Produkcja kauczuku syntetycznego

Elastomery syntetyczne są wytwarzane na skalę przemysłową metodami polimeryzacji w roztworze lub emulsji. ( Polimeryzacja w roztworze i polimeryzacja emulsyjna są opisane w artykule chemii polimerów przemysłowych .) Polimery wytwarzane w roztworze mają ogólnie więcej liniowych cząsteczek (to znaczy mniej rozgałęzień łańcuchów bocznych z głównego łańcucha polimeru ), a także mają węższy rozkład cząsteczek waga (to znaczy większa długość) i przepływ łatwiej. Ponadto umieszczenie jednostek monomeru w cząsteczce polimeru można kontrolować bardziej precyzyjnie, gdy polimeryzację prowadzi się w roztworze. Monomer lub monomery rozpuszcza się w rozpuszczalniku węglowodorowym , zwykle heksanie lub cykloheksanie, i polimeryzuje, stosując katalizator metaloorganiczny, taki jak butylolit.

W podczas polimeryzacji emulsyjnej monomer (lub monomery) emulguje się w wodzie z odpowiednim mydłem (np. stearynianem sodu) stosowanym jako środek powierzchniowo czynny , a rozpuszczalny w wodzie katalizator wolnorodnikowy (np. nadsiarczan potasu, nadtlenki, układ redoks) jest dodany w celu indukcji polimeryzacji. Po osiągnięciu pożądanego poziomu polimeryzacji reakcję zatrzymuje się przez dodanie inhibitora rodnika. Około 10 procent syntetycznego elastomeru wytwarzanego technikami emulsyjnymi jest sprzedawane jako lateks . Resztę koaguluje się zakwaszoną solanką, przemywa, suszy i prasuje w bele o wadze 35 kg (77 funtów).

Schemat ideowy metody polimeryzacji emulsyjnej. Cząsteczki monomeru i inicjatory wolnych rodników dodaje się do wodnej emulsyjnej kąpieli wraz z materiałami podobnymi do mydła znanymi jako środki powierzchniowo czynne lub środki powierzchniowo czynne. Cząsteczki środka powierzchniowo czynnego złożone z hydrofilowego (przyciągającego wodę) i hydrofobowego (odpychającego wodę) końca tworzą emulsję stabilizującą przed polimeryzacją przez powlekanie kropelek monomeru. Inne cząsteczki środka powierzchniowo czynnego zbrylają się w mniejsze agregaty zwane micelami, które również absorbują cząsteczki monomeru. Polimeryzacja zachodzi, gdy inicjatory migrują do miceli, indukując cząsteczki monomeru, tworząc duże cząsteczki, które tworzą cząstkę lateksu. Encyclopædia Britannica, Inc.

Gdy polimeryzacja emulsyjna SBR przeprowadzana jest „na gorąco” (tj. W 50 ° C lub 120 ° F), cząsteczki polimeru są bardziej rozgałęzione. Gdy polimeryzacja jest przeprowadzana „na zimno” (tj. W 5 ° C lub 40 ° F), są one bardziej liniowe i ogólnie mają większą masę cząsteczkową - cechy, które poprawiają opór toczenia i odporność na zużycie opon. W niektórych przypadkach kontynuuje się polimeryzację w celu uzyskania produktów o tak wysokiej masie cząsteczkowej, że normalnie byłyby one trudne do uzyskania. W tych przypadkach około 30 procent ciężkiego oleju dodaje się przed koagulacją, aby uzyskać elastomery „rozciągnięte w oleju” o doskonałej odporności na zużycie