översikt
Poly(styren-butadien-styren) (pol-ee-STYE-reen-byoo-tah-DYE-een-STYE-reen) är en termoplastisk blocksampolymer av styren och butadien. Föreningen kallas ofta helt enkelt SBS eller SBS gummi. En termoplastisk polymer är en som kan omvandlas fram och tillbaka mellan flytande och fasta tillstånd genom alternativ uppvärmning och kylning. En sampolymer är en polymer tillverkad av två monomerer, i detta fall styren (C6H5CH=CH2) och 1,3-butadien (CH2=CHCH=CH2). Termen blocksampolymer betyder att en sektion av polymerkedjan består av polystyren (-n till vilken är ansluten en annan sektion bestående av polybutadien (-n), som i sin tur är ansluten till en annan sektion av polystyren (-n) och så vidare.
nyckelfakta
andra namn:
SBS
formel:
-n-n-n
element:
kol, väte
FÖRENINGSTYP:
organisk polymer
tillstånd:
fast
molekylär vikt:
varierar
smältpunkt:
160 c till 200 C (320 F till 400 F)
kokpunkt:
Ej tillämpligt
löslighet:
olösligt i vatten
en sampolymer som SBS har egenskaper hos båda polymererna som den består av. När det gäller SBS ger polystyrensegmenten produktens styrka och hållbarhet, medan polybutadiensegmenten ger flexibilitet. Ämnet fungerar som naturgummi vid rumstemperatur, men blir mjukt och plastiskt vid uppvärmning. Den senare egenskapen innebär att produkter gjorda av SBS kan formas till olika former.
SBS är resistent mot nötning och bryts inte lätt ner när de utsätts för värme, ljus och kemikalier. Det kan upplösas eller brytas ner när det utsätts för fetter och oljor och olika typer av kolväteföreningar och blandningar. Den bibehåller sin struktur och prestanda väl över ett brett temperaturområde från -60 CX C till 150 CX C (-75 FX F till 300 FX).
SBS utvecklades först i början av 1930-talet av två tyska kemister, Walter Bock och Eduard Tschunkur. Deras forskning var en del av Tysklands Fyraårsplan för självförsörjning. Enligt den planen arbetade nationen mot att så långt som möjligt eliminera importen av väsentliga material som kan behövas i händelse av krig. Tyskarna hade redan en typ av syntetiskt gummi, känt som Buna, men det hade ett antal nackdelar. SBS var långt överlägsen Buna och producerades snart i mycket stora mängder i tyska fabriker.
hur det görs
molekyler av både styren och 1,3-butadien innehåller dubbelbindningar. Varje förening med dubbelbindningar har förmågan att bilda polymerer. Polymerisation uppstår när dubbelbindningen i en monomermolekyl (såsom styren) bryts isär. En väteatom från en andra molekyl av monomeren lägger sedan till den ena änden av den trasiga dubbelbindningen. Resten av den andra molekylen lägger till den andra änden av den trasiga dubbelbindningen. En” dubbelmolekyl”, bestående av två monomerer förenade med varandra, bildas. ”Dubbelmolekylen” innehåller också en dubbelbindning. Så processen kan upprepas för att bilda en ”trippelmolekyl” bestående av tre monomermolekyler. Processen upprepas hundratals eller tusentals gånger och producerar en lång kedja av monomerer.
vid framställning av en blocksampolymer läggs ett extra steg till. Först produceras en lång kedja av styrenmonomerer. Sedan tillverkas en lång kedja av butadienmonomerer. Därefter förenas de två kedjorna med varandra. Slutligen tillsätts ytterligare kedjor av polystyren och polybutadien, vilket gör en mycket lång kedja bestående av alternerande block av polystyren och polybutadien.
denna metod används för framställning av många olika typer av polymerer. De svåraste problemen kan vara (1) Hur man får de första dubbelbindningarna att bryta isär, och (2) Hur man stoppar polymerisationsreaktionen vid precis rätt punkt. Metoden som används för att göra de flesta SBS idag innebär användning av en butyl litium (C4H9Li) katalysator, vilket är mycket effektivt för att få reaktionen igång. Reaktionen avslutas vid någon given punkt genom tillsats av diklordimetylsilan (SiCl2(CH3)2). Diklordimetylsilan reagerar med den sista monomeren i slutet av SBS-kedjan och blockerar tillsatsen av ytterligare styren-eller butadienmonomerer.
vanliga användningsområden och potentiella faror
processen genom vilken SBS tillverkas kan modifieras för att producera produkter med något olika fysikaliska och kemiska egenskaper. Till exempel är vissa former av SBS särskilt starka, vilket gör dem lämpliga för tillverkning av däck, skosulor, transportband och spåren på larvbilar. Andra typer av SBS är konstruerade för att vara mer flexibla, för användning som gummislang, flexibla leksaker, sportartiklar och kylpackningar. SBS-produkter kan också tillverkas i olika färger och former för användning som tätningar, gummimattor, golvbeläggningar, däcksteg och skokomponenter.
SBS-produktionen varierar eller förändras beroende på ett antal faktorer, inklusive efterfrågan på marknaden, priset på petroleum och priset på naturgummi. Till exempel, när naturgummi är lättillgängligt och billigt, minskar efterfrågan på syntetiska typer av gummi, såsom SBS. När priset på petroleum ökar blir SBS dyrare att tillverka och produktionen minskar.
ord att veta
sampolymer en polymer gjord med två olika monomerer. MONOMER en liten molekylär enhet som förenar sig med andra för att bilda en polymer. POLYMER en förening bestående av mycket stora molekyler gjorda av en eller två små upprepade enheter som kallas monomerer. Termoplast ett material som blir mjukt och formbart vid uppvärmning, hårdnar sedan när det kyls.
för ytterligare INFORMATION
Johnson, Peter S. Gummibearbetning: en introduktion. Cincinnati, OH: Hanser Gardner Publications, 2001.
se Även1, 3-butadien; polystyren; styren