Butadien guma: formula, metode proizvodnje, svojstva i upotreba

Kemijska industrija u naše vrijeme proizvodi nekoliko vrsta guma. Jedan od najpopularnijih je butadien. Guma ove sorte ima mnoge prednosti. Ali, naravno, on ima neke nedostatke.

Malo povijesti

Prirodna guma za Europu, kao što znamo, donesena je iz Amerike Kristofor Kolumbo. Otkrio ovu zanimljivu stvar odličan navigator na otoku Haitiju. Lokalni Indijanci učinili su ga čvrstim lopticama za igre.

Isprva, guma u Europi, nažalost, nikoga nije osobito zanimala. Međutim, kasnije se ova supstanca primjenjivala vrlo široko. Na primjer, u Francuskoj je izradio naramenice za hlače. U Engleskoj, s upotrebom gume ušivenog vodootpornog kaputa.

Godine 1839. američki istraživač Charles Gurder prvi je put napravio gumu iz ovog materijala. Iako je prije toga izumitelj pokušao pronaći nove metode za korištenje gume, to mu se dogodilo sasvim slučajno. Jednom je Gurder stavio tanjur materijala koji je bio pod istragom na štednjak na vrhu sumpora koji je već bio tamo. Tako je prvi put i ispalo da je materijal sa zanimljivim svojstvima, kasnije nazvan guma.

Potreba za sintetizacijom gume

Od Amerike se gume gume stabla hevea. U Europi i Rusiji, ova tropska kultura, nažalost, ne raste. Na sjevernoj hemisferi jednostavno nema prirodnih izvora proizvodnje gume. Zato je krajem XIX - početkom XX. Stoljeća u Rusiji i Europi postojala hitna potreba za sintezom umjetne gume za proizvodnju gume, koja je do tada već bila raširena i korištena svugdje.

Vrste umjetnog gume

Tijekom vremena stvorene su mnoge tehnologije za dobivanje željenog materijala. Trenutno postoji nekoliko vrsta gume. Primjerice, kemijska industrija proizvodi takve vrste kao što su vinilpiridin, fluor, pjena, silikon. No, najpopularniji je još butadien. Guma ove vrste nekada je prvi put umjetno dobivena (1932. godine skupina inženjera na čelu s A. Lebedevom).

Kako

Gevei nije u našoj zemlji. Međutim, prirodni materijali se također koriste za proizvodnju sintetičke gume. Uglavnom je to žito i krumpir. Fermentiranje tih poljoprivrednih proizvoda, dobiti etil alkohol. Potonji služi kao sirovina za proizvodnju tvari kao što je butadien-1.3. Za dobivanje gume, ova komponenta se podvrgava polimerizaciji.

Početni materijal

To je bezbojni plin 1.3-butadiena, formula za koju je kako slijedi: CH2 = CH-CH = CH2. Na drugi način to se naziva divinil. бутадиен-1.3 — это ненасыщенный углеводород, представитель группы диеновых. U stvari, butadien-1,3 je nezasićeni ugljikovodik, predstavnik dienske skupine. Karakteristična značajka ovog plina, između ostalog, je vrlo neugodan miris.

Butadien se polimerizira kako bi proizveo samu gumu na stereoskopskim katalizatorima. Sama reakcija odvija se dodavanjem molekula jedna s drugom u položaju 1,4 ili 1,2.

Fizičke značajke

Za sintezu konačnog proizvoda obično se koristi butadien koji sadrži više od 99% osnovne tvari. Butadien guma također ima sljedeće tehničke karakteristike:

• Viskoznost po Mooneyu - 30-35;

• temperatura vulkanizacije - 140-160 ° C;

• gustoća - 900-920 kg / m;

• glavno sredstvo za vulkanizaciju je sumpor;

• vulkanizacijska punila - tehnički ugljik;

• plastifikatori - mineralna ulja.

vrsta

Butadienska guma podijeljena je u dva glavna tipa:

• stereoregulyatorny;

• nestereoregulyatorny.

Prvi tip materijala proizveden u obliku briketa. Primajte stereoregulatorne gume:

• upotrebom Ziegler-Natta katalizatora (vrste nikla, kobalta i titana);

• litij organski katalizatori.

U molekulama takvih guma postoji najmanje 85% monomernih skupina. Neregulatorni materijali se proizvode u prisutnosti alkalnih metala. Najčešće je to metalni natrij. Upravo je taj materijal (SLE) prvi put primio A. Lebedev.

Butadien guma: formula

Ovaj materijal se tako može dobiti korištenjem različitih katalizatora. Formula za butadiensku gumu je u svakom slučaju sljedeća:

2 ® (– СН 2 – СН = СН – СН 2 – ) n, где n может принимать значения в несколько тысяч. nCH2 = CH-CH = CH2o (-CH2 - CH = CH- CH2- ) n, gdje n može imati vrijednosti od nekoliko tisuća.

