Бутадієновий каучук

24.02.2017

БУТАДІЕНОВІ КАУЧУКИ

Бутадіенові каучук одержують полімеризацією бутадієну в присутності різних каталізаторів. В залежності від типу застосовуваних каталізаторів і способу полімеризації виходять каучуки з різною мікроструктурою і технічними властивостями.

Всі бутадіенові каучуки поділяються на:

— стереорегулярные,

— нестереорегулярные.

До стереорегулярным відносяться каучуки, в молекулах яких не менше 85% мономерних груп. До них відносяться бутадіенові каучуки, отримує-мі з допомогою комплексних каталізаторів Циглера-Натта до-бальтового, нікелевого та титанового типів, а також каучук, підлозі-чаемой з допомогою літій-органічного каталізатора.

До бутадієновим і емульсійним каучуком нестереорегулярного будови відносяться каучуки, одержувані в присутності лужних металів .

Нестереорегулярные бутадіенові каучуки

Нестсреорегулярный і натрій-бутадієновий каучук (ВКВ), по-лучаемый за способом С. В. Лебедєва, є першим синтетиче-ським каучуком, виробництво якого було організовано в круп-вих масштабах в нашій країні. Довгий час він був основним каучуком загального призначення і разом з натуральним застосовувався при виготовленні різноманітних гумових виробів.

ВКВ одержують полімеризацією бутадієну в масі в присутст-виї металевого натрію. Полімеризація триває кілька де-сятков годин при температурі 50-60 о С і максимальному тиску в полимери-заторі 0,9 МПа.

Колір ВКВ- жовтий із зеленуватим або коричневим відтінком-ком; за ступенем полімеризації і пластичності каучук неодноро-ден, легко окислюється, містить домішки летких речовин, а також металевого натрію та його сполук.

Для поліпшення технічних властивостей каучуку його обробляють в вакуумсмесителе з метою видалення летких речовин. Потім до нього додають протівостарітель і стеаринову кислоту. Далі каучук обробляють на рафинировочных пальцях для очищення від жорстких включень і додання йому більшої однород-ності.

На рафинировочных вальцях каучук обробляється в зазорі між обертовими валками і виходить із зазору у вигляді тон-кого листа.

Для видалення із загальної маси каучуку дрібних твердих частинок каучуку з високим ступенем полімеризації, званих хрящами, валки рафинировочных вальців мають злегка бочкоподібної фор-му т. е. мають бомбировку. При обробці каучуку жорсткі включно-чення відтісняються до краю валків, відокремлюються від основної маси каучуку і у вигляді кромки знімаються з країв валка з допомогою спеціальних кромочних піхов. Так виходить рафінований каучук.

При обробці каучуку на рафинировочных вальцях з зазором між валками більше 0,1 мм отримують брекированный каучук, а при ще більшому зазорі -класичний каучук.

ВКВ упаковують у мішки, просочені нітролаком, чи в прогумовані мішки.

В залежності від способу полімеризації випускають ВКВ двох типів: стрижневий і бесстержневой. пластичність одержуваних каучуків знаходиться в межах від 0,1 до 0,66.

Марки каучуку позначають числом, відповідним пластич-ності. Наприклад, пластичність каучуку марки 40 становить 0,36-0.40.

Для позначення способу полімеризації, методу обробки, змісту мягчителей і призначення каучуку до числового про-значенням марки каучуку додається літери.

Букви, що стоять за числовим позначенням марки каучуку, оз-начают:

стержневои полімеризації,

б — бесстержневой полімеризації,

р — рафінований,

брекированный,

— пальцопанный,

д призначений для гум з підвищеними ді-електричними властивостями,

е призначений для ебонітових і балонних виробів,

щ — для гумових виробів, соприкасаю-датуються з харчовими продуктами.

Каталітичної полімеризацією бутадієну в присутності ка-лія отримують каучук ВКВ, відрізняється підвищеною морозо-стійкістю.

Полімеризацією бутадієну бесстержневым способом у присут-відно літію в якості каталізатора отримують каучук СКБМ. Цей каучук має ще більш високою морозостійкістю, ніж ВКВ.

Застосування. У зв’язку з виробництвом стереорегулярных бута-дієнових каучуків СКБ втратив своє технічне значення, при-сування його значно скоротилося в порівнянні з іншими каучуками. Причина цього полягає в тому, що стереорегулярные бутадиенииые каучуки мають більш цінні технічні властивості, вони більшою мірою відповідають сучасним вимогам гумового виробництва, виходять за безперервною схемою при менших за-витрати ручної праці.

В даний час СКБ, ВКВ, СКБМ застосовуються як

спеціального призначення і використовуються при виготовленні деяких харчових, морозостійких, кислотощелочестоиких ре-зін, а також ебонітових та азбестових виробів. Надалі передбачається замінити їх в виробляєте цих виробів на бу-тадиеновые каучуки типу СКБС (лінійної структури) і СКБСР (розгалуженої структури), ко-які виходять більш досконалої розчинної полімеризацією. Їх вулканизаты відрізняються високою стійкістю до термоокислювальної деструкцією до теплового старіння і по комплексу фізіко-механічних властивостей близькі до гум з СКБ.

Стереорегулярные бутадіенові каучуки

Стереорегулярные бутадіенові каучуки отримують полимери-зацией бутадієну в розчинниках присутності комплексного ка-тализатора.

