Бутадиен каучук: формула, методе производње, својства и употреба
Хемијска индустрија у наше време производи неколико врста гума. Један од најпопуларнијих је бутадиен. Гума ове сорте има многе предности. Али, наравно, он има неке недостатке.
Мало историје
Природна гума за Европу, као што знамо, донета је из Америке Цхристопхер Цолумбус. Открио ову занимљиву ствар одличан навигатор на острву Хаити. Локални Индијанци су му направили чврсте лопте за игре.
У почетку гума у Европи, нажалост, никога није посебно занимала. Међутим, касније је ова супстанца широко примењена. На пример, у Француској је правио нараменице за панталоне. У Енглеској, уз употребу гуме зашивеног водоотпорног капута.
Амерички истраживач Цхарлес Гурдер је 1839. године први пут направио гуму из овог материјала. Иако је пре тога проналазач покушао да пронађе нове методе за коришћење гуме, то му се десило сасвим случајно. Једном је Гурдер ставио тањир материјала који се истражује на пећ на врху сумпора који је већ био тамо. Тако се први пут и испоставило да је то материјал са интересантним својствима, касније названим гумом.
Потреба за синтетизацијом гуме
Од гуме се ископава гума у Америци трее хевеа. У Европи и Русији, ова тропска култура, нажалост, не расте. У сјеверној хемисфери једноставно нема природних извора производње гуме. Зато је крајем КСИКС - почетком КСКС века у Русији и Европи постојала хитна потреба за синтезом вештачке гуме за производњу гуме, која је до тада већ била распрострањена и коришћена свуда.
Типови вештачке гуме
Временом су створене многе технологије за добијање жељеног материјала. Тренутно постоји неколико врста гуме. На пример, хемијска индустрија производи такве врсте као што су винилпиридин, флуор, пена, силикон. Али најпопуларнији је бутадиен. Гума овог типа је некада први пут вештачки набављена (1932. године група инжењера под вођством А. Лебедева).
Како
Гевеи није у нашој земљи. Међутим, природни материјали се такође користе за производњу синтетичке гуме. У основи то су житарице и кромпир. Ферментацијом ових пољопривредних производа, добијате етил алкохол. Ово последње служи као сировина за производњу супстанце као што је бутадиен-1.3. Да би се добила гума, ова компонента се подвргава полимеризацији.
Стартинг материал
То је безбојни гас 1.3-бутадиена, чија формула је следећа: ЦХ2 = ЦХ-ЦХ = ЦХ2. На други начин то се зове дивинил. бутадиен-1.3 — это ненасыщенный углеводород, представитель группы диеновых. У ствари, бутадиен-1.3 је незасићен угљоводоник, представник диенске групе. Карактеристична карактеристика овог гаса је, између осталог, веома непријатан мирис.
Бутадиен се полимеризује да би произвео саму гуму на стереоскопским катализаторима. Сама реакција наставља са додавањем молекула један са другим у положају 1,4 или 1,2.
Физичке карактеристике
За синтезу финалног производа обично се користи бутадиен који садржи више од 99% основне супстанце. Бутадиен каучук има и следеће техничке карактеристике:
Вискозност по Моони - 30-35;
температура вулканизације - 140-160 Ц;
густина - 900-920 кг / м;
главни вулканизациони агенс је сумпор;
вулканизацијска пунила - технички угљик;
пластификатори - минерална уља.
Вариетиес
Бутадиен гума је подељена на два главна типа:
стереорегулатори;
не-регулаторне.
Први тип материјала произведен у облику брикета. Примите стереорегулаторне гуме:
коришћењем Зиеглер-Натта катализатора (типови никла, кобалта и титана);
литијумски органски катализатори.
У молекулама ових гума постоји најмање 85% мономерних група. Нерегулаторни материјали се производе у присуству алкалних метала. Најчешће је то метални натријум. Овај материјал (СЛЕ) је први пут примио А. Лебедев.
Бутадиен гума: формула
Овај материјал се тако може добити коришћењем различитих катализатора. Формула за бутадиенску гуму је у сваком случају следећа:
2 ® (– СН 2 – СН = СН – СН 2 – ) n, где n может принимать значения в несколько тысяч. нЦХ2 = ЦХ-ЦХ = ЦХ2® (-ЦХ2- ЦХ = ЦХ-ЦХ2- ) н, где н може имати вредности од неколико хиљада.