Metoda dobivanja ne-stereo gumenog SLE

Takav materijal je načinjen, kao što je već spomenuto, polimerizacijom butadiena u prisutnosti metalnog natrija. Ovaj postupak traje nekoliko sati pri tlaku od 0,9 MPa i temperaturi od 50-60 ° C.

Poboljšajte svojstva dobivene gume dodatnom obradom u vakuumskoj miješalici kako biste uklonili hlapljive tvari. Zatim se u materijal dodaju stearinska kiselina i antioksidans. U završnoj fazi guma se obrađuje na prstima za rafiniranje. To vam omogućuje da materijalu pružite veću uniformnost i očistite ga od svih vrsta nepotrebnih inkluzija.

Ovisno o tome koji će razmak biti odabran na rafiniranim prstima, možete dobiti briketiranu ili valjanu gumu. Dobiveni materijal spakirajte u gumene vrećice. Ponekad je potonje također impregnirano nitrolakom.

Kako se označava SLE

Dakle, otkrili smo kako nabaviti ne-stereoregulacijsku butadiensku gumu. Sada ćemo vidjeti kako je ova vrsta materijala označena. Plastičnost dobivena metodom polimerizacije ne-stereoregulacijske gume SLE može varirati u rasponu od 0,1-0,66. Na temelju toga i označenog materijala. Na primjer, gumica 40 će imati duktilnost od 0.36-0.4. Oznaka materijala također sadrži informacije kao što su:

• korišteni postupak polimerizacije;

• omekšivači sadržaja;

• imenovanje.

Slova u oznaci materijala označavaju:

• c - polimerizacija jezgre;

• b - bez srži;

• k - materijal od opeke;

• p - rafinirano;

• vrhovima prstiju.

Guma SLE, označena slovom "d", dobiva gumu s visokim dielektričnim svojstvima. Materijal, na kojem je oznaka "e", namijenjen je za proizvodnju proizvoda od balona i ebonita. Slovo "u" u označavanju gume znači da se može koristiti za proizvodnju gume u kontaktu s hranom.

Sinteza stereo regulatornog materijala

U početku je vrlo široko korišten tip SCR-a. Međutim, s izumom tehnologije proizvodnje stereoregulatorne gume, njegova se uporaba značajno smanjila. Činjenica je da je stereoregularna butadienska guma elastičnija i ima bolje tehničke karakteristike.

Poboljšanje procesa proizvodnje materijala dovelo je do novih oblika s poboljšanim svojstvima. Stereoregulatorni butadienski kaučuk je polimer koji se može proizvesti korištenjem kompleksnih katalizatora (SKD) ili litijevih katalizatora (SKDL).

Takvi materijali izrađeni su u kontinuiranom uzorku i uz minimalan fizički rad. U proizvodnji najčešćeg tipa SKD, polimerizacija se provodi u posebnoj bateriji u prisutnosti kompleksnog katalizatora na temperaturi od 25-30 ° C i tlaku od 1 MPa. Ukupno vrijeme proizvodnje ove gume je 4-8 sati.

U jednoj fazi, materijal se dodatno obrađuje u vakuumskom isparivaču. Ovdje se polimeru dodaje antioksidant. Zatim se materijal podvrgava postupku otplinjavanja vode. Preostalo otapalo iz gume odvaja se obradom vodenom parom.

Stereo-regulirajuće butadienske gume isporučuju se na tržište, obično u briketima od 30 kg svaki umotan u plastičnu foliju.

Sfere uporabe

Stoga ima vrlo dobra svojstva butadienske gume. Stoga je njegova uporaba opravdana u proizvodnji raznih elastičnih proizvoda. Ne-stereoregulatorni butadienski kaučuk najčešće se koristi u proizvodnji:

• hrana od gume, hladno-otporna, kiselo-alkalna;

• proizvodi od ebanovine i azbesta.

Stereoregulacijski materijali ovog tipa koriste se u proizvodnji:

• gume za automobile;

• potplati cipela i rukavica;

• transportne trake za dizala, laku industriju i tešku industriju;

• izolatori za električne žice i kabele;

• gumeni proizvodi s visokom dinamičkom otpornošću na habanje;

• guma otporna na hladnoću.

Nesumnjive prednosti ove gume uključuju njegovu netoksičnost i odsustvo neugodnog mirisa. Stoga se vrlo često takav materijal koristi i za proizvodnju proizvoda koji se koriste u medicini i prehrambenoj industriji.

Kako dobiti gumu

Najčešće se za proizvodnju ovog materijala koriste stereoregulatorni gumeni slojevi. Kako bi se dobila guma, obično se dodaju, kao što je već spomenuto, tehnički ugljik. Guma se dobiva metodom vulkanizacije. Butadienski kaučuk, čija je formula prikazana gore, u usporedbi s nekim drugim sortama, ima nekoliko nedostataka:

• niska kohezivna čvrstoća;

• slabo prianjanje na metal.

Gumeni spojevi na temelju njih daju snažno skupljanje. Stoga se u procesu proizvodnje takav materijal često miješa s izoprenom, stirenom i drugim vrstama guma.