სტირონო-ბუტადიენური რეზინი ითვლება პოლიმერული მასალების ერთ-ერთ ყველაზე გამოყენებულ ვარიანტად. ვარგისია მაღალი ხარისხის საბურავებისა და სხვა რეზინის ნაწარმის დასამზადებლად.
დასახელებული პოლიმერული მასალა იწარმოება იაფფასიანი ნედლეულისგან და მისი დამზადების ტექნოლოგია საკმაოდ ხელმისაწვდომად ითვლება ქმედებების მკაფიო ალგორითმით. მიღებული სტირონო-ბუტადიენის რეზინას აქვს შესანიშნავი შესრულება და ქიმიური მახასიათებლები. იწარმოება მნიშვნელოვანი მოცულობებით და მწარმოებლის მიერ წარმოდგენილია ფართო ასორტიმენტით.
ნედლეული წარმოებისთვის
მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ სტირონო-ბუტადიენური რეზინების წარმოებას. ამ პოლიმერული მასალის საკვებ მასალად არჩეულია ბუტადიენ-1, 3 ან ალფა-მეთილსტირონი. მიიღეთ სტირონო-ბუტადიენის რეზინი ხსნარის ტექნოლოგიით ან ემულსიის კოპოლიმერიზაციით. მეორე მეთოდით წარმოიქმნება სტირონო-ბუტადიენის ხსნარის რეზინები.
ემულსიური პოლიმერიზაცია
როგორ იწარმოება სტირონობუტადიენური რეზინი? რეაქცია მოიცავს სტირონის კოპოლიმერიზაციას დაბუტადიენი ემულსიაში. ამ ურთიერთქმედების შედეგად მიღებულ საბოლოო პროდუქტს ეწოდება სტირონო-ბუტადიენის რეზინი (SBR).
ამჟამად, შიდა რეზინის ინდუსტრია აწარმოებს მრავალფეროვან პოლიმერულ პროდუქტს ამ ქიმიკატის საფუძველზე.
როგორ არის კლასიფიცირებული სტირონობუტადიენის რეზინი? მწარმოებლები გვთავაზობენ შემდეგ ვარიანტებს:
- რეზინები, რომლებიც არ შეიცავს ზეთს (SKS-ZOARK);
- მასალები ზეთის საშუალო პროცენტით (SKM-ZOLRKM-15);
- ზეთის გაზრდილი რაოდენობით (SKS-ZODRKM-27);
- შესანიშნავი დიელექტრიკული მახასიათებლებით (SKS-ZOARPD).
კონკრეტული დასახელება
ზემოხსენებული სახელების პირველი ციფრები მიუთითებს პოლიმერიზაციის პროცესისთვის შერჩეულ საწყის მუხტში სტირონის რაოდენობრივ შემცველობაზე:
- "A" გულისხმობს დაბალტემპერატურული პოლიმერიზაციის პროცესის განხორციელებას (არაუმეტეს +5 გრადუსი).
- "M" მიუთითებს, რომ ის შეიცავს ზეთს და არა მხოლოდ სტირონს.
- სტირონო-ბუტადიენის რეზინი ასო "P"-ით მოგვითხრობს პოლიმერიზაციის რეაქციის შესახებ რეგულატორის არსებობის გარეშე.
- "K" მიუთითებს როზინის ემულგატორის გამოყენებაზე რეზინის წარმოებაში.
- ასო "P" სიმბოლოა ცხიმოვანი, სინთეზური მჟავების მარილების საწყის ნარევში მიღებულ მასალაში, რომლებიც წარმოადგენენ გაჯერებული პარაფინების ნაწილობრივი დაჟანგვის პროდუქტებს..
რა ახასიათებს სტირონობუტადიენის რეზინას? მისი მომზადება ეფუძნება პოლიმერიზაციის პროცესს,რომელიც იცნობს ზოგადსაგანმანათლებლო სკოლებსა და კოლეჯებში სწავლის მოსწავლეებსაც კი.
