Бутилкаучук. Полиизобутилен высокомолекулярный представляет собой эластичный каучукоподобный продукт каталитической полимеризации изобутилена в среде испаряющегося этилена. В зависимости от молекулярной массы выпускается четыре марки полиизобутилена.
Продукт является насыщенным полимером карбоцепного строения, благодаря чему обладает высокой устойчивостью к действию кислорода, озона, растворов кислот, щелочей и солей, а также выдерживает действие таких окислителей, как хлорная известь, перманганат и дихромат калия. Полиизобутилен высокомолекулярный не набухает и не растворяется в этиловом спирте, ацетоне и многих других кислородосодержащих полярных растворителях, легко растворяется в углеводородах алифатического и ароматического ряда.
При длительном нагревании на воздухе до 100 °C полиизобутилен высокомолекулярный химически не изменяется, но происходит повышение пластичности и при 180–200 °C его можно формовать. Полиизобутилен высокомолекулярный сохраняет свои упруго-эластичные свойства до −55 °C.
Бутилкаучук получают катионной сополимеризацией мономеров в растворе хлористого метила или хлористого этила при температурах около —100°С (катализатор — хлористый алюминий).
Бутилкаучук является компонентом твёрдого ракетного топлива.
Полиизобутилен высокомолекулярный применяется в строительной, резинотехнической, лёгкой отраслях промышленности для изготовления антикоррозионных, герметезирующих, гидроизолирующих покрытий, мастик, паст, клеёв.
Бутадиен-стирольные каучуки — группа продуктов сополимеризации бутадиена −1,3 и стирола или метилстирола наиболее распространенный тип каучуков общего назначения, синтез которых осуществляется в эмульсии по свободнорадикальному механизму. СКС относятся к некристаллизующимся сополимерам нерегулярного строения со статистическим распределением мономерных звеньев. Около 30 % звеньев стирола изолированы, примерно 40 % расположены попарно. 80 % бутадиеновых звеньев полимерной цепи имеют присоединение в положении 1,4, главным образом в транс-форме (около 70 %), около 20 % присоединены в положение 1,2. Разновидностью бутадиен-стирольных каучуков являются бутадиен-а-метилстирольные каучуки (СКМС), характеризующиеся близкими структурой и свойствами.
Широкое распространение СКС объясняется высокими техническими свойствами резин на их основе, пригодностью их для производства шин и других резиновых изделий высокого качества и доступностью мономеров. Промышленный выпуск и потребление бутадиен-стирольных каучуков достигли очень больших размеров.
Производство бутадиен-α-стирольных каучуков, исключая синтез мономеров, состоит из следующих стадий:
- Сополимеризация мономеров в эмульсии;
- Отгонка незаполимеризовавшихся мономеров;
- Выделение и сушка каучука.
Весь производственный процесс оформлен по непрерывной технологической схеме.
Бутадиен-стирольные каучуки, полученные эмульсионной полимеризацией при малом содержании регулятора (нерегулированные), характеризуются высокими жесткостью (жесткость по Дефо 20-35 Н), вязкостью по Муни (выше 100 усл. ед.) и эластическим восстановлением (эластическое восстановление по Дефо 4-5 мм). Такие каучуки с трудом поддаются обработке. Для снижения вязкости и улучшения обрабатываемости они подвергаются термоокислительной деструкции в воздушной среде при 130—140 0С под давлением 0,3-0,33 МПа в течение 35-40 мин. При этом их жесткость падает до 3-4,5 Н.
В настоящее время основную массу СКМС составляют регулированные каучуки. Они хорошо обрабатываются на обычном оборудовании, применяемом при производстве резиновых изделий. Их особенностью по сравнению с изопреновыми каучуками является повышенное теплообразование и большой расход энергии при смешении, что объясняется межмолекулярным взаимодействием молекулярных цепей. Повышенное эластическое восстановление смесей определяет относительно большую усадку заготовок при формовании. Полученные заготовки вследствие высокой термопластичности каучука хорошо сохраняют форму (смеси имеют хорошую «каркасность»). Резиновые смеси, на основе СКМС характеризуются невысокой клейкостью, что затрудняет изготовление сложных изделий из отдельных деталей.
Применяется в шинной, резинотехнической, кабельной, обувной и других отраслях промышленности.
Бутадиен-акрилонитрильный сополимер. Бутадиен-нитрильный каучук (БНК или НБК, NBR) — синтетический полимер, продукт радикальной сополимеризации бутадиена с акрилонитрилом (НАК) в водной эмульсии при 30 °С (высокотемпературные) и при 5 °С (низкотемпературные).
Низкотемпературные СКН обладают лучшими технологическими свойствами, чем высокотемпературные, а их вулканизаты — хорошими физико-механическими свойствами. Молекулы СКН состоят из статистически чередующихся звеньев бутадиена и НАК:
—[-CH2-CH=CH-CH2-]n — [-CH2-CH(CN)-]m—
Содержание 1,2-звеньев бутадиена не превышает 10 % и уменьшается с увеличением количества присоединенного НАК.
