Sintētiskā kaučuka ražošana

Sintētiskos elastomērus ražo rūpnieciskā mērogā, izmantojot gan šķīduma, gan emulsijas polimerizācijas metodes. ( Šķīduma polimerizācija un emulsijas polimerizācija ir aprakstīta rūpniecisko polimēru izstrādājumu ķīmijā .) Šķīdumā izgatavotajiem polimēriem parasti ir vairāk lineāru molekulu (tas ir, mazāk sānu ķēžu sazarošanās no galvenās polimēra ķēdes), un tām ir arī šaurāks molekulāro sadalījums. svars (tas ir, lielāks garums) un vieglāk plūst. Turklāt monomēru vienību izvietojumu polimēra molekulā var precīzāk kontrolēt, kad polimerizācija tiek veikta šķīdumā. Monomēru vai monomērus izšķīdina ogļūdeņraža šķīdinātājā, parasti heksānā vai cikloheksānā, un polimerizē, izmantojot metālorganisko katalizatoru, piemēram, butilitiumu.

Iekšā emulsijas polimerizācijas gadījumā monomēru (vai monomērus) emulģē ūdenī ar piemērotām ziepēm (piemēram, nātrija stearātu), ko izmanto kā virsmaktīvo vielu , un ūdenī šķīstošu brīvo radikāļu katalizatoru (piemēram, kālija persulfātu, peroksīdus, redokssistēmu) pievieno, lai izraisītu polimerizāciju. Kad polimerizācija ir sasniegusi vēlamo līmeni, reakcija tiek apturēta, pievienojot radikāļu inhibitoru. Apmēram 10 procenti sintētiskā elastomēra, kas iegūts, izmantojot emulsijas paņēmienus, tiek pārdoti kā latekss . Pārējo sarecina ar paskābinātu sālījumu, mazgā, žāvē un saspiež 35 kg (77 mārciņu) ķīpās.

Emulsijas-polimerizācijas metodes shematiska diagramma. Monomēra molekulas un brīvo radikāļu iniciatorus pievieno ūdens bāzes emulsijas vannai kopā ar ziepēm līdzīgiem materiāliem, kas pazīstami kā virsmaktīvās vielas, vai virsmu iedarbojošām vielām. Virsmaktīvās vielas molekulas, kas sastāv no hidrofiliem (ūdeni piesaistošiem) un hidrofobiem (ūdeni atgrūdošiem) galiem, veidojot stabilizējošu emulsiju pirms polimerizācijas, pārklājot monomēra pilienus. Citas virsmaktīvās vielas molekulas saliek kopā mazākos agregātos, ko sauc par micellām, kas arī absorbē monomēru molekulas. Polimerizācija notiek, kad iniciatori migrē micellās, pamudinot monomēru molekulas veidot lielas molekulas, kas veido lateksa daļiņas. Encyclopædia Britannica, Inc.

Ja SBR emulsijas polimerizācija tiek veikta “karstā veidā” (ti, 50 ° C vai 120 ° F), polimēra molekulas ir vairāk sazarotas. Kad polimerizāciju veic “auksti” (ti, 5 ° C vai 40 ° F), tās ir lineārākas un parasti ar lielāku molekulmasu - īpašības, kas uzlabo riepu rites pretestību un nodilumizturību. Dažos gadījumos polimerizācija tiek turpināta, lai iegūtu produktus ar tik lielu molekulmasu, ka tie parasti būtu nekontrolējami. Šajos gadījumos pirms koagulācijas tiek pievienoti apmēram 30 procenti smagās eļļas, lai iegūtu elastomērus, kas pagarināti ar eļļu, ar izcilu nodilumizturību