Produksjon av syntetisk gummi

Syntetiske elastomerer produseres i industriell skala i enten oppløsnings- eller emulsjonspolymerisasjonsmetoder. ( Løsningspolymerisasjon og emulsjonspolymerisasjon er beskrevet i artikkelkjemien til industrielle polymerer .) Polymerer fremstilt i løsning har generelt mer lineære molekyler (det vil si mindre forgrening av sidekjeder fra hovedpolymerkjeden), og de har også en smalere fordeling av molekylære vekt (det vil si større lengde) og flyt lettere. I tillegg kan plasseringen av monomerenhetene i polymermolekylet kontrolleres mer presist når polymerisasjonen utføres i oppløsning. Monomeren eller monomerer oppløses i et hydrokarbonoppløsningsmiddel , vanligvis heksan eller cykloheksan, og polymeriseres under anvendelse av en organometallisk katalysator slik som butyllitium.

I emulsjonspolymerisasjon , blir monomeren (eller monomerer) emulgert i vann med en passende såpe (f.eks. natriumstearat) anvendt som et overflateaktivt middel , og en vannoppløselig fri radikal katalysator (f.eks. kaliumpersulfat, peroksider, et redoks-system) er tilsatt for å indusere polymerisasjon. Etter at polymerisasjonen har nådd det ønskede nivået, stoppes reaksjonen ved å tilsette en radikal hemmer. Rundt 10 prosent av syntetisk elastomer produsert gjennom emulsjonsteknikker selges som latex . Resten koaguleres med surgjort saltlake, vaskes, tørkes og presses til 35 kg baller.

Skjematisk diagram over emulsjon-polymerisasjonsmetoden. Monomermolekyler og friradikale initiatorer blir tilsatt til et vannbasert emulsjonsbad sammen med såpeaktige materialer kjent som overflateaktive midler, eller overflateaktive midler. De overflateaktive molekylene, sammensatt av en hydrofil (vanntiltrengende) og hydrofob (vannavstøtende) ende, danner en stabiliserende emulsjon før polymerisasjon ved å belegge monomerdråpene. Andre overflateaktive molekyler klumper seg sammen til mindre aggregater kalt miceller, som også absorberer monomermolekyler. Polymerisering skjer når initiatorer migrerer inn i micellene, og induserer monomermolekylene til å danne store molekyler som utgjør latexpartikkelen. Encyclopædia Britannica, Inc.

Når emulsjonspolymerisasjon av SBR utføres "varm" (dvs. ved 50 ° C eller 120 ° F), er polymermolekylene mer forgrenede. Når polymerisasjonen utføres "kald" (dvs. ved 5 ° C eller 40 ° F), er de mer lineære og generelt høyere i molekylvekt - funksjoner som forbedrer rullemotstanden og slitestyrken til dekk. I noen tilfeller fortsetter polymerisasjonen for å gi produkter med så høy molekylvekt at de normalt vil være intractable. I disse tilfellene tilsettes omtrent 30 prosent av en tung olje før koagulering for å gi "oljeutvidede" elastomerer med overlegen slitestyrke