В СССР выпускали каучуки с низким (17—20 %), средним (27—30 %), высоким (36—40 %) и очень высоким (50 %) содержанием НАК, которые соответственно обозначаются: СКН-18, СКН-26, СКН-40, СКН-50.
Физические свойства БНК существенно зависят от содержания НАК. Бутадиен-нитрильные каучуки хорошо растворяются в кетонах, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах и очень плохо в алифатических углеводородах и спиртах. С увеличением содержания в полимере связанного НАК существенно увеличивается межмолекулярное взаимодействие между цепями полимера и плотность, повышается температура стеклования, снижаются диэлектрические свойства, уменьшается растворимость в ароматических растворителях и увеличивается стойкость к набуханию в алифатических углеводородах.
Основной областью применения каучуков СКН является производство различных маслобензостойких резиновых технологических изделий – рукавов, прокладок, сальников, бензотары, обкладок различных валков и т.д., применяемых в автомобильной, нефтяной, полиграфической и других отраслях промышленности.
Каучуки используются для изготовления теплостойких резиновых изделий, предназначенных для работы в воде, маслах, растворителях и некоторых других средах при температурах до 150˚С. Каучуки СКН находят так же применение в обкладочных кислото- и щелочестойких резинах, особенно если к ним одновременно предъявляются требования стойкости к неполярным углеводородам.
Бутадиен-нитрильные каучуки в сочетании с ацетиленовой сажей можно применять для изготовления токопроводящих резин.
На основе СКН изготовляются тепло- и маслостойкие эбониты с хорошими механическими свойствами. Смеси СКН с поливинилхлоридом применяются для изготовления огнестойких и стойких к агрессивным средам покрытий.
Благодаря высокой стойкости к действию масел и других агрессивных агентов, БНК нашли широкое применение для изготовлениях различных маслобензостойких резиновых технических изделий — прокладок, рукавов, колец, манжет, сальников, технических пластин МБС, бензотары и др.
Каучуки используются для производства изоляционных и электропроводящих резин, каблуков и подошв обуви, клеев и эбонитов, защитных покрытий, стойких в агрессивных средах.
Сополимер акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (АБС-пластик). АБС-пластик (акрилонитрилбутадиенстирол, химическая формула (C8H8)x·(C4H6)y·(C3H3N)z) — ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (название пластика образовано из начальных букв наименований мономеров). Пропорции могут варьироваться в пределах: 15—35 % акрилонитрила, 5—30 % бутадиена и 40—60 % стирола.
Производство одного килограмма АБС требует эквивалента примерно 2 кг нефти в виде материалов и энергии. Также он может быть повторно переработан.
Некоторые виды АБС могут разрушаться под воздействием солнечного света. Это стало причиной одного из самых обширных и дорогостоящих отзывов автомобилей в истории США.
Свойства:
- Непрозрачный (хотя есть и прозрачная модификация — MABS) материал желтоватого оттенка. Окрашивается в различные цвета.
- Повышенная ударопрочность и эластичность
- Нетоксичность в нормальных условиях
- Долговечность в отсутствие прямых солнечных лучей и ультрафиолета
- Стойкость к щелочам и моющим средствам
- Влагостойкость
- Маслостойкость
- Кислотостойкость
- Теплостойкость 103 °C (до 113 °C у модифицированных марок)
- Широкий диапазон эксплуатационных температур (от −40 °C до +90 °C)
- Растворяется в сложных эфирах, кетонах, 1,2-дихлорэтане, ацетоне.
- Плотность 1.02-1.06 г/см³
Применение:
АБС-пластик используется как один из самых практичных материалов для 3D-печати
Используется для изготовления:
- крупных деталей автомобилей (приборных щитков, элементов ручного управления, радиаторной решётки)
- корпусов крупной бытовой техники, радио- и телеаппаратуры, деталей электроосветительных и электронных приборов, пылесосов, кофеварок, пультов управления, телефонов, факсовых аппаратов, компьютеров, мониторов, принтеров, калькуляторов, другой бытовой и оргтехники
- корпусов промышленных аккумуляторов
- спортинвентаря, деталей оружия
- мебели
- изделий сантехники
- выключателей, переключателей
- канцелярских изделий
- музыкальных инструментов
- настольных принадлежностей
- игрушек, детских конструкторов
- чемоданов, контейнеров
- деталей медицинского оборудования, медицинских принадлежностей (гамма-стерилизация)
- смарт-карт
как добавка, повышающая теплостойкость и/или улучшающая перерабатываемость композиций на основе ПВХ, ударопрочность полистирола, снижающая цену поликарбонатов.
