کاسپین تامین

لاستیک استایرن بوتادین

شرحی کامل از لاستیک استایرن بوتادین و خواص ان

لاستیک استایرن بوتادین به صورت گسترده ای در صنایع مختلف و به عنوان لاستیک معمولی به کار برده میشود. این ماده نوعی الاستومر ارزان است که برای اهداف عمومی استفاده میشود و در مواردی نیز جایگزین لاستیک میشود.

علت موفقیت این نوع از لاستیکهای ترکیبی، خواص گوناگون و کاربردهای فراوان انها است. همچنین این ماده تنها نمونه ای است که دارای قابلیت ارتجاعی طولانی مدت میباشد و میتواند پاسخگوی بسیاری از نیازهای فناوری نوین باشد.

در این مقاله اطلاعاتی کلی در خصوص لاستیک استایرن بوتادین به همراه خواص اصلی، مزیتها و مصارف ان ارائه میکنیم و شما میتوانید با مطالعه انها به دانش خوبی در این زمینه دست یابید.

لاستیک استایرن بوتادین به چه ماده ای گفته میشود؟

لاستیک استایرن بوتادین (که با نامهای SBR یا استایرن بوتادین شناخته میشود) نوعی لاستیک ترکیبی است که از مونومرهای استایرن و بوتادین تشکیل شده است. این هم بسپار تناوبی خواصی مشابه لاستیک طبیعی دارد و دارای این خاصیت میباشد:

  • وجود 10 تا 25 درصد استایرن با مقاومت خوب در برابر خرابی و وجود  پیوندهای شمیایی مطلوب

مزیت های لاستیک استایرن بوتادین عبارتند از:

  • مقاومت در برابر ساییدگی
  • استحکام خوب در برابر ضربه
  • حالت ارتجاعی
  • استحکام بالا در برابر کشیدگی

هم چنین زمانی که این ماده به تنهایی با لاستیک پلی بوتادین مقایسه شود، دارای استحکام بیشتر، مقاومت در برابر ساییدگی و سازگاری با سایر مواد است .حتی این امکان وجود دارد که خواص لاستیک استایرن بوتادین را با استفاده از افزودنی ها بهبود بخشید.

مصارف اصلی این ماده شامل تایر خودرو و و محصولات تایری، بخش های خودرو و محصولات مکانیکی میشود.

Asahi Kasei, Lion Elastomers, Versalis (Eni Group), Kumho Petrochemical و سایر شرکتها از تولید کنندگان اصلی این ماده به حساب می ایند.

لاستیک استایرن بوتادین چه خواصی دارد و دارای چه ساختاری است؟

تولید این ماده بار اول در  دهه 30 در المان و توسط IG Farben’s Walter Bock و Eduard Tschunkur صورت گرفت که نوعی لاستیک ترکیبی با نام Buna-S (گرفته شده از استایرن و بوتادین) را در یک امولسیون اب بسپارش کردند. پس از ان اولین لاستیک استایرن بوتادین محلول بسپارش شده  به صورت تناوبی در دهه 60 و توسط Firestone و Phillips به صورت تجاری تولید شد.

امروزه دو نوع لاستیک استایرن بوتادین وجود دارد که بر اساس روند تولیدی، هر کدام دارای خواص متمایزی میباشند:

  • امولسیون لاستیک استایرن بوتادین (e-SBR) که شامل انواع سرد و گرم از این ماده میشود
  • نوع محلول لاستیک استایرن بوتادین که با نام s-SBR نیز شناخته میشود

امولسیون لاستیک استایرن بوتادین (e-SBR)

میتوان این ماده را با بسپارش امولسیونی رادیکالهای ازاد بین استایرن و بوتادین در دمای 50 تا 60 درجه سانتی گراد (نوع بسیار گرم) و یا در دمای 5 درجه سانتی گراد (نوعی سرد) تولید کرد

  • فرایند تولید لاستیک استایرن بوتادین با امولسیون گرم که ابتدا توسعه یافت، باعث ایجاد نوعی پلیمر با شاخه های بیشتر از حالت سرد میشود. انواعی از لاستیک استایرن بوتادین امولسیون که با این روش تولید میشوند دارای خواص منحصربفردی هستند مانند احتمال پایین کاهش اندازه در برابر فشار، پایداری ابعادی خوب و خواص مطلوب در فرایند روزن رانی یا اکستروژن.
  • علاو بر ان نوع سرد لاستیک استایرن بوتادین  دارای مقاومت بهتری در برابر ساییدگی بوده و همچنین میتواند مقاومت بیشتری به آج در برابر خرابی و فرسودگی ببخشد. خواص مکانیکی ان نیزبرتر از سایر انواع  میباشد مانند مقاومت در برابر کشش. خواص لاستیک استایرن بوتادین امولسیون با خواص درجاتی مقایسه شده اند که با روش بسپارش امولسیون گرم تولید شده اند.

