Quá trình sản xuất Cao su Styrene-Butadiene (SBR) thường bao gồm một số giai đoạn, bao gồm chuẩn bị nguyên liệu thô, trùng hợp, hoàn thiện và hỗn hợp. Dưới đây là tổng quan chung về các bước này:
1. Chuẩn bị nguyên liệu
Styrene và Butadiene: Hai monome chính này thu được từ các nguồn hóa dầu. Styrene có nguồn gốc chủ yếu từ ethylene và benzen, trong khi butadien là sản phẩm phụ của quá trình lọc dầu thô hoặc nứt hơi nước của hydrocarbon.
Chất khởi xướng và chất xúc tác: Các chất khởi xướng và chất xúc tác hóa học, chẳng hạn như axit sulfuric, kali persulfate hoặc các hợp chất organolithium, được chuẩn bị để bắt đầu phản ứng trùng hợp.
Chất ức chế: Để kiểm soát tốc độ phản ứng và ngăn ngừa trùng hợp sớm, các chất ức chế có thể được thêm vào hỗn hợp monome.
2. Trùng hợp nhũ tương
SBR chủ yếu được sản xuất thông qua trùng hợp nhũ tương do khả năng tạo ra các hạt mịn, đồng nhất phù hợp với các sản phẩm cao su:
Nhũ tương monome: Các monome styren và butadien được phân tán trong nước cùng với các chất hoạt động bề mặt để tạo thành nhũ tương ổn định.
Bắt đầu: Bộ khởi tạo được thêm vào để bắt đầu quá trình trùng hợp, xảy ra ở nhiệt độ và áp suất được kiểm soát trong lò phản ứng.
Tăng trưởng chuỗi: Các monome phản ứng, tạo thành các chuỗi dài các phân tử polymer với styrene cung cấp độ cứng và butadiene tạo độ đàn hồi.
Đông máu: Khi đạt được mức độ trùng hợp mong muốn, mủ cao su được đông tụ bằng axit, muối hoặc nhiệt để tách các hạt cao su ra khỏi nước.
3. Sấy khô và phát triển
Rửa: Cao su đông tụ được rửa sạch để loại bỏ chất nhũ hóa còn sót lại, chất khởi tạo và các tạp chất khác.
Làm khô: Cao su rửa sạch sau đó được sấy khô để loại bỏ nước thừa, thường là trong máy sấy không khí nóng.
Devolatilization: Để loại bỏ bất kỳ hợp chất trọng lượng phân tử thấp còn lại như monome không phản ứng, cao su trải qua quá trình devolatilization dưới chân không hoặc với sự trợ giúp của nhiệt.
4. Hỗn hợp và lưu hóa
Trước khi được định hình thành các sản phẩm cuối cùng, SBR được kết hợp với các chất độn (như carbon đen hoặc silica), chất chống oxy hóa, chất gia tốc và các chất phụ gia khác để tăng cường tính chất của nó. Hỗn hợp này sau đó được xay hoặc trộn kỹ để đảm bảo phân phối đều các chất phụ gia.
Đúc hoặc đùn: Cao su hỗn hợp sau đó được định hình thành tấm, hồ sơ hoặc các bộ phận đúc thông qua quá trình đùn hoặc đúc.
Lưu hóa: Các sản phẩm cao su có hình dạng được lưu hóa (đóng rắn) bằng cách sử dụng nhiệt và áp suất, liên kết chéo các chuỗi polymer, biến vật liệu thành chất đàn hồi có thể sử dụng được với các tính chất cơ học được cải thiện và khả năng chịu nhiệt và hóa chất.
Quá trình này dẫn đến SBR với các thuộc tính phù hợp với các ứng dụng sử dụng cuối cùng khác nhau, cân bằng hiệu quả chi phí với các đặc tính hiệu suất cần thiết.
