کائوچوی مصنوعی PBR

لاستیک BPR یا کائوچوی پلی بوتادین رابر اولین بار چه زمانی اختراع شد؟

پلی بوتادین رابر یا PBR از اولین لاستیک ها یا الاستومرهایی است که توسط یک دانشمند روسی به نام واسیلیویچ در سال 1910 اختراع شد. این فرد توانست طی فرآیندی اقدام به تولید و ساخت این ماده شیمیایی نماید. همچنین به منظور توسعه تولید پلی بوتادین در سال 1928 نیز، واسیلیویچ به عنوان یک کاتالیزور، در واکنش از سدیم استفاده کرد. با توجه به این کشفیات اولین کشوری که در اواخر سال 1930 موفق به تولید صنعتی این پلیمر شد، کشور اتحادیه جماهیر شوروی بود.

این پلیمر دارای شباهت بسیار بالایی به لاستیک طبیعی یا همان پلی ایزوپرن است. در مصارفی که با دماهای پایین سر و کار دارند، استفاده از این لاستیک بسیار مناسب است. لازم به ذکر است که عاج تایرهای اتومبیل ها، شیلنگ ها،تسمه ها، واشرها و بسیاری از قطعات اتومبیل، از پلی بوتادین ساخته می شوند. زیرا این پلیمر نسبت به دیگر پلیمرها در دماهای پایین مقاومت بالاتری را از خود نشان داده است. در دماهای پایین پدیده ای به نام انتقال شیشه ای وجود دارد که اکثر پلیمرها در این حالت شکننده می شوند، اما PBR در این حالت مقاومت بالایی دارد.

تولید BPR در دنیا

PBR در سال 2012 در جهان به عنوان چهارمین ماده شیمیایی پر مصرف شناخته شد. کشورهایی مانند آلمان و آمریکا به توسعه و تحقیقات بیشتر درباره تولید پلی بوتادین رابر کمک بسیار زیادی کردند. به طور کلی می توان گفت نسبت به لاستیک طبیعی پلی بوتادین رابر یا PBR دارای روند پردازش سخت تری هستند.

کائوچوی BPR چه کاربردهایی دارد؟

بوتادین دارای مقاومت سایشی بسیار بالا و همچنین مقاومت ترک زایی تکانشی کائوچویی است. این دو مورد باعث شده اند از بوتادین به عنوان رویه در اکثر آمیزه هایی که بر روی تایرها استفاده می شوند، بهره گرفته شود.

همچنین از این پلیمر در تولید لاستیک اتومبیل های سواری، مسابقه و همچنین کامیون ها بسیار زیاد استفاده می شود. همانگونه که ذکر کردیم عاج تایر نیز از پلیمرهای پلی بوتادین تشکیل شده است. علاوه بر این از PBR در ساختن تسمه، نوار نقاله، واشر، شیلنگ، اسفنج های لاستیکی ، توپ گلف و حتی کفش نیز استفاده می شود. با توجه به آمارهای سالیانه نشان داده شده است در سال بیش از 2 میلیون تن پلیمر PBR تولید می گردد. این آمار سبب شده که در صنعت این ترکیب را به عنوان دومین لاستیک سنتزی بشناسند.

وظیفه اصلی BPR چیست؟

می توان گفت استفاده از PBR در تولید تایرهای خودرو از مهم ترین و اصلی ترین کاربردهای آن است. بر اساس نوع کاتالیستی که در فرآیند تولید PBR مورد استفاده قرار می گیرد، آنها می توانند به سه فرم trans،cis و vinyl تقسیم بندی شوند. فرم اصلی که در لاستیک سازی مورد استفاده قرار می گیرد، فرم cis آن است.

همچنین لازم به ذکر است که لاستیک های کامیون و ماشین های سنگین از PBR ساخته شده اند. وجود این ماده در لاستیک ها سبب می شود که خستگی و شکست بسیار پایینی داشته باشند و از پارگی آن ها به شدت جلوگیری شود. این سبب می شود لاستیک ها در سطوح ناهموار و شرایط خشن دچار آسیب نشوند و به نوعی می توان گفت که این ماده سبب انعطاف پذیری بالا در تایرها می شود. همچنین می تواند استحکام، طول عمر و دوام تایر را افزایش دهد. علاوه بر این PBR در گرما و سرمای شدید نیز خاصیت تایرها را حفظ خواهد کرد.

