ترکیب پلی بوتادین رابر/ کاربرد پلی بوتادین رابر

پلی بوتادین، مقاومت بالایی در برابر پاره شدگی دارد و به همین دلیل، کاربردهای گسترده‌ای در صنعت لاستیک سازی را به خود اختصاص داده است.

از این ماده به عنوان پوشش های مقاوم در صنایع لاستیک و تایر استفاده می‌شود؛ 70 درصد از پلی‌تادین تولید شده در صنایع لاستیک سازی به مصرف می‌رسد و 25 درصد باقی مانده به عنوان مواد افزودنی برای ارتقای سطح ترکیبات پلاستیکی مانند پلی استایرن و اکریلونیتریل بوتادین استایرن یا ABS به کار می‌رود.

پلی بوتادین رابر PBR، چهارمین ماده شیمیایی پرمصرف در جهان در سال 2012 شناخته شده است. پرداختن به جزئیات واکنش های سنتزی پلی‌بوتادین از حوصله این بحث خارج است اما در تصاویر زیر می‌توانید نمونه‌ای از واکنش های این ترتیب را مشاهده کنید:

واکنش پلیمریزاسیون واحدهای بوتادین در حضور کاتالیست های کبالت، نیکل، تیتانیوم، لیتیم و نئودیمیوم برای حالت‌های سیس و ترانس و  استخلاف وینیل مورد استفاده قرار می‌گیرند.

جدول زیر، درصد تولید محصول سیس، ترانس و وینیل پلی بوتادین رابر را در حضور کاتالیست‌های مختلف نشان می‌دهد. طبق داده‌های این جدول، مهمترین آرایش این پلیمر به شکل سیس می‌باشد:

ترکیبات متالوسن پلی بوتادین برای سنتز پلی بوتادین رابر

 علاوه بر کاتالیست‌هایی که در قسمت قبلی ذکر شد، برای تولید ترکیب پلی بوتادین رابر در حال سیس، ترنس و استخلاف وینیل، ترکیباتی مانند کاتالیزگرهای متالوسن برای پلیمریزاسیون بوتادین استفاده می‌شود.

این روش تحقیقاتی به وسیله دانشمندان ژاپنی به صنعت پلیمریزاسیون معرفی شد. مزایای استفاده از ترکیبات متالوسن، درصد بالایی از کنترل تولید حالت‌های سیس، ترانس و وینیل در بوتادین رابر می‌باشد.

از سال 2006 هیچ یک از سازندگان مواد شیمیایی در جهان موفق نشده‌اند پلی بوتادین متالوسن را به عنوان تجاری تولید کنند.

 ترکیبات کوپلیمر در تولید پلی بوتادین رابر

 ترکیب شیمیایی 1 و 3 بوتادین، به عنوان ماده اولیه در واکنش کوپلیمریزاسیون به همراه واحدهای استایرن و اکریلونیتریل شرکت می‌کند.

محصول این واکنش‌ها، تشکیل لاستیک یا پلاستیک‌های مختلف با خواص مکانیکی و فیزیکی متفاوت می‌باشد. رایج‌ترین محصول در این حوزه، پلی بوتادین رابر است.

از این ماده برای تولید تایرهای خودرو استفاده می‌شود. همچنین برای تولید پلیمرهای قفل شده با خواص ترموپلاستیکی مانند لاستیک های اکریلونیتریل بوتادین استفاده می‌شود.

این متریال دارای خواص مکانیکی فوق العاده بالا، سختی و توان کششی عالی می‌باشد. به دلیل پیوندهای دوگانه در هر واحد در پلیمرهای تکرار شونده، این مواد در برابر واکنش‌های شکست توسط اوزون یا ازون کراکینگ، بسیار حساس هستند.

 موارد کاربردی پلی بوتادین رابر

 طبق آمار منتشر شده در سال 2000 ، تولید سالانه پلی بوتادین رابر، بیش از 2 میلیون تن در سال بوده است. این آمار، ترکیب مهم فوق را به دومین لاستیک سنتزی پس از بوتادین استایرن رابر تبدیل نموده است.

