Butadien kavčuk: formula, metode proizvodnje, lastnosti in uporaba
Kemična industrija v našem času proizvaja več vrst gume. Ena izmed najbolj priljubljenih je butadien. Guma te sorte ima veliko prednosti. Seveda ima nekaj slabosti.
Malo zgodovine
Naravna guma v Evropo, kot vemo, je bila pripeljana iz Amerike Christopher Columbus. Ta zanimiva stvar je odkrila odličen navigator na otoku Haiti. Lokalni Indijanci so ga naredili trdne žoge za igre.
Sprva guma v Evropi žal ni nikogar posebej zanimala. Kasneje pa je bila ta snov uporabljena precej široko. V Franciji je na primer izdeloval naramnice za hlače. V Angliji, z uporabo gume zašiti nepremočljiv plašč.
Leta 1839 je ameriški raziskovalec Charles Gurder prvič izdelal gumo iz tega materiala. Čeprav je pred tem izumitelj poskušal najti nove metode za uporabo gume, se mu je to zgodilo povsem slučajno. Ko je Gurder položil plošče preiskovanega materiala na peč na vrhu žvepla, ki je že bil tam. Tako se je prvič izkazalo, da je material z zanimivimi lastnostmi, pozneje imenovan guma.
Potreba po sintezi gume
V ZDA se iz gume koplje guma drevo hevea. V Evropi in Rusiji ta tropska kultura na žalost ne raste. Na severni polobli preprosto ni naravnih virov proizvodnje gume. Zato je bilo v Rusiji in Evropi konec XIX - zgodnjega XX. Stoletja nujno potrebno sinteza umetne gume za proizvodnjo gume, ki je bila takrat že zelo razširjena in uporabljena povsod.
Vrste umetnega kavčuka
Sčasoma so bile ustvarjene številne tehnologije za pridobitev tega želenega materiala. Trenutno obstaja več vrst gume. Na primer, kemična industrija proizvaja take vrste, kot so vinilpiridin, fluor, pena, silikon. Toda najbolj priljubljen je še butadien. Guma tega tipa je bila nekoč umetno pridobljena prvič (leta 1932 skupina inženirjev pod vodstvom A. Lebedeva).
Kako
Gevei ni v naši državi. Vendar pa se naravni materiali uporabljajo tudi za proizvodnjo sintetične gume. V bistvu gre za zrnje in krompir. Fermentiranje teh kmetijskih proizvodov, dobite etilni alkohol. Slednji služi kot surovina za proizvodnjo snovi, kot je butadien-1.3. Za pridobitev gume se ta komponenta polimerizira.
Začetni material
Gre za brezbarvni plin 1,3-butadiena, katerega formula je naslednja: CH2 = CH-CH = CH2. Na drug način se imenuje divinyl. бутадиен-1.3 — это ненасыщенный углеводород, представитель группы диеновых. Dejstvo je, da je butadien-1,3 nenasičen ogljikovodik, predstavnik dienske skupine. Značilnost tega plina je med drugim zelo neprijeten vonj.
Butadien je polimeriziran, da proizvaja gumo na stereoskopskih katalizatorjih. Reakcija se nadaljuje z dodajanjem molekul med seboj v položaju 1,4 ali 1,2.
Fizične lastnosti
Za sintezo končnega proizvoda se običajno uporablja butadien, ki vsebuje več kot 99% osnovne snovi. Butadienski kavčuk ima tudi naslednje tehnične lastnosti:
Viskoznost Mooney - 30-35;
temperatura vulkanizacije - 140-160 ° C;
gostota - 900-920 kg / m;
glavno vulkanizacijsko sredstvo je žveplo;
vulkanizacijska polnila - tehnični ogljik;
plastifikatorji - mineralna olja.
Sorte
Butadienski kavčuk je razdeljen na dva glavna tipa:
stereoregulacija;
neregulativni.
Prva vrsta materiala, izdelanega v obliki briketov. Sprejmi stereoregulatorne gume:
z uporabo katalizatorjev Ziegler-Natta (vrste niklja, kobalta in titana);
litijev organski katalizatorji.
V molekulah teh kavčukov je vsaj 85% monomernih skupin. Neregulacijski materiali so narejeni v prisotnosti alkalnih kovin. Najpogosteje je kovinski natrij. Prav to gradivo (SLE) je prvič prejel A. Lebedev.
Butadien kavčuk: formula
Ta material lahko tako dobimo z uporabo različnih katalizatorjev. Formula za butadienski kavčuk je v vsakem primeru naslednja:
2 ® (– СН 2 – СН = СН – СН 2 – ) n, где n может принимать значения в несколько тысяч. nCH2 = CH-CH = CH2® (-CH2 - CH = CH-CH2- ) n, pri čemer lahko n ima vrednosti več tisoč.
