضوية الليثيوم ، يتم تعديل المعلمات الرئيسية للبنية الجزيئية:
- فروع سلسلة
- الوزن الجزيئي ؛
- الهياكل الكلية.
الخصائص المميزة لمثل هذه المطاط هي الوجود الكبير للبوليمر نفسه (تصل إلى 98٪) ، وهو الحد الأدنى من الشوائب. البوليمرات لها هيكل خطي مقارنة بمطاط مستحلب ستيرين بوتادين.
تتميز مواد البوليمر الناتجة بدرجة عالية من الليونة ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة الصقيع ، ومقاومة متزايدة للتشقق. نلاحظ أيضًا التحمل الديناميكي العالي لهذه المواد. مع تقلص أقل ، لديهم لزوجة موني أعلى ، نظرًا لأن الجزيئات الكبيرة لها بنية خطية ، قادرة على ملؤها بعدد كبيرالسخام (أسود الكربون) والزيت دون تغيير سلبي في الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للمفلكن.
هناك بعض المزايا التكنولوجية في إنتاج مطاط المحلول مقارنة بخيارات المستحلب ، ولكن هناك متطلبات أكثر بكثير لنقاء المونومرات المستخدمة. تُستخدم مطاط بلمرة المحلول في صناعة الإطارات لإنشاء أحزمة ناقلة متينة ونعال أحذية وأكمام مطاطية والعديد من الأجزاء المطاطية. يعتبر الستايرين والبادين -1 ، 3 من المكونات الأولية لإنتاج المواد البوليمرية من هذا النوع ، ويتم الحصول على المطاط عن طريق البلمرة المشتركة المحلول أو المستحلب.
في الإنتاج الحديث ، لم يتم استخدام تقنية تصنيع المطاط غير المعبأ فحسب ، بل تم أيضًا إنشاء إنتاج البوليمرات التي تحتوي على الراتنجات وأسود الكربون والزيت. من بين جميع المواد البوليمرية المنتجة ، يمثل مطاط الستايرين بوتادين أكثر من نصف إجمالي الطاقة الإنتاجية.
سبب هذا المقياس هو التجانس العالي للخصائص الفيزيائية والكيميائية للمنتج المصنَّع ، وتوافر مونومرات البداية (ستيرين وبيوتادين) ، فضلاً عن خط الإنتاج الراسخ.
يتم الحصول على كتلة كبيرة من مطاط الستايرين بوتادين في الإنتاج الحديث عن طريق بلمرة مستحلب من الستايرين والبيوتادين.
تصنيف المطاط حسب الهيكل
مع مراعاة ظروف البلمرة وتكوين المكونات المستخدمة ، يتم إنتاج مطاط ستايرين بوتادين ، والتي تختلف فيالخصائص والتكوين. يُسمح بالتوزيع الإحصائي غير المنتظم للوحدات الهيكلية للستايرين والبوتادين في الجزيء الكبير.
مع انخفاض درجة الحرارة ، لوحظ انخفاض في المحتوى الكمي للكسور ذات الوزن الجزيئي المنخفض في المطاط الناتج. بالإضافة إلى ذلك ، هناك انخفاض في التفرع الهيكلي ، وزيادة في الهيكل العادي للبوليمر ، مما يؤثر بشكل إيجابي على الخصائص التقنية والتشغيلية للمنتج النهائي.
في تطوير الإنتاج المحلي للمواد الاصطناعية ، كانت النقطة المهمة هي إنشاء إنتاج مواد ستايرين بوتادين عن طريق البلمرة الجذرية. حاليًا ، يتم إنتاج هذه المواد عالية الجودة وبأسعار معقولة في المصانع في كراسنويارسك وأومسك وتولياتي وستيرليتاماك وفورونيج.
ميزات التكنولوجيا
إذا رغبت في ذلك ، يمكنك الحصول على بوليمر بمعلمات معينة. على سبيل المثال ، بمتوسط وزن جزيئي معين ، يتم التحكم فيه أثناء البلمرة عن طريق إدخال منظمات قادرة على نقل السلسلة. كلما زاد المحتوى الكمي للمنظمين ، لوحظ انخفاض في الوزن الجزيئي للبوليمر.
ما الذي يمكن اعتباره مستحلبات مناسبة لإنتاج مستحلبات ثابتة من المونومرات ، وكذلك لإنشاء منتجات البلمرة النهائية ، اللاتكس؟ تعتبر البوتاسيوم أو أملاح الصوديوم من الأحماض الكربوكسيلية الاصطناعية الدهنية ، والصنوبري المهدرج ، وكذلك أملاح ألكيل سلفونات من المكونات الكيميائية الرئيسية.
عند اختيار الصنوبري ، يجب أولاًلمعاملة خاصة. في عملية عدم التناسب مع عامل حفاز (البلاديوم) ، يكتسب الخصائص اللازمة للسلسلة التكنولوجية لإنتاج المطاط.
تفاصيل الإنتاج
لإجراء البلمرة المشتركة ، يتم استخدام بطارية من البلمرة. عند تحضير الخليط ، يتم خلط ستيرين ، بوتادين ، مذيب منقى ومجفف مسبقًا (قد يكون هكسان حلقي) بنسبة 5/1. بعد ذلك ، يتم إدخال مكونات الشحنة الأصلية في خلاط غشاء لخلط عالي الجودة. ثم يتم إرسال الخليط للتنقية الكيميائية الدقيقة من مختلف الشوائب الصغيرة.
يتم تغذية الجهاز بمركبات الليثيوم العضوية ، يتم معايرتها عند 25 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة. يتم تحديد درجة التنقية حسب لون الشحنة. إذا لم يكن هناك شوائب ، يكون للخليط لون بني قليلاً. قبل البلمرة ، يخلط الخليط مع محفز ، إضافات قطبية.
تتم العملية في بطارية ، تتكون من ثلاثة أجهزة قياسية ، عن طريق التزويد المتتالي بالشحنة. يتم الحفاظ على درجة الحرارة داخل البلمرة في النطاق من 50 إلى 80 درجة مئوية. متوسط مدة العملية الكيميائية بأكملها 6 ساعات
الخلاصة
في أي مجال من مجالات حياة ونشاط الشخص المناسب في الوقت المناسب ، توجد مواد تعتمد على مطاط الستايرين بوتادين. بادئ ذي بدء ، نلاحظ إنشاء نعال مطاطية للأحذية وإطارات مطاطية للسيارات وخراطيم سقي مختلفة.
البوليمرات الإحصائية للستايرين ويستخدم البوتادين على نطاق واسع في إنشاء مواد العزل الكهربائي ، ومجموعة متنوعة من المنتجات لصناعة السيارات ، بما في ذلك إنشاء إطارات عالية الجودة. التقنيات المبتكرة المستخدمة من قبل الشركات المصنعة الحديثة لمطاط الستايرين بوتادين تسمح لهم بإنشاء منتجات ذات معايير فيزيائية وكيميائية محددة وخصائص الأداء المطلوبة.
من بين ميزات هذا الإنتاج ، نلاحظ استخدام محفزات عالية الجودة. اعتمادًا على هيكل المطاط المركب ، تختلف مدة عملية إنشائها ، وكذلك التكلفة النهائية للمنتجات المطاطية المصنعة على أساس المطاط ، اختلافًا كبيرًا.
