Процесс производства стирол-бутадиенового каучука (SBR) обычно включает несколько этапов, в том числе подготовку сырья, полимеризацию, отделку и компаундирование. Вот общий обзор этих этапов:
1. Подготовка сырья
Стирол и бутадиен: Эти два первичных мономера получают из нефтехимических источников. Стирол получают в основном из этилена и бензола, а бутадиен является побочным продуктом переработки сырой нефти или парового крекинга углеводородов.
Инициаторы и катализаторы: Химические инициаторы и катализаторы, такие как серная кислота, персульфат калия или органолитиевые соединения, готовятся для начала реакции полимеризации.
Ингибиторы: Для контроля скорости реакции и предотвращения преждевременной полимеризации в смесь мономеров могут быть добавлены ингибиторы.
2. Эмульсионная полимеризация
SBR в основном производится путем эмульсионной полимеризации благодаря своей способности давать мелкие, однородные частицы, пригодные для изготовления резиновых изделий:
Эмульсия мономеров: Мономеры стирола и бутадиена диспергируются в воде вместе с поверхностно-активными веществами для образования стабильной эмульсии.
Инициация: Инициатор добавляется для начала процесса полимеризации, который происходит при контролируемой температуре и давлении в реакторе.
Рост цепи: Мономеры вступают в реакцию, образуя длинные цепочки полимерных молекул: стирол придает жесткость, а бутадиен - эластичность.
Коагуляция: После достижения необходимой степени полимеризации латекс коагулируют с помощью кислот, солей или тепла, чтобы отделить частицы каучука от воды.
3. Сушка и деволатилизация
Промывка: коагулированный каучук промывается для удаления остатков эмульгаторов, инициаторов и других примесей.
Сушка: Промытый каучук высушивается для удаления избытка воды, обычно в сушилке горячим воздухом.
Дефолатилизация: Для удаления оставшихся низкомолекулярных соединений, таких как непрореагировавшие мономеры, каучук подвергается деволатилизации под вакуумом или с помощью тепла.
4. Компаундирование и вулканизация
Перед формованием конечного продукта SBR компаундируют с наполнителями (например, сажей или кремнеземом), антиоксидантами, ускорителями и другими добавками, улучшающими его свойства. Затем эту смесь тщательно измельчают или перемешивают, чтобы обеспечить равномерное распределение добавок.
Формование или экструзия: Из резиновой смеси с помощью экструзии или формования получают листы, профили или формованные детали.
Вулканизация: Сформированные резиновые изделия вулканизируются (отверждаются) с помощью тепла и давления, которые сшивают полимерные цепи, превращая материал в пригодный для использования эластомер с улучшенными механическими свойствами и устойчивостью к воздействию тепла и химических веществ.
В результате этого процесса получается SBR с индивидуальными свойствами, подходящими для различных конечных применений, что позволяет сбалансировать экономическую эффективность и требуемые эксплуатационные характеристики.