Metoda pridobivanja nestrukturne gume SLE
Takšen material je narejen, kot je že omenjeno, s polimerizacijo butadiena v prisotnosti kovinskega natrija. Ta postopek traja več ur pri tlaku 0,9 MPa in temperaturi 50-60 ° C.
Izboljšajte lastnosti pridobljene gume z dodatno obdelavo v vakuumskem mešalniku, da odstranite hlapne snovi. Nato materialu dodamo stearinsko kislino in antioksidant. Na zadnji stopnji se gumo obdela na rafinacijskih prstih. To vam omogoča, da materialu zagotovite večjo izenačenost in jo očistite od vseh vrst nepotrebnih vključkov.
Glede na to, kakšno vrzel bodo izbrali na rafiniranih prstih, lahko dobite briketirano ali valjano gumo. Dobljeni material zapakirajte v gumijaste vrečke. Včasih je slednji tudi impregniran z nitrolakom.
Kako je označena SLE
Torej smo ugotovili, kako priti do nestereoregulacijske butadienske gume. Zdaj pa poglejmo, kako je ta vrsta materiala označena. Plastičnost, dobljena s postopkom polimerizacije nestreloregulacijske gume SLE, se lahko spreminja v območju 0,1-0,66. Na podlagi tega in označenega materiala. Guma 40 bo na primer imela razteznost 0,36-0,4. Označevanje materiala vsebuje tudi informacije, kot so:
uporabljeni polimerizacijski postopek;
mehčalci vsebine;
imenovanje.
Črke v oznaki gradiva kažejo:
c - polimerizacija jedra;
b - brez jedra;
k - opečeni material;
p - rafinirano;
prsti.
Guma SLE, označena s črko "d", dobi gumo z visokimi dielektričnimi lastnostmi. Material, na katerem je oznaka "e", je namenjen izdelavi balonskih in ebonitnih izdelkov. Črka "u" pri označevanju gume pomeni, da se lahko uporablja za izdelavo gume v stiku z živili.
Sinteza stereo regulativnega materiala
Na začetku se je zelo razširil tip SCR. Vendar pa se je z izumom tehnologije izdelave stereoregulatorne gume njegova uporaba bistveno zmanjšala. Dejstvo je, da je stereoregularni butadienski kavčuk bolj elastičen in ima boljše tehnične lastnosti.
Izboljšanje postopka izdelave materialov je privedlo do novih oblik z izboljšanimi lastnostmi. Stereoregulatorni butadienski kavčuk je polimer, ki ga lahko pripravimo s kompleksnimi katalizatorji (SKD) ali litijevimi katalizatorji (SKDL).
Taki materiali so izdelani v kontinuiranem vzorcu in z minimalnim fizičnim delom. Pri proizvodnji najpogostejšega tipa SKD se polimerizacija izvaja v posebni bateriji v prisotnosti kompleksnega katalizatorja pri temperaturi 25-30 ° C in tlaku 1 MPa. Skupni čas izdelave gume te sorte je 4-8 ur.
V eni fazi se material dodatno obdela v vakuumskem uparjalniku. Tukaj se polimeru doda antioksidant. Sledi postopek razplinjevanja vode. Preostalo topilo iz gume se loči z obdelavo s paro.
Stereo-regulirajoče butadienske gume se dobavljajo na trg, običajno v briketih po 30 kg, ki so zaviti v plastično folijo.
Področja uporabe
Tako ima zelo dobre lastnosti butadien kavčuka. Njegova uporaba je zato upravičena pri izdelavi različnih elastičnih izdelkov. Ne-stereoregulacijske butadienske gume se najpogosteje uporabljajo pri proizvodnji:
hrana iz gume, hladno odporna, kislo-alkalna;
izdelki iz ebenovine in azbesta.
Stereoregulatorni materiali te vrste se uporabljajo pri izdelavi:
Pnevmatike za avtomobile;
podplati čevljev in rokavic;
transportni trakovi za dvigala, lahka industrija in težka industrija;
Izolatorji za električne žice in kable;
gumeni izdelki z visoko dinamično odpornostjo proti obrabi;
hladno odporna guma.
Nedvomne prednosti te gume so njena netoksičnost in odsotnost neprijetnega vonja. Zato se pogosto tak material uporablja tudi za proizvodnjo izdelkov, ki se uporabljajo v medicini in živilski industriji.
Kako dobiti gumo
Za izdelavo tega materiala se najpogosteje uporabljajo stereoregulacijske gume. Za pridobitev gume se običajno dodajajo, kot je že omenjeno, tehnični ogljik. Guma se izdeluje po vulkanizacijski metodi. Butadienski kavčuk, katerega formula je bila predstavljena zgoraj, ima v primerjavi z nekaterimi drugimi sortami več pomanjkljivosti:
nizka kohezivna moč;
slaba oprijemljivost na kovino.
Gumijaste zmesi na podlagi njih dajejo močno krčenje. Zato se v proizvodnem procesu takšen material pogosto meša z izoprenom, stirenom in drugimi vrstami gume.