химический каталог




БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ (дивинил-стирольные каучуки, стирольные каучуки, БСК, СКС, СКМС, ДССК, америпол, интол, карифлекс, крилен, нипол, плайофлекс, SBR, синпол, солпрен, стереон, тьюфден, филпрен, юниден), сополимеры бутадиена со стиролом илиметилстиролом общей формулы:

(R-H или СН3). Мономеры сополимеризуют в эмульсии или растворе.

Структура и свойства каучуков. Содержание стирольных (метилстирольных) звеньев в макромолекуле БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. различных типов составляет 8-45%. В макромолекулах наиболее распространенных эмульсионных сополимеров, содержащих 23-25% стирольных звеньев, 60-70% звеньев бутадиена присоединены в положениях 1,4-транс, 12-20% - в положениях 1,4-цис и 15-18% - в положениях 1,2. В макромолекулах таких же каучуков, синтезированных в растворе, содержание бутадиеновых звеньев 1,4-транс, 1,4-цис и 1,2 составляет соответственно > 40, 35-40 и ок. 25%. Вследствие нерегулярности строения БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. не кристаллизуются.

Среднечисловая молекулярная масса эмульсионных каучуков составляет ~ 105, полученных в растворе - 1,5*105, индекс полидисперсности -соответственно 4-7 и 1,5-2,0 ( среднемассовая молекулярная масса). Макромолекулы БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. имеют разветвленное строение. Каучуки содержат значительной кол-no микрогеля. Их ненасыщенность составляет, как правило, до 90% от теоретической. БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. растворяются в ароматические, алициклический и алифатич. углеводородах. Многие физических свойства каучуков зависят от содержания в них стирольных звеньев (см. табл. 1).

Табл. 1. - ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭМУЛЬСИОННЫХ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СТИРОЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ
Показатель
Содержание стирольных звеньев, %
~8
~23
~45
Плотн. (25 °С), г/см3
0,900-0,910
0,930-0,940
0,990
Т. стекл, °С
От -70 до -74
От -52 до -56
От -13 до -15
nD20
1,5320
1,5350
1,5520
Плотность энергии когезии, МДж/мэ
-
275-306
-

Под действием BF3 или Н2 [SnCl6] при 160-180 °С БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. изомеризуются. При обработке в растворе серной кислотой (180°С) они циклизуются. Гидрохлорирование каучуков при 70-100°С и повышенном давлении сопровождается их деструкцией. При действии л-толуолсульфонилгидразида на раствор БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. в диметиловом эфире диэтиленгликоля (диглиме) происходит исчерпывающее гидрирование двойных связей.

Окисление БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. приводит к глубоким структурным изменениям, сопровождающимся ухудшением их свойств. Для стабилизации каучуков в условиях хранения и переработки применяют обычные антиоксиданты, например N-фенил-2-нафтиламин, его смесь с N,N"-дифенил-1,4-фенилендиамином, три(n-ионилфенил)фосфит (обычно не более 2 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука).

Получение каучуков, их модификации. Б.-с. к. синтезируют по непрерывной схеме в батарее последовательно соединенных реакторов (мономеры и др. компоненты реакционной смеси подают в первый реактор). Эмульсионные каучуки получают радикальной сополимеризацией при 5 или 50 °С (соответственно низкотемпературные, или "холодные", и высокотемпературные, или "горячие", каучуки). При синтезе "горячих" каучуков инициатором служит K2S2O8, при синтезе "холодных" - окислит.-восстановит. система, например содержащая гидропероксид циклогексилизопропилбензола, соль Fe2+, этилендиаминтетраацетат Na (трилон Б), Na-соль формальдегидсульфокислоты (ронгалит). В качестве эмульгатора применяют мыла высших жирных кислот или кислот канифоли. Мол. массу сополимеров регулируют при помощи меркаптанов, например трет-додецилмеркаптана. Степень превращения мономеров обычно 60-70%, продолжительность процесса 10-12 ч. После обрыва полимеризации (для этого используют диметилдитиокарбамат Na), отгонки непрореагировавших мономеров и введения в латекс водной дисперсии стабилизатора каучук коагулируют, промывают водой и сушат. Товарные формы Б.-с. к. - брикеты и смотанная в рулоны лента.

При синтезе БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. в растворе в реактор подают смесь мономеров, углеводородного растворителя (тщательно очищенных от следов влаги и кислорода) и катализатора - обычно комплекса LiAlk с электронодонорным соединением. После окончания полимеризации, дезактивации катализатора, введения раствора стабилизатора и отгонки растворителя с водяным паром полученную крошку каучука сушат и прессуют.

