przegląd
Poli (styren-butadien-styren) (pol-EE-STYE-reen-byoo-tah-DYE-een-STYE-reen) jest termoplastycznym kopolimerem blokowym styrenu i butadienu. Związek jest często nazywany po prostu gumą SBS lub SBS. Termoplastyczny polimer to taki, który można przekształcić w przód iw tył między Stanami ciekłymi i stałymi przez naprzemienne ogrzewanie i chłodzenie. Kopolimer jest polimerem zbudowanym z dwóch monomerów, w tym przypadku styrenu (c6h5ch=CH2) i 1,3-butadienu (CH2=CHCH=CH2). Termin kopolimer blokowy oznacza, że jedna sekcja łańcucha polimerowego składa się z polistyrenu (- n, do którego jest podłączony inny odcinek składający się z polibutadienu (- n), który z kolei jest podłączony do innego odcinka polistyrenu (- n), i tak dalej.
kluczowe fakty
inne nazwy:
SBS
wzór:
-n-n
elementy:
węgiel, wodór
Typ związku:
polimer organiczny
stan:
Ciało Stałe
molekularne waga:
zmienia się
temperatura topnienia:
160°C do 200°C (320°F do 400°f)
temperatura wrzenia:
nie dotyczy
rozpuszczalność:
nierozpuszczalny w wodzie
kopolimer taki jak SBS ma właściwości obu polimerów, z których się składa. W przypadku SBS segmenty polistyrenu zapewniają wytrzymałość i trwałość produktu, a segmenty polibutadienu zapewniają elastyczność. Substancja działa jak kauczuk naturalny w temperaturze pokojowej, ale po podgrzaniu staje się miękka i plastikowa. Ta ostatnia właściwość oznacza, że produkty wykonane z SBS mogą być formowane w różne kształty.
SBS jest odporny na ścieranie i nie łatwo się rozkłada pod wpływem ciepła, światła i chemikaliów. Może rozpuszczać się lub rozkładać pod wpływem tłuszczów i olejów oraz różnego rodzaju związków i mieszanin węglowodorowych. Zachowuje swoją strukturę i wydajność w szerokim zakresie temperatur od -60°C do 150°C (-75°F do 300°F).
SBS został opracowany na początku lat 30.przez dwóch niemieckich chemików, Waltera Bocka i Eduarda Tschunkura. Ich badania były częścią niemieckiego Czteroletniego planu samowystarczalności. Zgodnie z tym planem naród dążył do wyeliminowania, na ile to możliwe, importu niezbędnych materiałów, które mogłyby być potrzebne w przypadku wojny. Niemcy mieli już jeden rodzaj kauczuku syntetycznego, znany jako Buna, ale miał on szereg wad. SBS był znacznie lepszy od Buna i wkrótce był produkowany w bardzo dużych ilościach w niemieckich fabrykach.
jak powstaje
cząsteczki styrenu i 1,3-butadienu zawierają wiązania podwójne. Każdy związek z podwójnymi wiązaniami ma zdolność tworzenia polimerów. Polimeryzacja występuje, gdy wiązanie podwójne w jednej cząsteczce monomeru (np. styren) rozpada się. Atom wodoru z drugiej cząsteczki monomeru następnie dodaje się do jednego końca zerwanego wiązania podwójnego. Reszta drugiej cząsteczki dodaje się do drugiego końca zerwanego wiązania podwójnego. Tworzy się” dwucząsteczkowa”, składająca się z dwóch połączonych ze sobą monomerów. „Podwójna cząsteczka” zawiera również wiązanie podwójne. Tak więc proces można powtórzyć, tworząc „potrójną cząsteczkę” składającą się z trzech cząsteczek monomeru. Proces ten powtarza się setki lub tysiące razy, tworząc długi łańcuch monomerów.
w produkcji kopolimeru blokowego dodaje się jeden dodatkowy etap. Najpierw powstaje długi łańcuch monomerów styrenu. Następnie powstaje długi łańcuch monomerów butadienowych. Następnie oba łańcuchy są połączone ze sobą. W końcu dodaje się dodatkowe łańcuchy polistyrenu i polibutadienu, tworząc bardzo długi łańcuch składający się z naprzemiennych bloków polistyrenu i polibutadienu.
ta metoda jest stosowana do produkcji wielu różnych rodzajów polimerów. Najtrudniejsze problemy mogą być (1) Jak uzyskać kilka pierwszych wiązań podwójnych do rozpadu, i (2) Jak zatrzymać reakcję polimeryzacji w odpowiednim punkcie. Metoda stosowana do wytwarzania większości SBS polega obecnie na użyciu katalizatora butylowego litu (c4h9li), który jest bardzo skuteczny w rozpoczęciu reakcji. Reakcję kończy się w określonym punkcie przez dodanie dichlorodimetylosilanu (SiCl2 (CH3) 2). Dichlorodimetylosilan reaguje z ostatnim monomerem na końcu łańcucha SBS, blokując dodawanie jakichkolwiek dodatkowych monomerów styrenu lub butadienu.
typowe zastosowania i potencjalne zagrożenia
proces, w którym powstaje SBS, można zmodyfikować, aby wytwarzać produkty o nieco innych właściwościach fizycznych i chemicznych. Na przykład niektóre formy SBS są szczególnie mocne, dzięki czemu nadają się do produkcji opon, podeszew butów, taśm przenośnikowych i gąsienic w samochodach caterpillar. Inne typy SBS są zaprojektowane tak, aby były bardziej elastyczne, do stosowania jako gumowe rurki, elastyczne zabawki, artykuły sportowe i uszczelki lodówki. Produkty SBS mogą być również wytwarzane w różnych kolorach i kształtach do stosowania jako uszczelki, maty gumowe, wykładziny podłogowe, bieżniki opon i elementy obuwia.
produkcja SBS zmienia się lub zmienia w zależności od wielu czynników, w tym popytu na rynku, ceny ropy naftowej i ceny kauczuku naturalnego. Na przykład, gdy kauczuk naturalny jest łatwo dostępny i niedrogi, zmniejsza się zapotrzebowanie na syntetyczne rodzaje kauczuku, takie jak SBS. Ponadto, gdy cena ropy naftowej wzrasta, SBS staje się droższy w produkcji i zmniejsza się produkcja.
Words to Know
kopolimer polimer wykonany z dwóch różnych monomerów. MONOMER mała jednostka molekularna, która łączy się z innymi, tworząc polimer. Polimer związek składający się z bardzo dużych cząsteczek wykonanych z jednej lub dwóch małych powtarzających się jednostek zwanych monomerami. Termoplastyczny materiał, który staje się miękki i formowalny po podgrzaniu, a następnie twardnieje po schłodzeniu.
dalsze informacje
Johnson, Peter S. Rubber Processing: an Introduction. Cincinnati, OH: Hanser Gardner Publications, 2001.
Zobacz też: 1,3-butadien; polistyren; styren