BPR چگونه تولید می‌شود؟

همانگونه که ذکر کردیم کشورهایی نظیر آلمان و آمریکا از جمله کشورهایی بودند که برای توسعه تولید PBR تحقیقات گسترده ای انجام دادند و در این زمینه کمک بسیاری به صنعت کردند. در اواسط سال 1950 بعد از وقوع جنگ جهانی دوم، تحقیقات گسترده ای در زمینه کاتالیزور صورت گرفت و همین تحقیقات باعث شد که این دو کشور در زمینه تولید کاتالیزور پیشرفت کنند. این تحقیقات منجر به تولید کاتالیزوری به نام زیگلر ناتا شد که می توانست کیفیت بسیاری از پلیمرها مانند بوتادین رابر یا PBR را افزایش دهد و در تولید دیگر پلیمرها نقش مهمی را ایفا کند. در ادامه این مقاله به نحوه ساخت و تولید پلی بوتادین رابر یا PBR خواهیم پرداخت.

در طول واکنش پلیمریزاسیون، پیوندهای دوگانه ترانس ایجاد می شوند و منجر به خطی ماندن زنجیره پلیمر می گردند. البته لازم به ذکر است که این پیوندهای دوگانه یا دوتایی در قسمت هایی از زنجیره های پلیمر اجازه می دهند که مناطق میکروکریستالی تشکیل شوند و تراز گردند. پیوندهای دوتایی به نام cis با جلوگیری از تراز شدن زنجیره پلیمر و ایجاد خمش در برخی از مناطق زنجیره، منجر به پیدایش آمورف ها می گردند.

طی تحقیقاتی که در خصوص روش تولید پلی بوتادین رابر صورت گرفت، مشخص شد که پیوندهای دوتایی cis در زنجیره های PBR باعث می شوند ماده ای کشسان و با مشخصات الاستیک بالا تولید گردد. در PBR طی واکنش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد، هر دو نوع پیوند دوگانه یعنی پیوند ترانس و پیوند cis تشکیل می شوند و مقدار تشکیل این دو پیوند به میزان دمای ماده وابسته است. لازم به ذکر است که نسبت درصد پیوند cis به پیوند دوگانه یا دوتایی ترانس، به نوع کاتالیست استفاده شده وابسته است. به بیانی دیگر کاتالیستی که در تولید پلی بوتادین رابر یا PBR مورد استفاده قرار می گیرد، نوع پلی بوتادین را مشخص و تعیین می کند.

مراحل ساخت BPR

در مراحل ساخت پلی بوتادین رابر واکنش پلیمریزاسیون در حضور کاتالیست هایی نظیر کبالت، تیتانیوم، لیتیم، نیکل و غیره در دو حالت و دو پیوند دوگانه ترانس و سیس صورت می گیرد. علاوه بر کاتالیست هایی که ذکر شد ترکیبات و کاتالیزگرهایی نظیر متالسون برای پلیمریزاسیون این ماده شیمیایی نقش بسزایی را ایفا می کند. با تحقیقاتی که به وسیله دانشمندان چینی صورت گرفت مشخص گردید که استفاده از کاتالیزگر متالسون، تولید پیوندهای دوگانه ترانس، سیس و وینیل را در بوتادین رابر کنترل می نماید. شایان ذکر است که کاتالیزگر متالسون به منظور سنتز پلی بوتادین رابر مورد استفاده قرار گرفت که تا سال 2006 میلادی هیچ کدام از سازندگان مواد شیمیایی نتوانستند اقدام به تولبد پلی بوتادین متالسون با عنوان تجاری و به شکل صنعتی نمایند.

