Synteettisen kumin tuotanto

Synteettisiä elastomeerejä valmistetaan teollisessa mittakaavassa joko liuos- tai emulsiopolymerointimenetelmillä. ( Liuospolymerointia ja emulsiopolymerointia kuvataan teollisuuspolymeerien artikkelikemikaalissa.) Liuoksessa valmistetuilla polymeereillä on yleensä enemmän lineaarisia molekyylejä (ts. Vähemmän sivuketjujen haarautumista pääpolymeeriketjusta ), ja niillä on myös kapeampi molekyylin jakauma. paino (eli suurempi pituus) ja juoksee helpommin. Lisäksi monomeeriyksiköiden sijoittumista polymeerimolekyyliin voidaan tarkemmin hallita, kun polymerointi suoritetaan liuoksessa. Monomeeri tai monomeerit liuotetaan hiilivetyliuottimeen , yleensä heksaaniin tai sykloheksaaniin, ja polymeroidaan käyttämällä organometallista katalyyttiä , kuten butyylilitiumia.

Sisään emulsiopolymeroinnissa , monomeeri (tai monomeerit) emulgoidaan vedessä sopivalla saippualla (esim. natriumstearaatti), jota käytetään pinta-aktiivisena aineena , ja vesiliukoinen vapaaradikaali katalyytti (esim. kaliumpersulfaatti, peroksidit, redoksijärjestelmä) on lisätään indusoimaan polymeroitumista. Kun polymerointi on saavuttanut halutun tason, reaktio pysäytetään lisäämällä radikaali-inhibiittoria. Noin 10 prosenttia emulsiotekniikoilla tuotetusta synteettisestä elastomeeristä myydään lateksina . Loppuosa hyytyy happamella suolaliuoksella, pestään, kuivataan ja puristetaan 35 kg: n (77 punnan) paaleiksi.

Emulsiopolymerointimenetelmän kaavio. Monomeerimolekyylit ja vapaiden radikaalien initiaattorit lisätään vesipohjaiseen emulsiohauteeseen yhdessä saippuamaisten materiaalien kanssa, joita kutsutaan pinta-aktiivisiksi aineiksi tai pinta-aktiivisiksi aineiksi. Pinta-aktiiviset molekyylit, jotka koostuvat hydrofiilisestä (vettä vetävästä) ja hydrofobisesta (vettä hylkivästä) päästä, muodostavat stabiloivan emulsion ennen polymerointia päällystämällä monomeeripisarokset. Muut pinta-aktiiviset molekyylit kohoavat yhteen pienemmiksi aggregaateiksi, joita kutsutaan miselleiksi, jotka myös absorboivat monomeerimolekyylejä. Polymeroituminen tapahtuu, kun initiaattorit muuttuvat miselleille, indusoimalla monomeerimolekyylejä muodostamaan suuria molekyylejä, jotka muodostavat lateksipartikkelin. Encyclopædia Britannica, Inc.

Kun SBR: n emulsiopolymerointi suoritetaan ”kuumana” (ts. Lämpötilassa 50 ° C tai 120 ° F), polymeerimolekyylit ovat haarautuneempia. Kun polymerointi suoritetaan ”kylmällä” (eli 5 ° C: n tai 40 ° F: n lämpötilassa), ne ovat lineaarisempia ja yleensä suuremmat molekyylipainolla - ominaisuudet, jotka parantavat renkaiden vierintävastusta ja kulutuskestävyyttä. Joissain tapauksissa polymerointia jatketaan, jotta saadaan tuotteita, joilla on niin suuri molekyylipaino, että ne olisivat normaalisti houkuttelemattomia. Näissä tapauksissa noin 30 prosenttia raskasöljystä lisätään ennen hyytymistä, jotta saadaan “öljyllä pidennettyjä” elastomeerejä, joilla on erinomainen kulutuskestävyys