Сырье и материалы для резиновой промышленности
 Скачать 0.68 Mb.
|
2.6. Бутадиен-стирольные каучукиЭмульсионные бутадиен-стирольные каучуки являются основными типами бутадиен-стирольного каучука и получаются при радикальной сополимеризации в эмульсии бутадиена со стиролом или -метилстиролом. Каучуки выпускают с содержанием связанного стирола (-метилстирола) 10, 30, или 50%, а сополимеризацию проводят при высокой (50ºС - “горячая” полимеризация) и при пониженной (5ºС - “холодная” полимеризация) температурах. Для получения устойчивых эмульсий мономеров и готового продукта - латекса - используют эмульгаторы. Молекулярная масса регулируется специальными регуляторами. Для защиты каучуков при хранении и переработке в латекс вводят окрашивающий (аминный) или неокрашивающий (фенольный) противостаритель. При выделении каучуков из латексов коагуляцией электролитами часть компонентов эмульсионной системы остается в каучуке, загрязняя его. Отечественные эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки обозначаются СКС, а -метилстирольные - СКМС. Затем следуют цифры, указывающие на содержание стирола или -метилстирола, и буквы, отражающие условия полимеризации. Буква А обозначает низкотемпературную полимеризацию, буква Р - проведение процесса в присутствии регуляторов молекулярной массы, буквы П, К, С, - тип эмульгатора (соответственно парафинаты, соли канифоли, алкилсульфонаты), буква Н - применение неокрашивающегося противостарителя. Промышленность выпускает также каучуки, наполненные на стадии синтеза маслом, что отражается в марке каучука буквой М и цифровым индексом 15 или 27, указывающим на содержание масла. Например, марка СКС-30АРКМ-15 означает, что каучук содержит около 30 мас. ч. связанного стирола, получен холодной полимеризацией в присутствии регулятора молекулярной массы и канифолевого эмульгатора, наполнен 15 мас. ч. масла. Звенья бутадиена и стирола (-метилстирола) в макромолекулах распределены нерегулярно, статистически случайно: около 80% звеньев бутадиена присоединены в положении 1,4 и около 20% - в положении 1,2: СН2 - СН = СН - СН2 – СН2 - СН – СН2 - СН . | | С6Н5 СН = СН2 Поэтому бутадиен-стирольные каучуки являются полностью аморфными, не способными к кристаллизации полимерами. СКС (СКМС) в основном хорошо перерабатываются, заготовки при формовании хорошо сохраняют форму. Резины на основе бутадиен-стирольных каучуков характеризуются высокой механической прочностью и износостойкостью, а из-за меньшей ненасыщенности основных цепей – повышенными теплостойкостью и сопротивлением старению. Поэтому бутадиен-стирольные каучуки широко используются в шинной промышленности, в производстве транспортерных лент, рукавов, различных формовых и неформовых резино-технических изделий, обуви и др. При сополимеризации бутадиена со стиролом в растворе в присутствии литийорганических катализаторов получаются так называемые «растворные» бутадиен-стирольные каучуки. Структура этих полимеров существенно отличается от структуры каучуков эмульсионной полимеризации и зависит от полярности растворителя. В полярной среде образуется статистический сополимер с увеличенным содержанием цис-1,4 - звеньев (до 40%). Такие каучуки обозначаются ДССК-18, где цифровой индекс указывает на содержание стирола. Сополимеризация в неполярных средах приводит к образованию блок-сополимеров (ДСТ), обладающих свойствами термоэластопластов. “Растворные” каучуки ДССК имеют очень узкое ММР и поэтому обладают худшими технологическими свойствами, которые частично устраняются добавлением НК или СКИ, пластификаторов, повышающих клейкость, и т.д. Резины на основе ДССК по сравнению с резинами на основе эмульсионных каучуков бутадиен-стирольных характеризуются более высокими эластичностью, износостойкостью и приближаются по этим показателям к резинам на основе бутадиеновых каучуков. 2.7. Бутадиен-нитрильные каучукиБутадиен-нитрильные каучуки - продукты эмульсионной сополимеризации бутадиена и нитрила акриловой кислоты (НАК), которая может проводиться как при высоких, так и при низких температурах. Поэтому получаются нерегулярные некристаллизующиеся сополимеры, состоящие из статистически чередующихся звеньев бутадиена и НАК: СН2 – СН = СН - СН2 – СН2 - СН . | CN В России эти каучуки маркируют как СКН и выпускают четырех групп в зависимости от содержания НАК: СКН-18 (очень низкое), СКН-27 (среднее), СКН-40 (высокое), СКН-50 (очень высокое). Каучук маркируется и как БНК, например БНКС-40АМН, где С - алкилсульфонатный эмульгатор, 40 – содержание связанного акрилонитрила, А - низкотемпературная полимеризация, М – пластичный, мягкий, Н- нетемнеющий стабилизатор. Все свойства бутадиен-нитрильных каучуков зависят от содержания полярных нитрильных групп, присутствие которых существенно увеличивает межмолекулярное взаимодействие в каучуке и плотность цепей, стойкость к набуханию в алифатических углеводородах, но повышает температуру стеклования, водопоглощение и ухудшает диэлектрические свойства. Все типы БНК имеют высокую жесткость, затрудняющую их переработку. Наполненные резины на основе БНК отличаются высокой стойкостью к набуханию в алифатических углеводородах, жирах и растительных маслах, но сильно набухают в полярных и ароматических углеводородах. Резины имеют высокую стойкость к тепловому старению, поскольку при окислении каучука образуются промежуточные продукты, обладающие свойствами ингибиторов окисления. С увеличением содержания акрилонитрила повышаются прочностные свойства, твердость, износостойкость, стойкость к действию масел и растворителей, к тепловому старению, но одновременно ухудшаются морозостойкость и эластичность вулканизатов. Бутадиен-нитрильные каучуки используют для изготовления различных уплотнителей, втулок, прокладок, мягкой тары для горючего и масел, шлангов, транспортерных лент, печатных валов и офсетных пластин. На основе БНК изготавливают клеевые составы, имеющие хорошую адгезию к латунированному металлу, а прочность крепления к алюминию и его сплавам, стали, чугуну, латуни, бронзе, цинку, магнию выше прочности самого вулканизата. |