طی انجام ترکیبات شیمیایی یک و سه پلی بوتادین رابر، ماده اولیه شرکت کننده در واکنش های کو پلیمریزاسیون با حضور واحدهای دیگری مانند استایرن شرکت می نماید. در طی این واکنش ها محصولاتی تشکیل می شوند که خواص لاستیکی یا پلاستیکی متفاوت و مختلفی دارند که در این حوزه پلی بوتادین رابر یا PBR رایج ترین محصول این واکنش محسوب می گردد.محصولات و متریال های این واکنش خواص مکانیکی و سختی بسیار بالایی دارند. از دیگر ویژگی های این متریال می توان به توان کششی بالا اشاره کرد.

شرایط نگهداری

به طور کلی مواد شیمیایی پلی بوتادین رابر به شکل بسته های هزار کیلوگرمی تولید می شوند و عرضه می گردند. این بسته ها باید در جای خشک و خنک و به دور از هرگونه موادی که از خود حرارت تولید می کنند نگهداری گردند. دمای انباری که در آنها بوتادین رابر قرار دارد نباید بیشتر از 30 درجه سانتی گراد باشد. لازم به ذکر است که این مواد بهتر است در انبارهایی جداگانه و به دور از دیگر مواد شیمیایی نگهداری شوند. در صورتی که بخشی از این مواد یا بقایای این ترکیبات پلیمری روزی زمین ریخته بود آن ها را به داخل نهرها یا فاضلاب های شهری تخلیه نکنید.

ویژگی‌ها

این ماده شیمیایی در حضور شعله می سوزد و حتی اگر ماده قابل اشتعال حذف گردد این پلیمر به سوختن ادامه خواهد داد. شعله پلی بوتادین رابر هنگام سوختن به رنگ زرد متمایل به نارنجی دیده می شود. طی فرآیند سوختن،این ماده شیمیایی آب نمی شود و چکه نمی کند. بوی نامطبوع و مشابه لاستیک سوخته از دیگر مشخصه های این ماده شیمیایی به شمار می رود.

خوب و بد از PBR

از مزایای PBR می توان از مقاومت این پلیمر در برابر آب ها، اسید ها و بازها، در برابر اکسیداسیون، ضربه، گازها و همچنین انعطاف پذیری این ماده در دماهای پایین و مقاومت سایشی آن ها اشاره کرد. PBR معایبی هم دارد که می توان از آنها به فرآیند پذیری نامطلوب، مقاومت کم در برابر بنزین و روغن و همچنین مقاومت گرمایی پایین نام برد.

نکات ایمنی

از مهم ترین مواردی که در رابطه با PBR وجود دارد و برای سلامتی انسان خطرناک است، این مورد است که مواد پلیمری پلی بوتادین هنگامی که در بسته بندی های خود قرار دارند، به هیچ عنوان نباید در معرض مواد اکسید کننده قرار داشته باشند. لازم به ذکر است که PBR به طور مستقیم برای محیط زیست خطر آلودگی ندارد. اما اگر به صورت خالص با پوست و یا چشم افراد در تماس باشد، ذرات پلیمری موجب تحریک شدید در این نواحی شده و قرمزی و درد را در چشم و یا پوست به شدت ایجاد می کنند. بنابراین برای پیشگیری از این اتفاقات بهتر است افرادی که با این ماده تماس دارند، همیشه از ماسک و لباس های مخصوص کار خود استفاده کنند.

همچنین باید از تماس این ماده با منابعی که آتش زا می باشند به شدت خودداری شود. به این دلیل که اگر PBR در اثر حرارت تجزیه گردد، به شکل اکسیژن، کربن و دی اکسید کربن در محیط منتشر می شود وباعث کاهش اکسیژن فضا می گردد. این فرآیند اثرات بسیار سمی بر روی سلول های بدن می گذارد که در نتیجه آن تنفس افراد را به شدت با مشکل مواجه خواهد کرد.

برای دریافت اطلاعات بیشتر، استعلام قیمت و یا خرید PBR با کارشناسان فروش ما در پارس خورشید در ارتباط باشید:

021-91034000

09921605767