Šta su polimeri sintetičke gume?
Polimeri sintetičke gume, koji se nazivaju i sintetički elastomeri, su umjetni polimeri visoke elastičnosti koji mogu oporaviti velike deformacije nakon uklanjanja sile deformacije. Zajedno sa sintetičkim smolama i sintetičkim vlaknima oni čine tri glavne porodice sintetičkih materijala, a njihova globalna proizvodnja je na drugom mjestu nakon plastike. Za razliku od prirodne gume dobijene iz stabala Hevea, sintetička guma se proizvodi kontrolisanom hemijskom polimerizacijom, što omogućava da se molekularna težina, mikrostruktura i hemija krajnjih grupa konstruišu za specifičnu primenu.
Većina sintetičkih guma opće namjene su dodatni polimeri izgrađeni od dienskih monomera kao što su 1,3-butadien, izopren ili hloropren, ponekad kopolimerizirani sa stirenom, akrilonitrilom ili etilen-propilen monomerima. Budući da okosnica sadrži nezasićene dvostruke veze ugljik-ugljik, ovi slojevi se mogu vulkanizirati sumporom pomoću akceleratora i aktivatora na isti način kao prirodna guma, dok zasićeni slojevi kao što je EPDM zahtijevaju sisteme očvršćavanja peroksidom ili smolom.
Glavne porodice sintetičkog kaučuka
| Porodica | CAS broj | Kičma | Tipična snaga |
|---|---|---|---|
| Polibutadienska guma (BR, PBR) | 9003-17-2 | 1,3-butadien | Visoka otpornost, habanje i performanse na niskim temperaturama |
| Stiren-butadien guma (SBR) | 9003-55-8 | Stiren i butadien | Gume opće namjene i guma za mehaničke proizvode |
| Butil guma (IIR) | 9003-27-4 | Izobutilen i izopren | Vrlo niska plinopropusnost, unutrašnje cijevi i košuljice |
| nitrilna guma (NBR) | 9003-18-3 | Butadien i akrilonitril | Otpornost na ulje i gorivo |
| polikloropren (CR) | 9010-98-4 | hloropren | Otpornost na vremenske uslove, ozon i plamen |
| EPDM | 25038-36-2 | Etilen, propilen, dien | Zasićena kičma, odlična otpornost na starenje i vodootpornost |
Polibutadienska guma: mikrostruktura i razredi
Polibutadienska guma je univerzalna sintetička guma koja se dobija polimerizacijom 1,3-butadiena. Njegova svojstva su određena mikrostrukturom, te se na osnovu toga polimer klasificira kao trans-polibutadienska guma ili cis-polibutadienska guma. Cis-polibutadien se dalje dijeli na high-cis, srednje-cis i low-cis razrede prema udjelu cis-1,4 jedinica u lancu. Visoko cis klase, proizvedene sa neodimijumskim, nikalnim ili kobaltnim katalizatorskim sistemima, daju najbolju elastičnost i otpornost na zamor, dok se srednje cis i nisko cis klase biraju tamo gde su ponašanje obrade ili kompatibilnost mešavine važniji.
Tipična tehnička svojstva
Slike u nastavku predstavljaju reprezentativne vrijednosti za polibutadiensku gumu visoke cis opće namjene i citiraju se da pokažu parametre s kojima se kupci obično slažu u specifikaciji.
| Nekretnina | Tipična vrijednost ili raspon | Metoda ispitivanja |
|---|---|---|
| Gustina na 23 stepena C | 0,90-0,93 g/cm3 | ISO 2781 |
| cis-1,4 sadržaj | 96% i više za high-cis razrede | ISO 12965 |
| Mooney viskozitet ML(1+4) na 100 stepeni C | 35-55 | ASTM D1646 |
| Temperatura prelaska stakla | Oko -105 stepeni C | DSC |
| Totalni pepeo | 0,5% maksimalno | ASTM D5667 |
| Isparljiva materija | 0,75% maksimalno | ISO 248 |
Ponašanje aplikacija i obrade
Polibutadienska guma ima široko polje upotrebe. U industriji guma se miješa u smjese gazećeg sloja i smjese za bočne zidove zbog svoje odlične otpornosti na habanje, malog nakupljanja topline i otpornosti na rast pukotina, a posebno je pogodan za radijalne bočne stijenke guma. Za vanjske gume, široko se koristi u gumenim crijevima, gumenim potplatima i smjesama za obuću, transportnim trakama, jezgrima loptica za golf, polistirenu modificiranom na udar i ABS plastici, te širokom spektru oblikovanih industrijskih gumenih proizvoda.
Mešanje: BR se obično meša sa SBR ili prirodnom gumom kako bi se kombinovala visoka otpornost sa dobrom zelenom čvrstoćom i lepljivošću.
Vulkanizacija: sumporni i akceleratorski sistemi su uobičajeni; Uljne i plastifikatorske ekstenzije poboljšavaju punjenje punila.
Smeša: high-cis razredi prihvataju velika opterećenja čađe, što podržava nizak otpor kotrljanja u gumama.
Smjernice za nabavu, pakovanje i odabir
Polimeri sintetičkog kaučuka se isporučuju kao bale umotane u polietilensku foliju, obično 25 kg po bali ili 1 tona po paleti, a vrste su također dostupne u obliku mrvica ili peleta. Odabir treba početi od uslužnog okruženja, a ne samo od cijene: temperaturni raspon, izloženost ulju, ozonu, kisiku i vodi, dinamičko opterećenje zamorom, te potrebna tvrdoća i kompresija, sve to ukazuje na različite hemije kičme i sisteme očvršćavanja. Kupci treba da zatraže potvrdu o analizi za svaku partiju, koja pokriva Mooney viskozitet, isparljive materije, pepeo i mikrostrukturu, i treba da potvrde preporuke za rok trajanja i skladištenje, budući da se većina nezasićenih vrsta mora držati podalje od direktne sunčeve svetlosti i dalje od opreme koja stvara ozon.
FAQ
P: Šta je polimer sintetičke gume?
To je umjetni elastomer proizveden kemijskom polimerizacijom, koji može oporaviti velike deformacije i koristi se kao zamjena za ili u mješavini s prirodnom gumom.
P: Šta znači PBR?
PBR je skraćenica za polibutadiensku gumu, sintetičku gumu napravljenu polimerizacijom 1,3-butadiena koja se široko koristi u gazištima i bočnim stranama guma.
P: Koje su glavne vrste sintetičke gume?
Glavne familije su polibutadien kaučuk, stiren-butadien guma, butil guma, nitrilna guma, polihloropren i EPDM, a svaka je odabrana za različitu otpornost i zahtjeve starenja.
P: Koja je razlika između cis i trans polibutadiena?
Razlikuju se po konfiguraciji lanca. cis-polibutadien je gumast i vrlo otporan nakon vulkanizacije, dok se trans-polibutadien ponaša više kao plastomerni, kristalni materijal.
P: Da li je sintetička guma bolja od prirodne gume?
Ni jedno ni drugo nije univerzalno bolje. Sintetički tipovi nude konzistentniji kvalitet i specifične karakteristike otpornosti, dok prirodna guma obično pruža veću vlačnu čvrstoću i otpornost na kidanje.
P: Kako se polibutadienska guma pakuje i testira?
Obično se isporučuje u balama od 25 kg umotanim u polietilen; rutinsko testiranje pokriva Mooney viskoznost, pepeo, isparljive materije i cis-1,4 mikrostrukturu.