ასე რომ, ინდუსტრიაში ძირი რეზინის წარმოებისთვის გამოიყენება ფისით სავსე სტირონო-ბუტადიენის რეზინი, რომლის ფორმულა არაფრით განსხვავდება ჩვეულებრივი დიენის ნახშირწყალბადისგან. სტირონო-ბუტადიენის ფისის საფუძველზე წარმოებულ რეზინებს აქვთ გაზრდილი წინააღმდეგობა მექანიკური აბრაზიის მიმართ და კარგი ტყავის მსგავსი მახასიათებლები.
ჩაატარეთ ემულსიური პოლიმერიზაციის პროცესი სპეციალურ სამრეწველო ქარხანაზე. რა ახასიათებს ამ სტიროლის ბუტადიენის რეზინას? მისი მიღება ხდება მკაფიო და დადასტურებული ტექნოლოგიის მიხედვით. ქიმიური რეაქციის საშუალო ხანგრძლივობაა 12-15 საათი. პოლიმერიზაციის დასრულების შემდეგ წარმოიქმნება ლატექსი, რომელიც შეიცავს პოლიმერული ნივთიერების დაახლოებით 30-35 პროცენტს. ნეონი D. ემატება ლატექსს, როგორც ანტიოქსიდანტს
ლატექსისგან რეზინი წარმოიქმნება ელექტროლიტების შედედების შედეგად, რომლებიც შეიცავს გოგირდის მჟავას. იმის გათვალისწინებით, რომ სინთეზურ ცხიმოვან მჟავებზე დაფუძნებული როზინის ზეთი და საპონი მოქმედებს როგორც ემულგატორი, გარდა კოაგულაციისა, შეინიშნება ცხიმოვანი მჟავების წარმოქმნაც, რაც დადებითად მოქმედებს მზა პროდუქტის ტექნოლოგიურ მახასიათებლებზე.
გოგირდმჟავას დამატების წყალობით საპონი გარდაიქმნება თავისუფალ ორგანულ მჟავებად, სრულდება ლატექსის კოაგულაცია და წარმოიქმნება სტირონო-ბუტადიენური რეზინი. მზა მასალის გამოყენება მრავალმხრივია, რაც დამოკიდებულია წარმოების ტიპზე. ძირითადად რეზინი არისგავრცელებული ნედლეული ქიმიურ მრეწველობაში.
რეზინის სტრუქტურა
როგორი სტრუქტურა აქვს სტირონობუტადიენური რეზინის? მოცემული ნივთიერების ფიზიკური თვისებები განისაზღვრება მისი სტრუქტურის მახასიათებლებით. პოლიმერის ოზონაციით მიღებისას წარმოიქმნება არარეგულარული სტრუქტურის პოლიმერი. რეზინაში მონომერული ერთეულები შემთხვევით ნაწილდება, მოლეკულას აქვს განშტოებული ფორმა.
ყველა ერთეულის თითქმის 80 პროცენტი არის ტრანსი და მხოლოდ 20 პროცენტი არის ცის.
ფუნქციები
მოდით გავაანალიზოთ სტირონობუტადიენის რეზინი. ამ ნივთიერების თვისებები დაკავშირებულია მის მაღალ მოლეკულურ წონასთან. საშუალოდ 150 000-400 000. ზეთით სავსე რეზინების წარმოების ტექნოლოგია კი მაღალი ფარდობითი მოლეკულური წონის მასალების არჩევას გულისხმობს. ეს ვარიანტი საშუალებას გაძლევთ თავიდან აიცილოთ ზეთის უარყოფითი გავლენა რეზინის ხარისხზე, შეინარჩუნოთ რეზინის შესანიშნავი ტექნოლოგიური მახასიათებლები დიდი ხნის განმავლობაში.
