Produktion af syntetisk gummi

Syntetiske elastomerer fremstilles i industriel skala i enten opløsnings- eller emulsionspolymerisationsmetoder. ( Opløsningspolymerisation og emulsionspolymerisation er beskrevet i artikelkemien for industrielle polymerer .) Polymerer fremstillet i opløsning har generelt mere lineære molekyler (det vil sige mindre forgrening af sidekæder fra hovedpolymerkæden), og de har også en smallere fordeling af molekyler vægt (dvs. større længde) og flow lettere. Derudover kan placeringen af monomerenhederne i polymermolekylet styres mere præcist, når polymerisation udføres i opløsning. Monomeren eller monomererne opløses i et carbonhydridopløsningsmiddel , sædvanligvis hexan eller cyclohexan, og polymeriseres under anvendelse af en organometallisk katalysator, såsom butyllithium.

I emulsionspolymerisation , monomeren (eller monomerer) emulgeres i vand med en passende sæbe (f.eks. natriumstearat) anvendt som et overfladeaktivt middel , og en vandopløselig fri radikal katalysator (f.eks. kaliumpersulfat, peroxider, et redox-system) er tilsat for at inducere polymerisation. Efter at polymerisation har nået det ønskede niveau, standses reaktionen ved tilsætning af en radikal inhibitor. Cirka 10 procent af syntetisk elastomer produceret ved hjælp af emulsionsteknikker sælges som latex . Resten koaguleres med syrnet saltvand, vaskes, tørres og presses i 35 kg baller.

Skematisk diagram over emulsionspolymerisationsmetoden. Monomermolekyler og friradikale initiatorer sættes til et vandbaseret emulsionsbad sammen med sæbeagtige materialer kendt som overfladeaktive stoffer eller overfladeaktive midler. De overfladeaktive molekyler, der består af en hydrofil (vandtiltrækkende) og en hydrofob (vandafvisende) ende, danner en stabiliserende emulsion inden polymerisation ved at overtrække monomerdråberne. Andre overfladeaktive molekyler klumper sig sammen i mindre aggregater kaldet miceller, som også absorberer monomermolekyler. Polymerisering sker, når initiatorer migrerer ind i micellerne, hvilket inducerer monomermolekylerne til at danne store molekyler, der udgør latexpartiklen. Encyclopædia Britannica, Inc.

Når emulsionspolymerisation af SBR udføres "varm" (dvs. ved 50 ° C eller 120 ° F), er polymermolekylerne mere forgrenede. Når polymerisation udføres "koldt" (dvs. ved 5 ° C eller 40 ° F), er de mere lineære og generelt højere i molekylvægt - funktioner, der forbedrer dækets rullemodstand og slidstyrke. I nogle tilfælde fortsættes polymerisation for at give produkter med så høj molekylvægt, at de normalt ville være ufravigelige. I disse tilfælde tilsættes ca. 30 procent af en tung olie før koagulering for at give "olieudvidede" elastomerer med overlegen slidstyrke