Метода добијања не-стерео гуме СЛЕ
Такав материјал је направљен, као што је већ поменуто, полимеризацијом бутадиена у присуству металног натријума. Ова процедура траје неколико сати при притиску од 0,9 МПа и температури од 50-60 ° Ц.
Побољшати својства добијене гуме додатном обрадом у вакуум миксеру за уклањање хлапљивих супстанци. Затим се у материјал додају стеаринска киселина и антиоксидант. У завршној фази гума се обрађује на прстима за рафинацију. То вам омогућава да материјалу дате већу униформност и очистите га од свих врста непотребних инклузија.
У зависности од тога који ће размак бити изабран на рафинираним прстима, можете добити брикетирану или ваљану гуму. Спаковајте добијени материјал у гумене кесе. Понекад је и потоње натопљено нитролаком.
Како се означава СЛЕ
Тако смо сазнали како да добијемо не-стереорегулаторну бутадиенску гуму. Погледајмо сада како је ова врста материјала означена. Пластичност добијена методом полимеризације не-стереорегулаторне гуме СЛЕ може да варира у опсегу од 0.1-0.66. На основу овога и обележеног материјала. На пример, гумица 40 ће имати дуктилност од 0.36-0.4. Ознака материјала такође садржи информације као што су:
метод полимеризације;
омекшивачи садржаја;
именовања.
Слова у ознаци материјала означавају:
ц - полимеризација језгра;
б - без језгра;
к - материјал од цигле;
п - рафиниран;
врховима прстију.
Гума СЛЕ, означена словом "д", добија гуму са високим диелектричним својствима. Материјал, на чијој етикети је "е", намењен је за производњу производа од балона и ебонита. Слово "у" код означавања гуме значи да се може користити за производњу гуме у контакту са храном.
Синтеза стерео регулаторног материјала
Првобитно је кориштен тип СЦР-а. Међутим, проналаском технологије производње стереорегулаторне гуме, његова употреба је значајно смањена. Чињеница је да је стереорегуларна бутадиенска гума еластичнија и има боље техничке карактеристике.
Побољшање процеса производње материјала довело је до нових облика са побољшаним својствима. Стереорегулаторни бутадиенски каучук је полимер који се може добити коришћењем комплексних катализатора (СКД) или литијумских катализатора (СКДЛ).
Такви материјали се израђују у континуалном узорку и уз минималан физички рад. У производњи најчешћег типа СКД, полимеризација се врши у посебној батерији у присуству комплексног катализатора на температури од 25-30 ° Ц и притиску од 1 МПа. Укупно време производње ове гуме је 4-8 сати.
У једној фази, материјал се додатно обрађује у вакуумском испаривачу. Овде се полимеру додаје антиоксидант. Затим се материјал подвргава поступку дегазације воде. Резидуални растварач из гуме је одвојен обрадом воденом паром.
Стерео-регулишуће бутадиенске гуме се снабдевају на тржиште, обично у брикетима од по 30 кг, сваки упакован у пластичну фолију.
Сфере употребе
Дакле, има веома добра својства бутадиенске гуме. Стога је његова употреба оправдана у производњи разних еластичних производа. Не-стереорегулаторни бутадиен-гуме се најчешће користе у производњи:
храна од гуме, хладно-отпорна, кисело-алкална;
производи од ебановине и азбеста.
Стереорегулаторни материјали овог типа користе се у производњи:
гуме за аутомобиле;
ђонови ципела и рукавица;
транспортне траке за лифтове, лаку индустрију и тешку индустрију;
изолатори за електричне жице и каблове;
гумени производи са високом динамичком отпорношћу на хабање;
отпорна на хладноћу.
Несумњиве предности ове гуме укључују његову нетоксичност и одсуство непријатног мириса. Стога се врло често такав материјал користи и за производњу производа који се користе у медицини и прехрамбеној индустрији.
Како добити гуму
За производњу овог материјала најчешће се користе стереорегулаторне гуме. Да би се добила гума, обично се додају, као што је већ поменуто, технички угљеник. Гума се добија методом вулканизације. Бутадиенски каучук, чија је формула приказана горе, у поређењу са неким другим сортама, има неколико недостатака:
ниска кохезивна снага;
слабо приањање на метал.
Гумена једињења на основу тога дају јако скупљање. Стога се у процесу производње такав материјал често мијеша са изопреном, стиреном и другим типовима гума.