Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Изделия из каучука и резины, являющейся продуктом вулканизации каучука, стали незаменимыми во всех отраслях народного хозяйства, культуры и быта. Это объясняется теми исключительными свойствами, которые присущи резине. Высокая прочность и эластичность обеспечивают смягчение ударов, гашение механических колебаний, что вместе с хорошим сопротивлением истиранию позволяет изготовлять различного рода шины, камеры и резиновую обувь. Устойчивость к воздействию многих веществ и отличная упругость резины используются для выпуска разнообразных
Таблица 19
Важнейшие виды синтетических каучуков
Кіучук
Исходные мономеры
Специальные свойства
Каучуки общего назначения
H атр и йбу тадненовый (СКБ)
Дивинилстироль-ный (CKC)
Дивини лметилсти-рольный (CKMC)
Изопреновый (СКИ)
Каучуки специального назначения
Бутадиен-нитриль-ный (CKH)
Хлоропреновый (наирит)
Полиизобутилен
Бутилкаучук
Тиоколовый
Полиэфируретано-вый
Бутадиен
CH2=CH-CH=CH2
Бутадиен и стирол CH2=CH
I
QH5
Бутадиен и метилстирол CH2=C-C6H5
CH3
Изопрен
CH2=C-CH=CH2
CH3
Бутадиен и акрилонитрил
CH2=CH-CN2 Хлоропрен
CH2=C-CH=CH2
с,
Изобутилен
сн,=с<
^CH3
4CH3 И'опрен и изобутилен
Дихлорэтан ClCH2—CH2Cl или дихлордиэтиловый эфир
CICH2-CH2-OCH2-Ch2CI
и тетра^ульфид натрия
Диизоцианат
O=C=N-(СН2)Л—N=C=O и двухатомный спирт НО—(СН2)Л—он
Повышенная тепло-, бен-чо- и маслостойкосгь
Повышенная тепло-, бен-30-, озоно и масло-стойкость Может при меняться как каучук общего назначения
Химическая стойкость
Высокая газонепроницаемость и химическая стойкость
Масло- и бензостойкость
Высокая прочность и износостойкость
Продолжение табл 19
Каучук
Исходные мономеры
Специальные свойства
Силоксановый
(скт)
Кремнийорганические соединения
R
HO-Si-OH I
R
Работают в широком интервале температур от —60 до +250—300= С
уплотнительных деталей. Такие свойства резины, как мягкость и сохранение прочности при многократном изгибе, позволяют изготовлять из нее приводные ремни и транспортерные ленты. К этому надо добавить, что резина газо- и водонепроницаема и хороший диэлектрик, что и используется в электротехнической промышленности, а также для производства оболочек, аэростатов, дирижаблей, надувных лодок, скафандров и пр.
Процесс полимеризации чистого бутадиена проводится двумя видами блочного способа: 1) полимеризация в массе (см. стр. 218), в жидком состоянии (жидкофазный, или стержневой, каучук); 2) полимеризация в газообразном состоянии (газофазный, или бесстержневой, каучук). Оба метода осуществляются периодически в стальных автоклавах емкостью 2,7 м\ рассчитанных на давление 9 • 10 5 — 10•1O5 Н/м2 при 30—40° С. Катализатором служит металлический натрий, поэтому и каучук называется натрийбутадиеновым. В результате блочной полимеризации образуется полимер (молекулярный вес от 80 000 до 200 000) за счет соединения молекул бутадиена по месту 1,2 и 3,4:
2«CH2=CH-CH=CH2 ,'—СН2—СН=СН—СН2—СН—СН2—\
1 2 8 4 1 2 а- 4 I
\ CH=CH2 / „
3 4
Большая разветвленность натрийбутадиенового каучука (наличие большого количества боковых винильных групп) ухудшает его эластические и другие свойства. Скорость полимеризации и свойства каучука зависят от равномерности распределения натрия в массе бутадиена, величины поверхности его соприкосновения с бутадиеном, чистоты мономера, давления и температуры. Строгая регулировка температуры тем более важна, что после возникновения первичных активных центров процесс полимеризации затем идет с выделением тепла. По окончании полимеризации непро-реагировавший мономер и другие оставшиеся продукты испаряют из автоклава. Затем в автоклав подают азот и выгружают каучук.
Эмульсионный метод полимеризации (см. стр. 219) позволяет осуществить непрерывный высокопроизводительный процесс с получением больших партий CK, однородных по своим свойствам.
Легкость регулировки процесса, устранение местных перегревов и возможность осуществления сополимеризации двух и более мономеров обеспечили преимущественное развитие этого метода.
В настоящее время наибольшее распространение в производстве шин и других резиновых изделий получили полиизопреновый и бутадиенстирольный каучуки. Совместная полимеризация осуществляется в водной среде при температуре от 5 до 50° С в батарее последовательно соединенных между собой полимеризаторов. Приготовленная заранее смесь дивинила со стиролом смешивается с водой и эмульгатором (например, канифольное мыло) в аппарате предварительного эмульгирования. Готовая эмульсия вместе с раствором инициатора и регулятора непрерывно закачивается в первый по ходу полимеризатор. Из 12 аппаратов батареи всегда работают 11. Каждый полимеризатор, изготовленный из биметалла или покрытый кислотоупорной эмалью, емкостью 12—20 м3 снабжен мешалкой с горизонтальными лопастями (рис. 114). Мешалка может давать от 50 до 1450 об/мин. Полимеризатор имеет водяную рубашку, куда подается горячая (во время пуска) или холодная вода (для отвода тепла реакции). Процесс осуществляется в режиме полного смешения и при непрерывном перетекании всей смеси с добавкой регулятора через всю батарею полимеризаторов с такой скоростью, что за время протекания полимеризуется примерно 58—60% смеси углеводородов.