خواص اصلی

  • حالت ارتجاعی کم و قدرت کششی پایین
  • مقاومت منحصر بفرد در برابر ساییدگی
  • مقاومت کم در برابر نفت، سایر مایعات هیدروکربنی و اوزون
  • مقاومت کم در برابر پارگی
  • رزینهایی که حاوی مقدار زیادی استایرن میباشند، دارای خواص خوبی در دمای پایین هستند مانند استیفن

لاستیک استایرن بوتادین محلول

لاستیک استایرن بوتادین محلول با بسپارش بدون پایان بین استایرن و بوتادین و اغاز گر الکیل لیتیویم در محلول هیدروکربنی صورت میگیرد که معمولا هگزان یا سایکلوهگزان است.

لاستیک استایرن بوتادین محلول در این خواص نسبت به مورد قبلی دارای برتری های میباشد :انعطاف پذیری، عملکرد، خواص  مکانیکی مانند استحکام کششی، مقاومت چرخشی پایین به خصوص زمانی که در تولید تایر به کار برده میشود.

در  این نوع از لاستیکها وزن مولکولی به میزان کمتری توزیع شده است و در مقایسه با نوع قبلی دارای وزن مولکولی بالا تر است.

شکل نهایی لاستیک استایرن بوتادین محلول به ندرت دارای بیش از دو درصد مواد غیر لاستیکی در ساختار خود است و این در حالی است که نوع امولسیون ممکن است حداکثر دارای 5 درصد امولسیون کننده یا صابون وحداکثر10 درصد مواد غیر لاستیکی  باشد.

خواص اصلی

  • قابلیت ارتجاعی مطلوب و استحکام کششی
  • مقاومت بی نظیر در برابر ساییدگی و خستگی
  • مقاوت پایین در برابر نفت، سایر مایعات هیدروکربنی و اوزون

لاستیک استایرن بوتادین در برابر لاستیک طبیعی

با وجود اینکه بیشتر خواص لاستیک استایرن بوتادین مشابه لاستیک طبیعی هستند ولی مواردی مانند انباشتگی گرمایی و مقاومت کمتر ان در برابر کشش باعث میشوند تا لاستیک طبیعی عملکرد بهتری داشته باشد. سایر معایب این ماده عبارتند از :

  • با کمی کشیدگی پاره میشود
  • مقاومت کم در برابر پارگی در دمای بالا
  • تولید پسماند و قابلیت ارتجاعی

با افزودن رزین ها و فیلرهای تقویت کننده میتوان به مقدار زیادی این خواص را بهبود بخشید.

علاوه بر ان خواصی وجود دارند که به این ماده در مقایسه با لاستیک طبیعی برتری میبخشند مانند:

  • امکان فراوری این مواد بیشتر است
  • فرسودگی کمتری در برابر گرما دارند
  • مقاومت بالاتر در برابر ساییدگی  و تنزل خواص تحت گرما
  • همچنین احتمال سوختگی برای لاستیک استایرن بوتادین در مقایسه با لاستیک طبیعی کمتر است

به طور کلی مهم ترین فاکتورهایی که این نوع از لاستیک را به گزینه ای برتر در مقایسه با سایر انواع تبدیل می کنند عبارتند از :

  • این مواد به مقدار زیادی در دسترس هستند
  • در مقایسه با سایر لاستیکهای ترکیبی هزینه کمتری دارند
  • میتوان مقدار زیادی فیلر را به انها اضافه کرد
  • در مقایسه با لاستیک طبیعی، قیمت نسبتا ثابت  تری دارند
  • مطلوبیت بیشتر در خواص کلی مرتبط با هزینه و عملکرد

فراوری و ترکیب لاستیکهای ترکیبی

برخلاف سایر ترموپلاستیکها و یا ترموستها که به صورت قرص و رزین های مایع موجود میباشند، میتوان به انواع بسته ای لاستیک استایرن بوتادین دسترسی داشت. فراوری لاستیکها با ترکیب الاستومر و افزودنی ها صورت میگیرد. پس از ان نیز لاستیک با استفاده از انواع روش های فراوری، شکل داده میشود.

