Виробництво синтетичного каучуку

Синтетичні еластомери випускаються в промислових масштабах методами полімеризації в розчині або емульсії. ( Полімеризація розчинів та емульсійна полімеризація описані в статті хімія промислових полімерів . Полімери, виготовлені в розчині, зазвичай мають більше лінійних молекул (тобто менше розгалуження бічних ланцюгів від основної полімерної ланцюга), а також вони мають більш вузький розподіл молекулярних вага (тобто більша довжина) і текти легше. Крім того, розміщення мономерних ланок у молекулі полімеру можна більш точно контролювати, коли полімеризацію проводять у розчині. Мономер або мономери розчиняють у вуглеводневому розчиннику, як правило, гексані або циклогексані, і полімеризують, використовуючи металоорганічний каталізатор, такий як бутиллітій.

В емульсійної полімеризації мономер (або мономери) емульгують у воді з відповідним милом (наприклад, стеаратом натрію), використовуваним як ПАР , і водорозчинним вільнорадикальним каталізатором (наприклад, персульфатом калію, пероксидами, окислювально-відновлювальною системою) є додають для індукції полімеризації. Після того як полімеризація досягла бажаного рівня, реакцію припиняють додаванням радикального інгібітора. Близько 10 відсотків синтетичного еластомеру, виготовленого методами емульсії, продається як латекс . Решту згортають підкисленим розсолом, промивають, сушать і пресують у 35-кілограмовий (77-фунтовий) тюк.

Принципова схема емульсійно-полімеризаційного методу. Мономерні молекули та ініціатори вільних радикалів додаються до ванни з емульсією на водній основі разом з миловидними матеріалами, відомими як ПАР або поверхнево-активні агенти. Молекули поверхнево-активної речовини, що складаються з гідрофільного (водопритягуючого) та гідрофобного (водовідштовхувального) кінця, утворюють стабілізуючу емульсію перед полімеризацією шляхом покриття крапель мономеру. Інші молекули поверхнево-активної речовини збиваються в більш дрібні агрегати, звані міцелами, які також поглинають молекули мономерів. Полімеризація відбувається, коли ініціатори мігрують у міцели, змушуючи молекули мономерів утворювати великі молекули, що складають частинку латексу. Encyclopædia Britannica, Inc.

Коли емульсійну полімеризацію SBR проводять «гарячою» (тобто при 50 ° C або 120 ° F), молекули полімерів більш розгалужені. Коли полімеризація проводиться «холодно» (тобто при 5 ° C або 40 ° F), вони більш лінійні і, як правило, більш високі за молекулярною масою - особливості, що покращують опір коченню та зносостійкість шин. У деяких випадках полімеризацію продовжують для того, щоб отримати продукти такої високої молекулярної маси, що вони, як правило, не можуть бути нездатними. У цих випадках приблизно 30 відсотків важкої олії додають перед коагуляцією, щоб отримати "розширені маслом" еластомери з чудовою зносостійкістю