შესაძლებელია ეთილენისგან სტირონო-ბუტადიენური რეზინის მიღება ტექნოლოგიური ჯაჭვის გატარებით აქტივატორების, ემულგატორების, რეგულატორების, აგრეთვე სხვა ნივთიერებების გამოყენებით, ნაწილობრივ ურთიერთქმედების პროცესში, რომელიც გადადის მიღებული რეზინის შემადგენლობაში.
განმასხვავებელი თვისებები
დავახასიათოთ სტირონო-ბუტადიენური კაუჩუკი. ამ ნივთიერების ფორმულა მიუთითებს, რომ იგი მდგრადია მექანიკური დეფორმაციის, აგრესიული გამხსნელების მიმართ. გაზარდოს ყინვაგამძლეობა და ელასტიურობარეზინი ამცირებს სტირონის რაოდენობას საწყის ნარევში. მიღებული პოლიმერი იხსნება ბენზინში და არომატულ გამხსნელებში.
კიდევ რა გამოარჩევს სტირონობუტადიენის რეზინას? თვისებები და კავშირი კონცენტრირებულ მჟავებთან, კეტონებთან, ალკოჰოლთან სტაბილურია, გარდა ამისა, პოლიმერს აქვს შესანიშნავი გაზისა და წყლის გამტარიანობა. რეზინის გაცხელებისას შეინიშნება სერიოზული სტრუქტურული ცვლილებები, რაც უარყოფითად აისახება მიღებული რეზინის ფიზიკურ და მექანიკურ თვისებებზე.
თერმული დაჟანგვა 125 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე იწვევს სიხისტის დაქვეითებას და განადგურებას. შემდგომი დაჟანგვა გულისხმობს პოლიმერის სერიოზულ სტრუქტურირებას, გავლენას ახდენს მისი სიმტკიცეზე.
აპლიკაციის მახასიათებლები
სტირონო-ბუტადიენური რეზინი გამოიყენება რეზინის ნაერთის შესაქმნელად. თვისებები, დიენის ნახშირწყალბადების კლასის ამ წარმომადგენლის გამოყენება სრულად შეესაბამება მისი სტრუქტურული ფორმულის მახასიათებლებს.
გვერდითი ფენილური ჯგუფების არსებობა გავლენას ახდენს რადიაციული ზემოქმედების უარყოფითი ზემოქმედების გაზრდილ წინააღმდეგობაზე ამ პოლიმერების სხვა სახეობებთან შედარებით.
რეზინის ნაერთები, რომლებიც მზადდება სტირონო-ბუტადიენური რეზინის ბაზაზე, აქვთ დაბალი წებოვნება, გაზრდილი შეკუმშვა კალენდრირებისა და ექსტრუზიის დროს. ეს უარყოფითად აისახება როგორც ტექნოლოგიური პროცესების განხორციელებაზე, ასევე რეზინის ბლანკების წებოვნების (აწყობის) დროს.
დაბალტემპერატურულ რეზინებს აქვთ გაუმჯობესებული ტექნოლოგიური თვისებები, მათ ე.წ."ცხელი" რეზინები.
რეზინის ჯიშები
რბილ სტირონო-ბუტადიენის დაბალტემპერატურულ რეზინებს აქვთ დაბალი სიბლანტე, ამიტომ ისინი არ არის პლასტიზირებული.
მყარი რეზინები იწარმოება მცირე რაოდენობით, ექვემდებარება მათ თერმოჟანგვის პლასტიფიკაციას ჰაერში დაახლოებით 1400 °C ტემპერატურაზე დეგრადაციის პროცესის აქტივატორების გამოყენებით.
დაუვსებელ ვულკანიზერებს აქვთ დაბალი ჭიმვის სიმტკიცე. პოლიმერულ ნაერთში შეკრული სტირონის რაოდენობის შემცირებით, მცირდება წინააღმდეგობა და აბრაზიული წინააღმდეგობა, იზრდება ყინვაგამძლეობა და იზრდება ელასტიურობა.