Безперервна полімеризація проводиться в батареї полимери-заторів при температурах 25-30°С і тиску до 1,0 МПа протягом 4 — 8 год. Після видалення основної маси непрореагировавшего мономеру і частини розчинника в вакуумиспарителе до полимеризату додається антиоксидант (протівостарітель), потім полимеризат піддають водної дегаза-ції. Обробкою парою відокремлюють розчинник від каучуку, при цьому видаляється більша частина решти продуктів розпаду ка-тализатора, розчинилися у воді.

Стереорегулярные бутадіенові каучуки випускають у вигляді брикетів масою близько 30 кг, загорнутих в поліетиленову плівку і упакованих в четырехсложные паперові мішки.

Відносно висока гнучкість макромолекули рухливість макромалекулярных ланцюгів СКД є причиною більш низ-кої температури склування порівняно з температурою стек-ловании натурального канчуки. Температура склування промислових-леного СКД знаходиться в межах від -105 до — 110°с З підви-порушенням змісту 1,4-ланок вона знижується.

Бутадіенові каучуки при вмісті понад 80% цис-ланок здатні кристалізуватися при охолодженні. Максимальна швид-рость кристалізації СКД спостерігається при температурах від -55 до -60 про С. При зменшенні вмісту цис-1,4-ланок, молеку-лярной маси каучуку і в результаті вулканізації швидкість і сте-пень кристалізації каучуки знижуються.

Каучук СКД різних марок відрізняються в’язкістю, вальцуемостью і фізико-механічними властивостями вулканизатов (наповнених технічним вуглецем).

Гуми на основі СКД володіють рядом цінних властивостей:

— высокоэластичностью,

— підвищену зносостійкість і суто-але високою морозостійкістю. Недоліком СКД є його мала когезионная міцність (міцність невулканизированном з-стоянні) і хладотекучесть, т.тобто підвищена текучість при нормальній температурі і порівняно малих навантаженнях, що за-трудняет отримання і зберігання каучуку та гумових сумішей на його основі. Крім того, гумові суміші на оспине СКД мають пло-хімічної технологічними властивостями із-за вузького ММР, низькою пекло-гезии до металу і високою еластичної восстанавливаемости, осо-бенно при підвищених температурах.

На властивості СКД, як і властивості інших каучуків, великий вплив мають параметри молекулярної структури:

— молеку-лярная маса,

— ММР,

— розгалуженість,

— полидисперсность.

З збільшенням молекулярної маси каучуку твердість і в’язкість підвищуються, пластичність і вальцуемость погіршуються. Одночасно підвищуються умовне напруження гум (при подовженні 300%), міцність при розтягуванні, ела-стичность по відскоку і знижуються і відносне залишкове уд-линение, стираність, теплоутворення і опір роз-станію порізу.

Молекулярна маса, розгалуженість полімерних ланцюгів промислового СКД коливаються у вузьких межах, у той же час ММР залежно від ступеня регулювання може мо-няться вельми істотно. Із збільшенням полідисперсності кау-чука помітно знижуються напруга при 300%-ном подовженні, міцність при розтягуванні, твердість і еластичність за відскоку наповнених гум, що пояснюється зменшенням густоти вулканізаційної сітки, а відносне подовження, теплоутворення при багаторазовому стисненні і стираність зростають.

У той же час із збільшенням полідисперсності каучуку пол-тають технологічні властивості саженаполненных сумішей, змен-зменшується тривалість їх виготовлення, температура смеше-ня і в’язкість гумових сумішей. Когезионная міцність каучуку мало залежить від ММР і в основному визначається молеку-лярной масою.

Бутадіенові каучуки добре розчиняються в ароматичних та хлорвмісних вуглеводнів, бензині і циклогексане, гірше розчиняються в ароматичних вуглеводнях. Гуми на їх основі мають низьку стійкість до дії масел, розчинників і палив.

Ці каучуки і гуми на їх основі завдяки рухливості ланок мають дещо більшою газопроникність порівняно з натуральному і бутадієн-стирольными каучуками.

По стійкості до теплового старіння гуми на основі СКД поступаються гум на основі бутадієнстирольного каучуку, але перевершують гуми на основі натурального каучуку, вони отли-чаються також хорошою еластичністю, втомної витривалості та малим теплообразованием при багаторазових деформаціях. Але зносостійкості гуми на основі СКД перевершує гуми на основі інших каучуків загального призначення завдяки більшій взаємодії каучуку з активними наповнювачами і знижений-ному коефіцієнту тертя.

СКД практично не пластицируются. Ефективність пластику-ції при обробці на промисловому обладнанні незначна. При більш високих температурах ефект пластикации значно зростає, одночасно спостеріга-дається структурування каучуку.

СКД зазвичай застосовують у поєднанні з іншими изопреновым синтетичним каучуком, натуральним, а також бутадієн — стирольными каучуками, які покращують тих-нологические властивості гумових сумішей, призначених для виготовлення шин, транспортерних лепт, ізоляції електричних ка-белей, морозостійких виробів, виробів з високою динамічною витривалістю і зносостійкість і ін

Бутадієновий каучук марки СКД-ЛР отримують полимериза-єю в розчині в присутності літієвого каталізатора, в нього вво-дять нетемнеющий протівостарітель. Він володіє хорошою морозо-стійкістю, нетоксичний, не має неприємного запаху і тому іс-користується для виробів, що застосовуються в харчовій промисловості, медицині, санітарії.

© 2016 domrezin. Всі права захищені.

Короткий опис статті: стадії полімеризації пластмаси

Джерело: Бутадієновий каучук

Також ви можете прочитати