1. مقدمه ای برلاستیک استایرن-بوتادین (SBR)
1.1 تعریف و ترکیب اصلی
لاستیک استایرن-بوتادین (SBR) یک لاستیک مصنوعی قابل توجه است که از دو مونومر استایرن و بوتادین کوپلیمریزه می شود. ساختار شیمیایی را می توان به صورت زیر نشان داد:
٪5b-CH٪ 7b٪ 7b1٪ 7d٪ 7dCH (C6H5) -CH٪ 7b٪ 7b5٪ 7d٪ 7dCH٪ 7b٪ 7b٪ 7b6٪ 7d٪ 7d٪ 7d٪ 5dn
مونومر استایرن ویژگی های مکانیکی استثنایی SBR را ارائه می دهد، در حالی که مونومر بوتادین انعطاف پذیری و مقاومت در برابر سایش را ارائه می دهد. SBR با ویژگی های متفاوت ممکن است با تغییر نسبت استایرن به بوتادین تولید شود.
1.2 فرآیند تولید و توسعه تاریخی
لاستیک استایرن-بوتادین اولین بار توسط دانشمندان آلمانی در سال 1929 ساخته و ایجاد شد. در طول جنگ جهانی دوم، ایالات متحده شروع به تولید انبوه SBR کرد تا تقاضا برای لاستیک ها و سایر کالاهای لاستیکی را برآورده کند.
در حال حاضر، فناوری های اصلی تولید SBR پلیمریزاسیون محلول و پلیمریزاسیون امولسیونی است. در این میان، روش پلیمریزاسیون محلول عملکرد محصول بیشتر اما هزینه های تولید بالاتری دارد و روش پلیمریزاسیون امولسیونی ارزان تر و کارآمدتر است، اگرچه عملکرد محصول تا حدودی متفاوت است. در سال‌های اخیر، با پیشرفت تکنولوژی، فرآیند تولید لاستیک استایرن-بوتادین و همچنین راندمان تولید و کیفیت محصول به طور مداوم تنظیم شده است.
2. ویژگی های عملکرد اصلی لاستیک استایرن بوتادین
2.1 مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر حرارت
لاستیک استایرن-بوتادین به دلیل وجود واحدهای بوتادین مقاومت فوق العاده ای در برابر سایش و حرارت دارد. واحدهای بوتادین می توانند یک ساختار متقاطع ایجاد کنند و مقاومت لاستیک را افزایش دهند. به طور همزمان، لاستیک استایرن-بوتادین پایداری حرارتی خوبی دارد و ممکن است در دماهای بالا برای مدت زمان طولانی بدون هیچ گونه آسیب یا پیری استفاده شود. این به آن اجازه می دهد تا در کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش و گرما دارند، مانند لاستیک ها و تسمه های انتقال، به طور موثر عمل کند.
2.2 انعطاف پذیری خوب و مقاومت در برابر پارگی
در مقایسه با لاستیک طبیعی، لاستیک استایرن-بوتادین انعطاف پذیرتر و مقاوم تر در برابر پارگی است. این بیشتر به دلیل افزودن واحدهای استایرن است که می تواند مقاومت کششی و ضربه ای لاستیک را افزایش دهد. این ویژگی باعث جذابیت لاستیک استایرن-بوتادین در کالاهای صنعتی، آب بندی ساختمان و سایر کاربردهایی می شود که به چقرمگی زیاد نیاز دارند.
2.3 مقاومت عالی در برابر روغن و مواد شیمیایی
لاستیک استایرن بوتادین در برابر روغن ها و مواد شیمیایی بسیار مقاوم است. این به دلیل آبگریز بودن واحد استایرن است که به آن اجازه می دهد در برابر فرسایش ناشی از روغن ها و حلال های مختلف مقاومت کند. این ویژگی باعث محبوبیت آن در کاربردهایی می شود که به مقاومت در برابر روغن نیاز دارند، مانند آب بندی لوله ها و قطعات خودرو.
2.4 هزینه نسبتا کم
لاستیک استایرن بوتادین به دلیل قیمت ارزان تر مواد اولیه و روش تولید ساده تر از لاستیک طبیعی ارزان تر است. این یک مزیت متمایز در چندین برنامه کاربردی حساس به هزینه، از جمله به عنوان لوازم ضروری خانگی و اقلام صنعتی اساسی را به آن ارائه می دهد.