کاربرد پلی بوتادین رابر در لاستیک سازی

یکی از اصلی‌ترین و مهم‌ترین کاربردهای پلی بوتادین رابر، استفاده از آن در تولید تایرهای خودرو می‌باشد. سازندگان انواع تایر و لاستیک خودرو بیش از 70 درصد تولید جهانی پلی بوتادین رابر را برای ساخت این محصولات به مصرف می‌رسانند. فرم اصلی این محصول برای لاستیک سازی فرم سیس می‌باشد.

تیرها و لاستیک‌های ماشین‌های سنگین و کامیون‌ها از پلی بوتادین رابر ساخته شده‌اند. حضور این ماده در لاستیک‌ها موجب می‌شود خستگی و شکست در لاستیک به شدت کاهش پیدا کند و از پارگی آن‌ها جلوگیری شود.

هنگامی که لاستیک‌ها در شرایط خشن و سطوح ناهموار قرار می‌گیرند به هیچ عنوان آسیب نخواهند دید. انعطاف پذیری بالای این ماده در تایرها موجب افزایش دوام و استحکام و طول عمر تایرها می‌شود. همچنین در سرما و گرمای شدید، تایرها خاصیت خود را حفظ می‌کنند.

کاربرد پلی بوتادین رابر در صنایع پلاستیک

 25 درصد از تولیدات جهانی ترکیب پلی بوتادین رابر در صنایع پلاستیک سازی استفاده می‌شود. با افزودن این موارد مواد اولیه پلاستیک‌ها خواص مکانیکی پلاستیک محصولات ارتقا پیدا می‌کند.

از این مواد در کنار ترکیب معروف اکریلونیتریل بوتادین استایرن استفاده می‌شود. افزودن 2 و 12 درصد پلی بوتادین به پلی استایرن موجب می‌شود مواد اولیه از حالت نرم و شکننده به ترکیبات مقاوم و پایدار تبدیل شوند.

کیفیت فرآیند، بر کاربرد مواد پلاستیکی مهم‌تر از کاربرد آن‌ها در تایرها است. این مسئله زمانی اهمیت پیدا می‌کند که مسئله ثبات رنگ و بوی لاستیک در میان باشد. به همین دلیل استانداردهای صنعت لاستیک سازی تمام این عوامل را تحت پوشش خود قرار می‌دهند.

ساخت توپ های گلف توسط پلی بوتادین رابر

یکی از جذاب‌ترین کاربردهای پلی بوتادین رابر، استفاده از آن به عنوان مواد اولیه ساخت توپ‌های بازی گلف است. این توپ‌ها ساختار پلاستیکی دارند و به گونه ای طراحی شده‌اند که هسته مرکزی توپ از پلی بوتادین رابر ساخته شده است و لایه اطراف آن توسط مواد محافظ، احاطه شده است.

در این مورد کاربرد پلی بوتادین نسبت به سایر الاستومرها برای پایداری و دوام بیشتر ترجیح داده می‌شود. تهیه هسته مرکزی توپ گلف بر اساس قالب‌گیری فشاری و واکنش‌های شیمیایی تشکیل می‌شود.

در ابتدا پلی بوتادین رابر با مواد افزودنی مخلوط می‌شود؛ سپس تحت فرایند اکستروژن و فشار قرار می‌گیرد تا به شکل مورد نظر برش داده شود؛ سپس درون یک قالب جای می‌گیرد.

تمام این مراحل تحت فشار و دمای بالا به مدت زمان 30 دقیقه انجام می‌شود. برای تولید توپ گلف در هر سال 20 هزار تن، پلی بوتادین رابر مصرف می‌شود.

سایر موارد کاربرد پلی بوتادین رابر

پلی بوتادین رابر به عنوان ماده اولیه برای ساخت هسته اصلی شیلنگ‌های تجهیزات سندبلاست به همراه لاستیک طبیعی به کار می‌رود.

