Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Дивиниловые или бутадиеновые каучуки

Полимеры бутадиена (дивинила), полученные с использованием натрия в качестве инициатора процесса полимеризации, были первыми в мире синтетическими каучуками, производившимися в промышленном масштабе. Совершенствование процессов синтеза бутадиеновых, каучуков привело к созданию новых типов полимеров с улучшенным комплексом свойств.

В зависимости от способа полимеризации получают бутадиеновые полимеры с различной микроструктурой.

Промышленность выпускает дивиниловые каучуки нескольких типов: стереорегулярные бутадиеновые каучуки СКД, получаемые в растворе с применением комплексных катализаторов; каучуки СКДЛ, получаемые в растворе с применением литиевых катализаторов, и нерегулярные каучуки СКБ, получаемые периодическим способом полимеризацией в массе с применением натрия в качестве катализатора (натрий-бутадиеновые).

Полимеризация дивинила производится в жидком или газообразном состоянии. Жидкофазная полимеризация дивинила в присутствии металлического натрия проводится в вертикальных полимеризаторах диаметром 1, 5 м и высотой 1,5-3,0 м, снабженных рубашкой. Для облегчения выгрузки каучука по окончании полимеризации, внутрь полимеризатора вставляется стакан из листовой стали В стакан помещаются стальные стержни, покрытые металлическим натрием. В закрытый полимеризатор загружается определенное количество жидкого дивинила.

Процесс полимеризации длится несколько десятков часов. Температура полимеризации 50-60 °С, максимальное избыточное давление в полимеризаторе-

Am.

Каучук СКБ желтого цвета с зеленым или коричневым оттенком по степени полимеризации и пластичности неоднороден, легко окисляется, содержит примеси летучих веществ, металлического натрия и его соединений.

Для улучшения технических свойств каучука его обрабатывают в вакуум-смесителе для удаления летучих веществ. Затем к нему добавляют противостаритель и стеариновую кислоту. Далее каучук подвергают обработке на рафинировочных вальцах для очистки от жестких включений и для придания большей однородности.

На рафинировочных вальцах каучук обрабатывается в зазоре между вращающимися валками и выходит из зазора в виде тонкого листа Для удаления из общей массы каучука мелких жестких частиц каучука с высокой степенью полимеризации, называемых хрящами, рафинировочные вальцы имеют валки слегка бочкообразной формы, т. е. имеют бомбировку. При такой обработке жесткие включения оттесняются к краям валков, отделяются от основной массы каучука и в виде кромки снимаются с краев валка с помощью специальных кромочных ножей. Так получается рафинированный каучук. При обработке каучука на рафинировочных вальцах при зазоре больше 0,1 мм получается брекированный каучук. Путем обработки каучука на вальцах при еще большем зазоре получается вальцованный каучук.

Упаковка каучука СКБ производится в мешки, пропитанные нитролаком, или в прорезиненные мешки по 30 кг.

Каучук СКБ в зависимости от способа полимеризации выпускают двух типов: стержневой и бесстержневой. В зависимости от пластичности этот каучук выпускается следующих марок: бесстержневой—20, 25, 30, 35, 40, 45б, 50б, 55б; стержневой—45с, 50с, 55с, 60, 66.

По характеру обработки каучук СКБ делят на следующие виды: рафинированный, брекированный и вальцованный.

Марки каучука обозначают числом, соответствующим пластичности. Например, каучук марки 40 имеет пластичность в пределах 0,36—0,40 (по Карреру)*. Для обозначения способа полимеризации, метода обработки, содержания мягчителей и назначения каучука к числовому обозначению марки каучука прибавляются буквы.

Буквы, стоящие за числовым обозначением марки каучука, означают:

с—стержневой полимеризации; б—бесстержневой полимеризации;

р— рафинированный; к—брекированный; в—вальцованный;

Д—предназначенный для резин с повышенными диэлектрическими свойствами; Э—предназначенный для эбонитовых и баллонных изделий; Щ—для резиновых изделий, соприкасающихся с пищевыми продуктами. Буква П, стоящая перед числовым обозначением марки, означает, что каучук содержит полидиены.

Каучук СКВ получается путем каталитической полимеризации дивинила в присутствии калия. В зависимости от пластичности его подразделяют на марки: 25,30,35, 40, 45, 50, 55. В зависимости от способа обработки различают рафинированный и вальцованный каучуки. СКВ отличается повышенной морозо­стойкостью.

Каучук СКБМ получают путем полимеризации дивинила бесстержневым способом в присутствии катализатора лития. Каучук СКБМ, в зависимости от пластичности, выпускается следующих марок: 35, 40, 45, 50 и 55. В зависимости от способа обработки различают каучуки рафинированный и вальцованный. Этот каучук отличается еще более высокой морозостойкостью по сравнению с каучуком СКВ.

Каучук СКД получают при полимеризации дивинила в растворе в присутствии комплексного катализатора типа катализатора Циглера (триалкилалюминий+четыреххлористый титан).

В зависимости от состава каталитического комплекса СКД могут существенно различаться по структуре и свойствам. СКД-1, полученный в присутствии «титановой» каталитической системы (TiI₄ + ALR₃), содержит 87—95% цис-1,4-звенъев. СКД-2, полученный на «кобальтовой» каталитической системе (СоСl2 + ALR₂CI), содержит 93—98% цис-1,4-звенъев. Разработаны каталитические системы с использованием литийалкилов, позволяющие регулировать содержание структуры-1,2 в цепи полимера. Таким образом, полимеризацией в растворе получают разветвленный бутадиеновый каучук СКБСР, содержащий около 65% 1,2-звеньев.

По основным техническим свойствам он приближается к натуральному каучуку. Мономеры и растворитель, применяемые при полимеризации, должны отличаться высокой степенью чистоты, не содержать воды, кислорода, а также активных соединений кислорода, серы и азота. Назначение растворителя заключается в обеспечении жидкой реакционной среды, что облегчает в процессе полимеризации регулирование температуры, диффузию мономера, перемешивание и выгрузку полимера. Образующийся полимер растворяется в реакционной среде по мере его образования. Реакцию заканчивают, - когда содержание полимера в реакционной массе достигнет 25%. По окончании полимеризации производят дезактивирование и удаление катализатора. После этого отгоняют избыток мономера и растворитель, каучук сушат и упаковывают в кипы. Растворитель регенерируют и используют повторно. При применении в качестве катализатора лития (вместо комплексного катализатора) получают каучук СКЛД с меньшим содержанием цис-1,4-звеньев (35—40%).

Разветвленность молекулярных цепей в СКД и СКДЛ практически -отсутствует. В процессе полимеризации можно регулировать молекулярную массу полимера в широких пределах. На заключительных стадиях производства в полимер вводят противостаритель: фенил-β-нафтиламин или неокрашивающий противостаритель фенольного типа. Выпускают СКБ специальных марок для резин, применяемых в пищевой и медицинской промышленности. Они заправлены вазелиновым маслом.