შავი შევსებული (ნახშირბადის შავით) სტირონო-ბუტადიენის რეზინის ვულკანიზატორები აქვთ შესანიშნავი პარამეტრები სითბოს წინააღმდეგობის და აცვიათ წინააღმდეგობის თვალსაზრისით, მაგრამ გარკვეულწილად ჩამორჩებიან ელასტიურობასა და დეფორმაციის წინააღმდეგობას ჩვეულებრივ რეზინებს. მეორად ვულკანიზერებს აქვთ დამატებითი წინააღმდეგობა კონცენტრირებული და განზავებული მჟავების, ალკოჰოლების, ტუტეების, ეთერების მიმართ. ისინი შეშუპებულია რეზინის გამხსნელებში.
ყველა მიღებული პოლიმერი გამოიყენება საბურავების წარმოებაში, სხვადასხვა სახის არამოდებული და ჩამოსხმული პროდუქციის წარმოებაში. მაგალითად, სტირონო-ბუტადიენის რეზინი გამოიყენება ხე-ტყის წარმოებისთვის კონვეიერის ქამრების დასამზადებლად და რეზინის ფეხსაცმლის წარმოებისთვის. გაზრდილი რადიაციის წინააღმდეგობის გამო, ყველა ეს რეზინი გამოიყენება რეზინის წარმოებაში, რომლებსაც აქვთ ოპტიმალური წინააღმდეგობა გამა გამოსხივების მიმართ.
შესანიშნავი ყინვაგამძლე მახასიათებლების მქონე პროდუქტების წარმოებისთვის გამოიყენება ნედლეული, ქ.რომელიც შეიცავს სტირონის მინიმალურ შემცველობას.
ხსნარის პოლიმერიზაციის სტიროლის ბუტადიენური რეზინების დახასიათება
შინაურ ინდუსტრიაში დაიწყო ხსნარის პოლიმერიზაციის სტირონო-ბუტადიენური რეზინების წარმოება სტიროლის განსხვავებული შემცველობით:
- DSSK-10.
- DSSK-25.
- DSSK-18.
- DSSK-50.
- DSSK-25D (აქვს გაძლიერებული დიელექტრიკული მახასიათებლები).
იყიდება ასევე რეზინი, რომელშიც შედის არომატული სტიროლის მიკრობლოკები, რომლებიც განკუთვნილია ჩამოსხმის დასამუშავებლად.
გარდა ამისა, არსებობს ზეთით სავსე ხსნარის პოლიმერიზაციის რეზინები, რომლებიც შეიცავს 27%-მდე ზეთს. ხსნარის პოლიმერიზაციის წყალობით, ორგანოლითიუმის კატალიზატორების თანდასწრებით, მოლეკულური სტრუქტურის ძირითადი პარამეტრები რეგულირდება:
- ჯაჭვის ტოტები;
- მოლეკულური წონა;
- მაკროსტრუქტურები.
ასეთი რეზინების გამორჩეული მახასიათებლებია თავად პოლიმერის მნიშვნელოვანი არსებობა (98%-მდე), მინარევების მინიმალური რაოდენობა. პოლიმერებს აქვთ წრფივი სტრუქტურა სტირონო-ბუტადიენის ემულსიის რეზინებთან შედარებით.
მიღებულ პოლიმერულ მასალებს აქვთ უფრო მაღალი გამტარიანობა, აცვიათ წინააღმდეგობა, ყინვაგამძლეობა და გაზრდილი წინააღმდეგობა ბზარების მიმართ. ჩვენ ასევე აღვნიშნავთ ამ მასალების მაღალ დინამიურ გამძლეობას. ნაკლები შეკუმშვით, მათ აქვთ მუნის უფრო მაღალი სიბლანტე, რადგან მაკრომოლეკულებს აქვთ წრფივი სტრუქტურა, შეუძლიათ შეავსონ დიდი რაოდენობით.ჭვარტლი (ნახშირბადის შავი) და ზეთი ვულკანიზატორების მექანიკური და ფიზიკური თვისებების უარყოფითად შეცვლის გარეშე.