این نوع کاربرد صنعتی یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین کاربردها را برای این ماده به خود اختصاص داده است، چرا که فرایند سندبلاست در فشار فوق العاده بالا انجام می‌گیرد؛ بنابراین بدنه لاستیک شیلنگ باید به قدر کافی دوام و مقاومت بالا داشته باشد. همچنین این ماده می‌تواند در پوشش شیلنگ های سیستم های پنوماتیک و جریان آب به کار رود.

یکی دیگر از کاربردهای پلی بوتادین رابر، استفاده از آن برای به عنوان پد لاستیکی میان آجرها و ریل های راه آهن است. پلی بوتادین رابر می‌توانند به همراه نیتریل رابر به مخلوط اضافه شود به این ترتیب مقاومت نیتریل رابر در برابر اثرات روغن و چربی افزایش پیدا می‌کند.

خواص شیمیایی و اطلاعات ایمنی پلی بوتادین رابر

پلی بوتادین رابر یک لاستیک سنتزی به حالت جامد و به رنگ زرد روشن است. این ترکیب بدون بو می‌باشد. نقطه ذوب این ماده بالاتر از 150 درجه سانتی‌گراد ثبت شده است.

این ترکیب در دمای 332 درجه سانتی‌گراد آتش می‌گیرد. دانسیته پلی بوتادین در دمای 20 درجه سانتی‌گراد برابر با 9/0 گرم بر سانتی متر مکعب می‌باشد.

این ترکیب پلیمری در آب نامحلول است اما در سایر حلال‌های آلی مانند هگزان، تولوئن، بنزن، کلروفرم و تتراکلرید حل می‌شود.

پلی بوتادین رابر در شرایط نرمال پایدار است اما این ماده در دماهای بسیار بالا ذوب می‌شود. بسته‌های نگهداری مواد پلیمری پلی پلی بوتادین نباید در معرض مواد اکسید کننده قرار گیرند. ترکیبات مرتبط با این ماده بوتادین و کربن دی اکسید هستند که هر دو برای سلامتی خطرناک اند.

پلی بوتادین رابر برای محیط زیست خطر آلودگی ایجاد نمی‌کند اما چنانچه به طور خالص با چشم و پوست افراد تماس پیدا کند، ذرات پلیمری موجب تحریک شدید به همراه قرمزی و درد در ناحیه تماس می‌شود. افرادی که با این ماده در تماس هستند بهتر است از ماست و لباس کار مخصوص استفاده کنند.

هنگامی که پلی بوتادین رابر در اثر حرارت تجزیه شود به شکل کربن اکسیژن و دی اکسید کربن در فضا منتشر شده که همین عوامل میزان اکسیژن فضا را کاهش می‌دهد و اثرات سمی بسیار شدیدی بر روی سلول های بدن خواهد گذاشت و در نتیجه تنفس را با مشکل مواجه خواهد کرد. به همین دلیل باید از تماس این ماده با منابع آتش زا به شدت خودداری کرد.

 بسته بندی های حاوی پلی بوتادین رابر به صورت فله ای و یا بسته های 1000 کیلوگرمی به فروش می‌رسد این بسته ها باید در انبارهای خشک و خنک به دور از منابع حرارتی و سایر مواد شیمیایی انبار شوند. هنگام حمل و نقل بسته‌های حاوی این ماده استانداردهای حمل و نقل باید رعایت گردد.

بقایای این ترتیب پلیمری فوق را نباید به هیچ عنوان به مجموعه‌های آب و فاضلاب تخلیه کرد. بسته‌های این ماده باید بر روی پالت‌های چوبی قرار گیرد. مواد باید در بسته‌های تهیه شده از جنس پلی اتیلن نگهداری شود.

دمای انبار این مواد نباید از 30 درجه سانتی‌گراد بیشتر شود. استاندارد ذخیره سازی پلی بوتادین رابر در انبارها، حداقل یک سال است.

منبع: whitechemistry

ویکی پلاست | مرجع بازار صنعت پلاستیک