Výroba syntetického kaučuku

Syntetické elastoméry sa vyrábajú v priemyselnom merítku buď v roztoku alebo v emulznej polymerizácii. ( Polymerizácia v roztoku a emulzná polymerizácia sú opísané v odbore chémia priemyselných polymérov .) Polyméry vyrobené v roztoku majú všeobecne viac lineárnych molekúl (to znamená menšie vetvenie vedľajších reťazcov z hlavného polymérneho reťazca) a tiež majú užšiu distribúciu molekúl. hmotnosť (tj väčšia dĺžka) a ľahšie tečie. Okrem toho umiestnenie monomérnych jednotiek v molekule polyméru sa môže presnejšie regulovať, keď sa polymerizácia uskutočňuje v roztoku. Monomér alebo monoméry sa rozpustia v uhľovodíkovom rozpúšťadle, zvyčajne hexáne alebo cyklohexáne, a polymerizujú sa za použitia organokovového katalyzátora, ako je butyllítium.

v emulznou polymerizáciou je monomér (alebo monoméry) emulgovaný vo vode s vhodným mydlom (napr. stearát sodný) použitým ako povrchovo aktívna látka a vo vode rozpustný radikálový katalyzátor (napr. persíran draselný, peroxidy, redoxný systém) je pridaný na vyvolanie polymerizácie. Po dosiahnutí požadovanej úrovne polymerizácie sa reakcia zastaví pridaním radikálového inhibítora. Asi 10 percent syntetického elastoméru vyrobeného emulznou technikou sa predáva ako latex . Zvyšok sa koaguluje s okyslenou soľankou, premyje sa, suší sa a lisuje sa do 35 kg (77-librových) balíkov.

Schematický diagram metódy emulznej polymerizácie. Molekuly monomérov a radikálové iniciátory sa pridávajú do emulzného kúpeľa na vodnej báze spolu s mydlovými materiálmi známymi ako povrchovo aktívne látky alebo povrchovo aktívne látky. Molekuly povrchovo aktívnych látok, zložené z hydrofilného (voda priťahujúceho) a hydrofóbneho (voda odpudzujúceho) konca, tvoria stabilizačnú emulziu pred polymerizáciou potiahnutím kvapiek monoméru. Iné molekuly povrchovo aktívnych látok sa zhlukujú do menších agregátov nazývaných micely, ktoré tiež absorbujú molekuly monomérov. K polymerizácii dochádza, keď iniciátory migrujú do miciel, čím sa molekuly monomérov indukujú, aby vytvorili veľké molekuly, ktoré tvoria latexovú časticu. Encyclopædia Britannica, Inc.

Keď sa emulzná polymerizácia SBR uskutočňuje „horúco“ (tj pri 50 ° C alebo 120 ° F), sú polymérne molekuly rozvetvené. Ak sa polymerizácia vykonáva „za studena“ (tj. Pri 5 ° C alebo 40 ° F), sú lineárnejšie a vo všeobecnosti majú vyššiu molekulovú hmotnosť - vlastnosti, ktoré zlepšujú valivý odpor a odolnosť pneumatík proti opotrebeniu. V niektorých prípadoch polymerizácia pokračuje, aby sa získali produkty s takou vysokou molekulovou hmotnosťou, že by za normálnych okolností boli neúčinné. V týchto prípadoch sa pred koaguláciou pridá asi 30 percent ťažkého oleja, čím sa získajú elastoméry s predĺženým trvaním oleja s vynikajúcou odolnosťou proti opotrebeniu.