Quy trình sản xuất Cao su Styrene-Butadiene (SBR) thường tuân theo các bước chính sau:
1. Chuẩn bị nguyên liệu
Trộn monome: Các monome chính, styrene và butadiene, được đo và trộn theo tỷ lệ mong muốn. Tỷ lệ này được điều chỉnh dựa trên các đặc tính được nhắm mục tiêu của SBR cuối cùng, với nhiều styrene hơn tạo ra cao su cứng hơn và nhiều butadien tạo ra cao su mềm hơn.
Chuẩn bị phụ gia: Chất hoạt động bề mặt, chất khởi xướng (như axit sulfuric, peroxit hoặc hợp chất organolithium), chất ức chế và các hóa chất khác cần thiết cho quá trình trùng hợp được chuẩn bị và định lượng phù hợp.
2. Trùng hợp nhũ tương
Nhũ tương hóa monome: Hỗn hợp monome được nhũ hóa trong nước với sự trợ giúp của các chất hoạt động bề mặt để tạo thành sự phân tán ổn định hoặc latex. Bước này rất quan trọng để đạt được kích thước hạt mịn và đồng nhất trong sản phẩm cuối cùng.
Bắt đầu: Phản ứng trùng hợp được bắt đầu bằng cách thêm chất khởi tạo vào nhũ tương trong điều kiện nhiệt độ và áp suất được kiểm soát. Điều này kích hoạt sự hình thành các chuỗi polymer.
Tăng trưởng chuỗi polymer: Các monome styrene và butadiene trùng hợp để tạo thành chuỗi dài, với các phân đoạn styrene cung cấp độ cứng và các phân đoạn butadien cung cấp độ đàn hồi.
3. Đông máu
Đông máu latex: Một khi trùng hợp đạt đến mức chuyển đổi mong muốn, latex được đông lại. Điều này có thể được thực hiện về mặt hóa học (sử dụng axit hoặc muối) hoặc vật lý (bằng cách điều chỉnh nhiệt độ).
Rửa: Cao su đông tụ được rửa kỹ để loại bỏ các monome, chất hoạt động bề mặt và các tạp chất khác không phản ứng.
4. Sấy khô và hoàn thiện
Sấy khô: Cao su đã rửa được sấy khô, thường là trong máy sấy không khí nóng, để loại bỏ độ ẩm dư thừa.
Devolatilization: Để giảm hơn nữa hàm lượng các chất dễ bay hơi như monome không phản ứng, cao su khô có thể trải qua quá trình devolatilization trong một đơn vị chuyên biệt dưới chân không và nhiệt.
5. Lãi kép
Kết hợp phụ gia: SBR khô được kết hợp với các chất phụ gia khác nhau như chất độn (ví dụ: carbon đen hoặc silica), chất chống oxy hóa, chất ổn định và chất hỗ trợ chế biến. Điều này được thực hiện trong máy trộn bên trong hoặc trên các nhà máy mở để đảm bảo phân tán đồng nhất.
6. Hình thành và lưu hóa
Đúc hoặc đùn: SBR hỗn hợp sau đó được định hình thành dạng mong muốn thông qua các quá trình đùn hoặc đúc.
Lưu hóa: Các vật phẩm có hình dạng phải chịu nhiệt và áp suất trong quá trình lưu hóa. Điều này liên kết chéo các chuỗi polymer, biến vật liệu thành một chất đàn hồi có thể sử dụng được với các tính chất vật lý được cải thiện.
Trong toàn bộ quá trình, các biện pháp kiểm soát chất lượng được thực hiện để đảm bảo SBR đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết cho các ứng dụng dự định của nó. Sản phẩm SBR cuối cùng có thể khác nhau về tính chất tùy thuộc vào chi tiết cụ thể của từng giai đoạn trong quy trình sản xuất, cho phép tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu thị trường đa dạng.
