SBR: Дөңгелектердің негізгі материалы

Синтетикалықрезинаның тірек түрі ретінде стирол-бутадиен резинасы (SBR) оның енгізілген кезінен бастап резина өнеркәсібін қайта құрастырды. Бұл эластомер, стирол мен бутадиеннен ко-полимерленген, тепе-теңдікті өнімділігі, тұрақты жеткізілім және басқарылатын шығындары арқасында автомобиль дөңгелектері, механикалық тығыздағыштар және күнделікті қажеттіліктер сияқты көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Ол заманауи өнеркәсіптің негізгі материалы болып табылады.

SBR-дің зерттеу және дамыту мен индустриализациясы табиғи резина жеткізілімінің шектеулерінен туындады. 20 ғасырдың басында табиғи резина жалғыз эластомер материалы болды, және оның өндірісіне тропикалық климат пен Оңтүстік-Шығыс Азияның геосаясаты үлкен әсер етті.

Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде табиғи резина жеткізу тізбегінің бұзылуы синтетикалық резина зерттеу және дамыту шыңын тікелей ынталандырды. SBR шикізаттардың (стирол мен бутадиен мұнай химиясынан алынуы мүмкін) оңай қолжетімділігі мен табиғи резинаға жақын өнімділігі арқасында тез арада негізгі синтетикалық резина түріне айналды.

Бүгінде SBR-дің жаһандық жылдық өндірісі 4 миллион тоннадан асып, синтетикалық резинаның жалпы өндірісінің үштен бірінен астамын құрайды және заманауи өнеркәсіптің дамуын қолдайтын маңызды материалға айналды. ​

Өнімділік сипаттамалары тұрғысынан SBR айтарлықтай техникалық артықшылықтар мен ерекше кемшіліктерді көрсетеді. Полибутадиен резинасымен (BR) салыстырғанда, SBR өнімділігінің оңтайландырылуы ерекше айқын: стирол мономерін енгізу арқылы молекулалық тізбектің полярлығы күшейтіледі, бұл SBR-дің созылу беріктігін 30%-дан астамға арттырады, ал динамикалық жүктеме астындағы тозуға төзімділік 20%-25%-ға артады, бұл оны қайталанатын үйкелістерге төзімді дөңгелек tread жасауға анағұрлым қолайлы етеді.

Сол уақытта SBR көмір қара және ақ көмір қара сияқты күшейтетін толтырғыштармен жақсы араластыру үйлесімділігіне ие. Толтырғыш араластыру процесінде біркелкі таралады, бұл резеңке қосылысының ішкі ақауларын азайтуға көмектеседі. Бұл ерекшелік жоғары күшті қажет ететін механикалық резеңке өнімдерінде бәсекеге қабілеттілікті арттырады.​

Табиғи резеңкемен (NR) салыстырғанда, SBR-дің өнімділігі "жалпы эквиваленттілік және бөлікті кемшілік" сипаттамаларын көрсетеді. Қаттылық, серпімді модуль және қартаюға қарсы тұру сияқты негізгі көрсеткіштер тұрғысынан екеуі арасындағы айырмашылықтар аз, бұл SBR-ді көпшілік жалпы жағдайларда табиғи резеңкенің тікелей алмастырушысы етеді.

Алайда, SBR-дің үш айқын кемшілігі бар: Біріншіден, жылу жинақтау әсері айқын. Жоғары жылдамдықта айналдырылғанда немесе қайта-қайта деформацияланған кезде, резеңкенің ішкі температурасы табиғи резеңкенің температурасына қарағанда 15%-20% жылдам көтеріледі, бұл шиналар мен басқа өнімдердің ерте қартаюына әкелуі мүмкін; екіншіден, шикі резеңкенің вискозитеті нашар, және өңдеу барысында пленканың адгезиясын қамтамасыз ету үшін шайыр сияқты желімдеушілерді қосу қажет; үшіншіден, вулканизацияланбаған пленканың созылу беріктігі төмен, және каландрлеу және экструзия сияқты қалыптау процесінде оңай үзілуі мүмкін, және өңдеу параметрлерін оңтайландыру қажет. ​

Бұл өнімділік сипаттамалары SBR-дің қолданылуын тікелей анықтайды. Шина өнеркәсібінде SBR негізгі орын алады, және SBR өндірісінің шамамен 70%-ы шина өндіруге жұмсалады. Олардың ішінде, tread резеңке SBR-дің негізгі қолдану сценарийі болып табылады.

Көмір қарасымен синергетикалық әсері арқасында ол шиналарға тамаша тозуға төзімділік пен ылғалды сырғанауға төзімділік бере алады; бүйір қабырға резинасы SBR-ның иілуге төзімділігін пайдаланarak жүргізу кезінде жарықшақтану қаупін азайтады. Автокөлік өнеркәсібінде SBR тығыздау жолақтарында, соққы сіңіргіштерінде, шаң қақпақтарында және басқа бөлшектерде кеңінен қолданылады. Оның тұрақты ауа райына төзімділігі -30℃-тан 80℃-қа дейінгі ортада автокөліктердің ұзақ мерзімді сенімді жұмысын қамтамасыз ете алады.

Механикалық өндіру саласында SBR-дан жасалған тасымалдаушы белдіктер, тығыздау сақиналары, резеңке роликтер және басқа өнімдер табиғи резеңкені жақсы өлшемдік тұрақтылық және шығын артықшылықтарымен алмастыру үшін экономикалық таңдау болып табылады. ​

SBR өндіріс технологиясы да үнемі жаңартылып отырады. Қазіргі уақытта негізгі ағымдағы эмульсия полимерлеу SBR (E-SBR) және ерітінді полимерлеу SBR (S-SBR) өздерінің ерекшеліктеріне ие: E-SBR-ның жетілген процесі мен төмен бағасы бар, бұл жалпы сорттардың үлкен көлемде өндірісіне қолайлы.

S-SBR молекулярлық дизайн арқылы микроқұрылымды дәл бақылап, төмен айналмалы кедергі мен жоғары тартылысқа ие жоғары өнімді сорттарды өндіре алады, бұл жаңа энергетикалық көлік шиналарының қажеттіліктеріне ерекше қолайлы. Соңғы жылдарда био-негізделген SBR-ды зерттеу мен дамытуда突破тар жасалды.

Зауыттық негіздегі стирол мен бутадиен мономерлерінен синтезделген SBR-ның көміртек іздері дәстүрлі өнімдермен салыстырғанда 30%-дан астамға төмендеді, бұл резеңке өнеркәсібінің жасыл трансформациясы үшін жаңа жол ұсынып отыр. ​