არის გარკვეული ტექნოლოგიური უპირატესობა ხსნარის რეზინების წარმოებაში ემულსიის ვარიანტებთან შედარებით, მაგრამ გაცილებით მეტი მოთხოვნაა გამოყენებული მონომერების სისუფთავეზე. ხსნარის პოლიმერიზაციის რეზინები გამოიყენება საბურავების ინდუსტრიაში გამძლე კონვეიერის ქამრების, ფეხსაცმლის ძირების, რეზინის ყდის და მრავალი რეზინის ნაწილის შესაქმნელად. ამ ტიპის პოლიმერული მასალების წარმოებისთვის საწყის კომპონენტებად ითვლება სტირონი და ბუადიენ-1, 3. რეზინები მიიღება ხსნარის ან ემულსიის კოპოლიმერიზაციით.
თანამედროვე წარმოებაში გამოიყენება არა მხოლოდ შეუვსებელი რეზინების დამზადების ტექნოლოგია, არამედ დამკვიდრებულია პოლიმერების წარმოება, რომლებიც შეიცავს ფისებს, ნახშირბადის შავგვრემანისა და ზეთს. ყველა წარმოებულ პოლიმერულ მასალას შორის, სტირონო-ბუტადიენის რეზინი შეადგენს მთელი წარმოების სიმძლავრის ნახევარზე მეტს.
ამ მასშტაბის მიზეზი არის წარმოებული პროდუქტის ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებლების მაღალი ერთგვაროვნება, საწყისი მონომერების (სტირონი და ბუტადიენი) ხელმისაწვდომობა, ასევე კარგად ჩამოყალიბებული საწარმოო ხაზი..
სტირონო-ბუტადიენური რეზინის დიდი მასა თანამედროვე წარმოებაში მიიღება სტირონისა და ბუტადიენის ემულსიური კოპოლიმერიზაციით.
რეზინების კლასიფიკაცია სტრუქტურის მიხედვით
პოლიმერიზაციის პირობებისა და გამოყენებული კომპონენტების შემადგენლობის გათვალისწინებით, სტირონო-ბუტადიენური რეზინების წარმოება, რომლებიც განსხვავდებათვისებები და შემადგენლობა. ნებადართულია მაკრომოლეკულაში სტიროლისა და ბუტადიენის სტრუქტურული ერთეულების სტატისტიკური, არარეგულარული განაწილება.
ტემპერატურის კლებასთან ერთად შეინიშნება შექმნილ რეზინაში დაბალმოლეკულური წონის ფრაქციების რაოდენობრივი შემცველობის შემცირება. გარდა ამისა, შეინიშნება სტრუქტურული განშტოების შემცირება, პოლიმერის რეგულარული სტრუქტურის ზრდა, რაც დადებითად აისახება მზა პროდუქტის ტექნიკურ და საოპერაციო მახასიათებლებზე.
სინთეზური მასალების შიდა წარმოების განვითარებისას მნიშვნელოვანი პუნქტი იყო სტირონო-ბუტადიენური მასალების წარმოების დამკვიდრება რადიკალური პოლიმერიზაციით. ამჟამად, ასეთი მასალები მაღალი ხარისხის და ხელმისაწვდომ ფასად იწარმოება ქარხნებში კრასნოიარსკის, ომსკის, ტოლიატის, სტერლიტამაკის, ვორონეჟის ქარხნებში.
ტექნოლოგიის მახასიათებლები
სურვილის შემთხვევაში შეგიძლიათ მიიღოთ პოლიმერი გარკვეული პარამეტრებით. მაგალითად, მოცემული საშუალო მოლეკულური წონით, რომელიც კონტროლდება პოლიმერიზაციის დროს ჯაჭვის გადაცემის უნარის მქონე რეგულატორების შემოღებით. რეგულატორების რაოდენობრივი შემცველობის მატებასთან ერთად შეინიშნება პოლიმერის მოლეკულური წონის შემცირება.
