Резиновые материалы – Типы, применение и производство

За исключением натурального каучука, рынок резины очень важен для современных технологий. Резиновые материалы также составляют очень важную отрасль рынка полимеров. Синтетические каучуки также занимают самую большую долю на рынке каучуков. Здесь мы расскажем о первой десятке доступных коммерческих синтетических каучуков, которые сегодня представлены на рынке полимеров.

Мы используем резину при производстве большого количества изделий. Мы производим эти продукты с помощью множества методов производства, которые мы опишем здесь. Они производят резиновые изделия, которые вы видите вокруг себя, с помощью одного из этих процессов. Кстати, изделия из резины вы можете приобрести на страницах специализированного сайта.

Типы каучуков

Внутренние шины из резиновых материалов.
Внутренние шины.

Бутадиеновые каучуки

Материалы из бутадиен-стирольного каучука являются наиболее важным эластомерным материалом в химии полимеров. Он обладает специфическими свойствами, и из-за этих свойств они используют эти материалы в различных инженерных приложениях. Здесь мы изложим эти свойства и области применения бутадиена-стирола.

Свойства бутадиен-стирольных каучуков

Материал из бутадиен-стирольного каучука.
Применение напольных покрытий из бутадиен-стирольного каучука.

Как вы понимаете из его названия, стирол-бутадиен — это сополимер бутадиена и стирола. Он занимает самую большую долю рынка среди других эластомеров, которая достигает 40% от общей доли рынка. Они производят материалы из бутадиен-стирольного каучука, альтернативные материалам из натурального каучука, полученным немцами во время Второй мировой войны. Наиболее привлекательным свойством бутадиен-стирола является низкая стоимость. Мы можем укрепить его с помощью процесса вулканизации с использованием технического углерода. Благодаря этому процессу бутадиен-стирол обладает свойствами, аналогичными свойствам натурального каучука.

Механические свойства бутадиен-стирольного каучука ниже, чем у натурального каучука. Но износостойкость и устойчивость к воздействию тепла, озона и воды превосходны.

Общие области применения бутадиен-стирола, которые они используют, — автомобильные шины, изоляция проводов и обувь.

  • Свойства бутадиен-стирола: На рынке символом бутадиен-стирола является SBR. Мы заявили, что это сополимер стирола и бутадиена, которые имеют химические представления C8H8 и C4H6 соответственно. Удлинение материала из бутадиен-стирольного каучука при разрушении составляет около 700% в соответствии с его первоначальной формой. Прочность на разрыв материала из бутадиен-стирольного каучука составляет 20 МПа. Модуль упругости  составляет 17 МПа. Диапазон рабочих температур бутадиен-стирольного каучука составляет от -50°С до 110 °С.
Химическая структура сополимера бутадиен-стирольного каучука.
Химическая структура сополимера бутадиен-стирольного каучука.

Бутилкаучуковые материалы

Мы производим бутиловый каучук в виде сополимеров полиизобутилена и полиизопрена. Процентное содержание этих двух соединений в бутиле составляет около 98-99% и 1-2% соответственно. Он обладает очень низкой воздухопроницаемостью, что приводит к его использованию в таких областях, как надувные трубы и бескамерные шины.

Соединение изобутилена имеет химическое представление (C4H8)n, а изопрен имеет (C5H8)n. «n» означает количество мономеров, образованных этими двумя соединениями. На рынке символом бутила является BTL, и вы можете найти коммерческие бутиловые продукты с этим символом. Мы можем использовать доступный температурный предел, который составляет от -50С до 110С. При удлинении 300% бутилкаучуковый материал имеет модуль упругости  7 МПа. Кроме того, предел прочности при растяжении бутилкаучукового материала составляет 20 МПа. Максимальное удлинение в соответствии с его первоначальной формой составляет 700%. Плотность бутила составляет около 0,92 г / см3.

Материал из этилен-пропиленового каучука

Этилен-пропилен является терполимером. Третьим составляющим мономером в этом терполимере является диен, который имеет очень малую долю по сравнению с этиленом и пропиленом. Этот терполимер также называется EPDM на этом рынке. Общие области применения этилен-пропиленовых каучуков: изоляция кабелей и автомобильные детали.

Составляющие этилен и пропилен имеют химические представления C2H4 и C3H6 соответственно. Обычно мы добавляем диеновый мономер для получения сшитой структуры в этом резиновом материале. Предельные рабочие температуры для этилен-пропилена составляют от -50C до 150C. Этилен-пропилен имеет плотность 0,86 г / см3. И предел прочности при растяжении этилен-пропилена 15 МПа. Максимальное удлинение материала из этилен-пропиленового каучука в соответствии с его первоначальной формой составляет около 300%.