Эмульсионные БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. содержат до 8-9% некаучуковых веществ, главным образом органическое кислот. Кол-во примесей в каучуках, синтезированных в растворе, намного меньше. На основе низкотемпературных сополимеров получают масло-, саже- и сажемаслонаполненные каучуки. Наполнители вводят в латекс (после обрыва полимеризации и отгонки непрореагировавших мономеров) с целью облегчения последующей переработки каучука и улучшения технол. характеристик резиновых смесей (см. также Наполненные каучуки).

Технологические характеристики каучуков. Резиновые смеси. Вязкость по Муни (100 °С) большинства типов БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. составляет 40-60; за рубежом вырабатывают спец. эмульсионные каучуки С вязкостью по Муни 25-35 и 100-130 (соответственно "мягкие" и "жесткие"). Перерабатывают БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. на обычном оборудовании резиновых заводов (вальцах, смесителях, каландрах, экструдерах). Изделия вулканизуют при 140-180°С в прессах, котлах, спец. агрегатах. Технологический свойства каучуков улучшаются с повышением содержания в них стирольных звеньев. наиболее легко перерабатываются низкотемпературные эмульсионные каучуки, наиболее трудно - синтезируемые в растворе. "Жесткие" каучуки в случае необходимости подвергают термоокислит. пластикации при 130-140 °С. БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. технологически совместимы с др. каучуками - натуральным, синтетич. изопреновым, бутадиеновым, бутилкаучуком и др. Для улучшения клейкости резиновых смесей БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. совмещают, например, с феноло-формальд. или инден-кумароновыми смолами, для повышения стойкости вулканизатов к действию растворителей - с бутадиен-нитрильными, хлоропреновыми или полисульфидными каучуками.

Осн. вулканизующий агент для БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с.к.-сера; при получении резин с улучшенной теплостойкостью применяют тетраметилтиурамдисульфид или органическое пероксиды. Ускорителями серной вулканизации служат ди(2-бензотиазолил)ди-сульфид, N-циклогексилбензотиазол-2-сульфенамид (сульфенамид Ц) и др. В качестве наполнителей резиновых смесей используют техн. углерод (чаще активный), а также мел, каолин и др.; количество этих ингредиентов может достигать 100-150 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

Свойства вулканизатов. Резины на основе БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к., содержащие активные наполнители, характеризуются достаточно высокими прочностными свойствами, износостойкостью и эластичностью (см. табл. 2). Вулканизаты низкотемпературных эмульсионных каучуков превосходят по прочностным свойствам вулканизаты высокотемпературных. Резины из БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к., синтезированного в растворе, обладают несколько лучшей морозостойкостью, эластичностью и износостойкостью и меньшим теплообразованием, чем резины из эмульсионных каучуков. С увеличением содержания в макромолекуле каучука стирольных звеньев возрастают прочность при растяжении и сопротивление раздиру, но ухудшаются эластичность и морозостойкость резин.

Табл. 2. - СВОЙСТВА ВУЛКАНИЗАТОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ БУТАДИЕНМЕТИЛСТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОКОЛО 23% СТИРОЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ*

* Наполнитель - активный техн. углерод (40-50 мас. ч.). Вулканизация 80 мин при 143°С

Резины из БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. достаточно стойки к действию конц. растворов щелочей и кислот, а также спиртов, кетонов и эфиров. По устойчивости в ароматические и алифатич. углеводородах, минеральных маслах, растит. и животных жирах они превосходят резины из НК, а по газопроницаемости практически равноценны им. По теплофизических свойствам вулканизаты БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. мало отличаются от вулканизатов др. каучуков: их коэффициент объемного расширения (5,3-6,6)*10-4 К-1, коэффициент теплопроводности 0,22-0,30 Вт/(м*К), удельная теплоемкость 1,5-1,9 кДж/(кг*К). Электрич. характеристики резин:~7 ТОм*м; 2,4-2,6 (1,5-20 МГц); tg 0,006.

Применение каучуков. Б.-с. к. - типичные каучуки общего назначения, используемые главным образом в производстве шин (обычно в комбинации с НК, синтетич. изопреновым или стереорегулярным бутадиеновым каучуком). На основе БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. изготовляют также многочисленные РТИ (конвейерные ленты, рукава, профили, формовые детали), а также изоляцию кабелей, обувь, спортивные изделия и др.

Мировое производство БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-с. к. превышает 4 млн. т/год (1982); по объему выпуска они занимают первое место среди всех СК.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
котеджные поселки по новой риге до 50 км
http://www.prokatmedia.ru/proektor.html
кардиограмма юао
театр эстрады. спектакль. последний. шанс купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.08.2017)