რა შეიძლება ჩაითვალოს ემულგატორებად, რომლებიც შესაფერისია მონომერების სტაბილური ემულსიების წარმოებისთვის, ასევე საბოლოო პოლიმერიზაციის პროდუქტების, ლატექსების შესაქმნელად? ძირითად ქიმიურ კომპონენტებად ითვლება ცხიმოვანი სინთეზური კარბოქსილის მჟავების კალიუმის ან ნატრიუმის მარილები, ჰიდროგენირებული როზინი, ასევე ალკილსულფონატების მარილები.
როზინის არჩევისას ის ჯერ უნდაექვემდებარება სპეციალურ მკურნალობას. კატალიზატორთან (პალადიუმთან) დისპროპორციულობის პროცესში ის იძენს რეზინის წარმოების ტექნოლოგიური ჯაჭვისათვის აუცილებელ თვისებებს..
წარმოების სპეციფიკა
კოპოლიმერიზაციის განსახორციელებლად გამოიყენება პოლიმერიზატორების ბატარეა. ნარევის მომზადებისას გაწმენდილი და წინასწარ გამხმარი სტირონი, ბუტადიენი, გამხსნელი (შეიძლება იყოს ციკლოჰექსანი) შერეულია 5/1 თანაფარდობით. შემდეგი, ორიგინალური მუხტის კომპონენტები იკვებება დიაფრაგმის მიქსერში მაღალი ხარისხის შერევისთვის. შემდეგ ნარევი იგზავნება ქიმიური წვრილი წმენდისთვის სხვადასხვა მცირე მინარევებისაგან.
აპარატი იკვებება ორგანოლითიუმის ნაერთებით, ტიტრირდება 25 °C-ზე 20 წუთის განმავლობაში. გაწმენდის ხარისხი განისაზღვრება მუხტის ფერით. თუ არ არის მინარევები, ნარევს აქვს ოდნავ ყავისფერი ფერი. პოლიმერიზაციამდე ნარევს ურევენ კატალიზატორს, პოლარულ დანამატებს.
პროცესი ტარდება ბატარეაში, რომელიც შედგება სამი სტანდარტული მოწყობილობისგან, თანმიმდევრული დამუხტვით. პოლიმერიზატორების შიგნით ტემპერატურა შენარჩუნებულია 50-დან 80 °C-მდე. მთელი ქიმიური პროცესის საშუალო ხანგრძლივობაა 6 საათი.
დასკვნა
დროული ადამიანის ცხოვრებისა და საქმიანობის ნებისმიერ სფეროში არსებობს მასალები სტირონო-ბუტადიენის რეზინის საფუძველზე. უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ აღვნიშნავთ ფეხსაცმლისთვის რეზინის ძირების, მანქანის რეზინის საბურავების, სხვადასხვა სარწყავი შლანგების შექმნას.
სტიროლის სტატისტიკური კოპოლიმერები დაბუტადიენი ფართოდ გამოიყენება ელექტროსაიზოლაციო მასალების, საავტომობილო ინდუსტრიის სხვადასხვა პროდუქციის, მათ შორის მაღალი ხარისხის საბურავების შესაქმნელად. სტირონო-ბუტადიენური რეზინების თანამედროვე მწარმოებლების მიერ გამოყენებული ინოვაციური ტექნოლოგიები საშუალებას აძლევს მათ შექმნან პროდუქტები განსაზღვრული ფიზიკური და ქიმიური პარამეტრებით და სასურველი შესრულების მახასიათებლებით.
ამ წარმოების მახასიათებლებს შორის აღვნიშნავთ მაღალი ხარისხის კატალიზატორების გამოყენებას. სინთეზირებული რეზინების სტრუქტურიდან გამომდინარე, მნიშვნელოვნად განსხვავდება მათი შექმნის პროცესის ხანგრძლივობა, ასევე რეზინის ბაზაზე წარმოებული რეზინის პროდუქტების საბოლოო ღირებულება.