Свойства и области применения изопренового каучука

Химическое представление изопренового каучука.
Химическое представление изопренового каучука.

Мы синтезируем этот синтетический каучук как эквивалент натурального каучука. Он обладает некоторыми характеристиками натурального каучукового материала. Синтетический полиизопрен также мягче, чем натуральный каучук, и его гораздо легче формовать. Некоторые из областей применения, в которых мы используем изопрен; уплотнение, обувь, конвейеры и т. Д.

Резиновый материал, полученный из изопрена, представляет собой полиизопрен. Полиизопрен имеет химическое представление (C5H8)n. ‘n’ означает количество сополимеров в полимере. Символом изопрена на рынке является ‘IR’, поэтому вы можете найти его с этим символом. Температурная доступность изопрена составляет от — 50С до 80С. Модуль упругости полиизопрена составляет около 17 МПа при удлинении 300% от его первоначальной формы. Предел прочности при растяжении составляет около 25 МПа. Относительное удлинение полиизопрена при разрушении составляет 500%.

Свойства материала из этилен-пропиленового каучука

Этилен-пропилен является терполимером. Третьим составляющим мономером в этом терполимере является диен, который имеет очень малую долю по сравнению с этиленом и пропиленом. Этот терполимер также называется EPDM на рынке резины. Общие области применения этилен-пропиленовых каучуков: изоляция кабелей и автомобильные детали.

Составляющие этилен и пропилен имеют химические представления C2H4 и C3H6 соответственно. Обычно мы добавляем диеновый мономер для получения сшитой структуры в этом резиновом материале. Предельные рабочие температуры для этилен-пропилена составляют от -50C до 150C. Этилен-пропилен имеет плотность 0,86 г / см3. А предел прочности при растяжении этилен-пропилена составляет 15 МПа. Максимальное удлинение материала из этилен-пропиленового каучука в соответствии с его первоначальной формой составляет около 300%.

Полихлоропреновый лист.
Полихлоропреновый лист.

Термопластичные Эластомеры

Они представляют собой термопластичные материалы, но обладают эластомерными свойствами. На рынке эластомеров они занимают очень важное место. Свойства термопластичных эластомеров зависят не от их  сшитой  молекулярной структуры, а от их характеристик эластомеров, обусловленных химическими связями между различными существующими фазами. Эти фазы представляют собой мягкую и твердую фазы, которые составляют термопластичный эластомер.

Они имеют блок-сополимер блок-сополимера  стирол-бутадиен-стирол, который очень характерен для этой группы. Термопластичные эластомеры включают в себя два разных материала, которые не являются химически несовместимыми друг с другом. Так что они для разных фаз. Таким образом, химические связи между этими фазами образуют термопластичные эластомерные материалы.

Общие области применения термопластичных эластомеров: автомобильные формованные детали, экструдированные трубы, проволочные покрытия и обувь.

  • Свойства стирол-бутадиен-стирола: символом этого полимера на рынке является ‘SBS’. Он занимает очень важное место на рынке эластомеров, доля которого составляет 12%. Предельная рабочая температура составляет от -50 °C до 60 °C. При более высоких температурах он проявляет термопластичные свойства. Относительное удлинение при разрушении SBS составляет около 400% в соответствии с его первоначальной формой. Предел прочности при растяжении составляет 14 МПа.

Вулканизация каучуков

Процесс вулканизации — это специальное применение каучуков для получения большего количества сшивающих структур между mers / молекулами. Эти поперечные соединения обеспечивают гораздо более жесткую структуру, чем термореактивные пластмассы. Как вы также знаете, эластомеры очень гибкие, если сравнивать их с другими полимерами. При использовании метода вулканизации эластомеры ничего не теряют в своей гибкости, но приобретают более жесткую структуру.

Как применяется вулканизация?

Объяснение химического влияния процесса вулканизации на резиновые материалы.
Объяснение эффекта процесса вулканизации химическим путем (Источник изображения: https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/vulcanization)

В самом основном аспекте вулканизация — это нанесение серы на эластомеры. Goodyear первым нашел этот метод, при котором почти 8% серы, которую они добавляют в состав эластомера.

Но в современных технологиях этот тип процесса вулканизации эволюционировал. Потому что этот старый тип процесса занимает очень много времени. При добавлении очень небольших количеств оксида цинка (ZnO) и стеариновой кислоты (C18H36O2) общий процесс вулканизации сокращается до нескольких минут.

Яндекс.Метрика