3. مناطق کاربرد لاستیک استایرن بوتادین
3.1 لاستیک تایر
لاستیک استایرن بوتادین به دلیل مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر حرارت و انعطاف پذیری به طور گسترده در تولید تایر استفاده می شود. معمولاً به عنوان ماده اولیه اولیه برای آج‌ها و دیواره‌های جانبی لاستیک استفاده می‌شود و به لاستیک‌ها مقاومت سایش و دوام بالاتری می‌دهد. همچنین برای استفاده در آستر و مهره داخلی تایر مناسب است. در عین حال، لاستیک استایرن بوتادین را می توان با سایر ترکیبات لاستیکی ترکیب کرد تا عملکرد کلی تایر را افزایش دهد.
3.2 محصولات صنعتی
لاستیک استایرن بوتادین نیز اغلب در ساخت اقلام صنعتی استفاده می شود. ممکن است برای ساخت انواع مهر و موم های مکانیکی، تسمه های انتقال، درزگیرهای لوله و غیره استفاده شود و در برابر روغن و مواد شیمیایی بسیار مقاوم است. در عین حال، مقاومت بالای آن در برابر پارگی، آن را به یک ماده عالی برای شلنگ های صنعتی و پدهای ضربه ای تبدیل می کند. لاستیک استایرن بوتادین همچنین می تواند برای درزگیرهای ساختمانی، چسب های صنعتی و سایر کاربردها استفاده شود.
3.3 مایحتاج روزانه
لاستیک استایرن بوتادین معمولاً به دلیل ارزان بودن در چندین اقلام لاستیکی روزمره استفاده می شود. لاستیک استایرن بوتادین یک ماده اساسی رایج در کاربردهای مختلف از جمله مهر و موم، واشر و کالاهای ورزشی است. همچنین ممکن است برای تولید دستکش های یکبار مصرف، اسباب بازی ها و سایر موارد استفاده شود. اگرچه ممکن است در برخی از معیارهای عملکرد نسبت به لاستیک طبیعی پایین‌تر باشد، اما مزیت مقرون‌به‌صرفه آن به آن اجازه می‌دهد تا سهم قابل توجهی از بازار را در زمینه نیازهای روزمره حفظ کند.
4. روند توسعه آینده لاستیک استایرن بوتادین
4.1 بهینه سازی فرمول و فرآیند تولید
با پیشرفت تکنولوژی، طراحی فرمول و روش ساخت لاستیک استایرن بوتادین بیشتر اصلاح خواهد شد. از یک طرف، با تغییر نسبت استایرن به بوتادین، لاستیک استایرن بوتادین با کارایی بالا ممکن است برای کاربردهای مختلف ایجاد شود. بهبود مستمر روش‌های تولید، مانند استفاده از پلیمریزاسیون محلول و پلیمریزاسیون امولسیونی به صورت پشت سر هم، از سوی دیگر، کارایی و کیفیت خروجی را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، معرفی فن‌آوری‌های ساخت پیچیده مانند تولید مداوم و خودکار به کاهش هزینه‌های اضافی کمک می‌کند.
4.2 توسعه لاستیک ویژه استایرن-بوتادین با کارایی بالا
در آینده، با ادامه افزایش تقاضا در بازار، توسعه لاستیک استایرن-بوتادین با کارایی بالا به یک اولویت تبدیل خواهد شد. به عنوان مثال، با معرفی مونومرهای جدید یا استفاده از فناوری اصلاح، لاستیک استایرن-بوتادین با عملکرد خوب در دمای پایین، مقاومت حرارتی یا رسانایی ممکن است برای مطابقت با نیازهای کاربرد تحت برخی شرایط سخت تولید شود. به طور همزمان، در پاسخ به گرایش به سمت سبک وزن و کارایی بالا، تحقیق و توسعه بر ایجاد لاستیک استایرن بوتادین قوی تر و مقاوم تر در برابر سایش متمرکز خواهد شد.
4.3 حفاظت از محیط زیست و استفاده از مواد خام تجدید پذیر
با توجه روزافزون جامعه به حفاظت از محیط زیست، توسعه لاستیک استایرن بوتادین حفاظت و پایداری محیط زیست را در اولویت قرار خواهد داد. از یک سو، با بهبود فرآیند تولید و کاهش مصرف منابع و انتشار آلاینده ها؛ از سوی دیگر، با آزمایش مونومرهای مبتنی بر زیست، لاستیک بازیافتی، و سایر مواد خام تجدیدپذیر برای ایجاد محصولات لاستیکی استایرن-بوتادین سازگار با محیط زیست. این امر باعث افزایش سودمندی لاستیک استایرن-بوتادین در زمینه حفاظت از محیط زیست سبز می شود.