поли стирол-стат-бутадиен Бутадиен-стирольные каучуки дивинил-стирольные каучуки БСК

поли(стирол-стат-бутадиен)

Бутадиен-стирольные каучуки (дивинил-стирольные каучуки, БСК, СКС, СКМС, ДССК, америпол, интол, карифлекс, крилен, нипол, плайофлекс, SBR, синпол, солпрен, стереон, тьюфден, филпрен, юниден) – синтетические каучуки, продукты сополимеризации бутадиена и стирола общей формулы:

Условия полимеризации Катализатор: литийорганические соединения (Ph. Li, н-бутиллитий, втор-бутиллитий). Растворители: алифатические, ароматические углеводороды или их смеси (циклогексан: бензин=75: 25). Температура 50 -80° С, при этом достигается полная конверсия. Время полимеризации 5 -6 ч.

Механизм синтеза Сополимеры бутадиена и стирола получают в растворе в присутствии литийорганических катализаторов с модификаторами, позволяющими избежать образования полистирольных блоков. Полимеризация протекает по анионному механизму. Инициирование:

Рост цепи:

При совместной полимеризации двух мономеров их активность оказывается неодинаковой. Как следствие один из мономеров расходуется быстрее. Поэтому и полимерные цепи, образованные в разное время, отличаются по составу. Порядок чередования звеньев определяется константами сополимеризации мономеров (r 1 и r 2 ), которые представляют собой отношения констант скоростей роста цепи: r 1= 10, 0 (бутадиен), r 2= 0, 035 (стирол) r 1 =k 1 -1/k 1 -2 ; r 2=k 2 -2/k 2 -1 Где константы k 1 -1 и k 2 -2 характеризуют скорости присоединения мономеров к «своему» активному центру, а k 1 -2 и k 2 -1 - к «чужому» .

Такие значения констант сополимеризации связано с тем, что в неполярной среде бутадиеновое концевое звено растущей цепи имеет π- аллильную природу и бутадиен оказывается более активным стирола. При столь резком различии констант сополимеризации в начале процесса в реакции роста цепи вступает преимущественно бутадиен, и для более равномерного строения полимерных цепей необходимо осуществлять дробную подачу мономеров.

Преимущества Технология синтеза полимеров в растворе более энергоемка и сложна, чем в эмульсии, поэтому стоимость таких полимеров оказывается выше, чем эмульсионных каучуков, но затраты оправдываются свойствами каучука.

Cтруктура Макромолекула бутадиен-стирольных каучуков, характеризуется наличием следующих структур: Содержание звеньев 1, 2 - 9%, цис-1, 4 - 34%, транс-1, 457%, боковых ответвление нет.

Структура Конфигурация Мономерного звена – R, S(для стирола), цис-, транс, 1, 2 - (для бутадиена) Ближний конфигурационный порядок – «голова к хвосту» Дальний конфигурационный порядок – атактическая Цепи в целом - линейная Конформация Мономерного звена – антиперипланарная, синклинальная Ближний конфигурационный порядок– чередование T, G Дальний конфигурационный порядок - чередование T, G Цепи в целом - клубок Надмолекулярная структура – сетка перекрывающихся стастических клубков

Свойства Низкое содержание примесей (0, 05 -0, 1) Узкое молекулярно-массовое распределение Температура эксплуатации: -50 - +100 С Относительное удлинение: 100 -800% Предел прочности при растяжении: 17 – 80 Н/мм 2 Электрические свойства: хороший изолятор

Распределение звеньев бутадиена и стирола в макромолекуле полимера – нерегулярное, статистическое. Бутадиен-стирольные каучуки относятся к аморфным некристаллизующимся полимерам.

Эксплуатационные свойства С повышением содержания в полимере присоединенного стирола увеличивается плотность, температура стеклования и диэлектрические характеристики. Бутадиен-стирольные каучуки растворяются в ароматических и алифатических углеводородах не стойки к действию смазочных масел, но достаточно стойки к действию разбавленных кислот и полярных углеводородов, стойки к действию воды. Воздействие теплоты, кислорода, озона и света вызывает глубокие структурные изменения: на ранних стадиях преобладают процессы деструкции, а с развитием термического окисления – процессы структурирования.

Применение Изготовление резинотехнических изделий различного направления: кабельных изделий; резиновая обувь; спортивный инвентарь; детские игрушки; производство шин; транспортерных лент; защитные резины, стойкие к воздействию γ-радиации.

Производители ОАО «Воронежсинтезкаучук» - Россия “CHI MEI CORPORATION” - Китай ООО «СИБУР» - Россия «ТАИФ» -Россия ООО «Тольяттикаучук» -Россия ОАО «Синтез-Каучук» - Россия ОАО «Омский Каучук» - Россия «Белорусьрезинотехника» «Стерлитамакский нефтехимический завод» На территории стран СНГ производство бутадиенстирольных каучуков составило 235, 9 тыс. тонн