معمولا لاستیک استایرن بوتادین با افزودنی هایی مانند این  مواد ترکیب میشود:

  • سولفور برای وولکانیزاسیون یا ولکانش
  • فیلر های تفویت کننده و یا خنثی برای بهبود خواص مکانیکی یا افزایش لاستیک موجود و کاهش هزینه

ترکیب این مواد با افزودنی های یاد شده باعث میشود تا خواص لاستیک استایرن بوتادین بهبود یابند و بتوانند خواص، هزینه و قابلیت فراوری مناسب برای مصارف متفاوت را ارائه کنند.

ولکانش

این فرایند ی است که به منظور ایجاد پیوندهای عرضی در مولکولهای الاستومر و مستحکم سازی و تقویت لاستیک انجام  میشود و در عین حال توسعه پذیری را حفظ می کند. ولکانش تمام انواع لاستیکهای استایرن بوتادین و لاستیک طبیعی با یک نوع عامل ولکانش صورت میگیرد. میتوان این ماده را با استفاده از سولوفور، سیستمهای تولید سولفور و پراکسید ولکانش نمود. معمولا در ولکانش لاستیک استایرن بوتادین در مقایسه با لاستیک طبیعی و ترکیبات ان از مقدار کمتری سولفور استفاده میشود.

در مقیاس میکروسکوپی، مولکولهای بلند زنجیر لاستیک در نقاط خاصی به یکدیگر متصل میشوند و در نتیجه توانایی الاستومر در شارش را کاهش میدهند.

  • یک لاستیک نرم معمولی دارای یک تا دو پیوند عرضی در هر هزار واحد است
  • با افزایش تعداد این پیوندها، پلیمر محکم تر شده و رفتاری مشابه یک پلاستیک ترموست پیدا میکند.( لاستیک سخت)

تعدادی از افزودنی های کلیدی که برای لاستیک استایرن بوتادین امروزی استفاده میشوند عبارتند از :

فیلرها

  • کربن سیاه- فیلر تقوت کننده: کربن سیاه نوعی کربن کلوئیدی است که با تجزیه گرمایی هیدروکربن بدست می اید.
  • استحکام ماده در برابر کشش و مقاومت ان در برابر ساییدگی و پارگی  را افزایش میدهد
  • از ماده در برابر تابش های فرابنفش حفاظت میکند
  • این موارد تاثیر بسیاری دربهبود کیفیت تایر های تولیدی دارند
  • کلسیم کربنات که نوعی فیلر خنثی بوده و بیشتر به منظور کاهش هزینه ها استفاده میشود. از انجایی که ذرات تشکیل دهنده این ماده بزرگ هستند، همانند فیلرهای تقویت کننده به پلیمرها متصل میشوند
  • سیلیکا که میتواند حالتی تقویت کننده و خنثی داشته باشد. این ماده باعث ایجاد ثبات ابعادی، بهبود رسانایی گرمایی و نارسانایی الکتریکی به همراه هزینه پایین میشود
  • لاستیک بازیافت شده هم به عنوان نوعی فیلر به محصولات لاستیکی اضافه میشود
  • فایبرگلاس و فولاد هم نوعی تقویت کننده هستند
  • تقویت کننده های رشته ای که به منظور کاهش توسعه پذیری استفاده میشوند ولی میتوانند سایر خواص مطلوب را حفظ کنند  مثلا به میزان زیادی در تولید تایر استفاده میشوند.

سایر انواع افزودنی های کاربردی در این لاستیکها عبارتند از :

  • انتی اکسیدانها: به منظور کاهش فرسودگی ناشی از اکسیداسیون
  • عاملهای کوپلینگ به منظور ایجاد پیوندهای پایدار
  • رنگدانه ها  به منظور رنگ دهی به ترکیبات لاستیکی و ایجاد زیبایی برای مشتریان و مصرف کننده. رنگدانه های ارگانیک در مقایسه با انواع غیر ارگانیک رنگهای درخشان تری به محصول می بخشند ولی انواع ارگانیک در برابر گرما و مواد شیمیایی حساس تر بوده و ممکن است با قرار گیری طولانی مدت در معرض نور خورشید رنگ خود را از دست بدهند.

اشتراک گذاری