Przegląd najważniejszych elastomerów

Polichloropren (kauczuki chloroprenowe, CR)

Polichloropren był pierwszym elastomerem syntetycznym opracowanym dla celów komercyjnych. Otrzymuje się go przez polimeryzację wolnorodnikową 2-chlorobuta-1,3-dienu w emulsji wodnej. Osiągnął on rynkowy sukces, ponieważ posiada takie cechy jak odporność na działanie czynników atmosferycznych, węglowodorów alifatycznych i olejów, roztworów kwasów i zasad. Ze względu na obecność atomów chloru w łańcuchu polimerowym CR jest odporny na działanie ognia i nie podtrzymuje palenia.

Do wad kauczuków chloroprenowych zaliczyć można pogarszanie się właściwości mechanicznych ich wulkanizatów wraz ze wzrostem temperatury oraz niską odporność na działanie węglowodorów aromatycznych i pochodnych halogenowych oraz substancji utleniających i stężonych kwasów. Duże ilości kauczuków chloroprenowych zużywa się do produkcji klejów. Wytwarza się z nich także trudnopalne taśmy przenośnikowe na potrzeby górnictwa, pasy pędne, amortyzatory pneumatyczne i elementy zawieszenia silników ciężarowych oraz wyroby gumowo-tkaninowe.

Kopolimery izobutenu z izoprenem (kauczuki butylowe, IRR)

Kauczuki butylowe są kopolimerami izobutenu z 2-metylobuta-1,3-dienem (izoprenem) w ilości 0,5-3,0%. Otrzymuje się je głównie w procesie rozpuszczalnikowej polimeryzacji strąceniowej. Niewielkie ilości produkowane są metodą polimeryzacji katalitycznej przebiegającej według mechanizmu kationowego, w obecności chlorku glinu.

Wyjątkową właściwością elastomerów butylowych jest niska przepuszczalność gazów. Przed wprowadzeniem opony bezdętkowej około 1954 r., dętki do opon pasażerskich były prawie w całości wykonane z butylu. Obecnie nadal jest on używany do produkcji opon (dętki, grzejki wulkanizacyjne, membrany do pras wulkanizacyjnych), ale wytwarza się z niego także węże do pary i substancji chemicznych, elementy amortyzujące, tkaniny gumowane, izolacje przewodów i kabli, membrany do wykładania dachów i zbiorników wodnych. Stosowany jest też w przemyśle farmaceutycznym; kauczuki butylowe posiadają bowiem doskonałą odporność na ciepło oraz działanie czynników chemicznych. Ciekłe polibuteny o małej masie cząsteczkowej są wykorzystywane jako kleje, uszczelnienia, powłoki oraz smary.

Do wad kauczuków butylowych zalicza się m.in. małą elastyczność w zwykłej temperaturze, duże odkształcenie trwałe wulkanizatów oraz trudność łączenia z metalami. Kauczuk butylowy można modyfikować, działając na niego w rozpuszczalniku alifatycznym cząsteczkowym chlorem lub bromem. Otrzymuje się w ten sposób kauczuki chloro- i bromobutylowe (CIIR, BIIR). Produkuje się z nich warstwy uszczelniające opon bezdętkowych, białe boki opon i kolorowe nakładki, a także taśmy przenośnikowe i wykładziny antykorozyjne.

Kopolimery butadienu z nitrylem kwasu akrylowego (kauczuki nitrylowe, NBR)

Kopolimery butadienowo-nitrylowe otrzymuje się w sposób podobny do wytwarzania kauczuków butadienowo-styrenowych, metodą polimeryzacji wolnorodnikowej w emulsji wodnej. W zależności od warunków reakcji uzyskuje się kopolimery o budowie liniowej bądź rozgałęzionej. Choć na rynku najczęściej spotyka się kauczuki nitrylowe o zawartości 8-27% akrylonitrylu, to znane są również kauczuki specjalne o wyższym udziale tego komonomeru. Im większa jest zawartość akrylonitrylu w kauczuku, tym większa jego odporność na działanie olejów mineralnych, rozpuszczalników alifatycznych, starzenie cieplne; jednocześnie mniejsza elastyczność i odporność na działanie niskiej temperatury, a także gorsze właściwości dielektryczne.

Kauczuki nitrylowe stosuje się przede wszystkim do produkcji uszczelek i tulei, podkładek, węży elastycznych, zbiorników na paliwa i oleje, wałków poligraficznych. Pełnią one także rolę plastyfikatorów przy produkcji tworzyw wysokoudarowych. Na rynku dostępne są również kopolimery butadienowo-nitrylowe modyfikowane chemicznie - uwodorniony NBR o lepszej odporności na starzenie i wysoką temperaturę oraz karboksylowany NBR, którego wulkanizaty mają lepszą odporność na ścieranie.

Kopolimery etylenowo-propylenowe (EPM) i terpolimery etylenowo-propylenowo-dienowe (EPDM)

Polimery etylenowo-propylenowe to najszybciej rozwijająca się grupa związków wielkocząsteczkowych. Otrzymuje się je poprzez polimeryzację w rozpuszczalniku alifatycznym bądź w fazie gazowej, w obecności katalizatorów Zieglera-Natty. Na rynku dostępne są dwie odmiany - kopolimery i terpolimery. Kopolimery są powszechnie określane jako kauczuki EPM, gdzie E i P oznaczają naturalnie etylen i propylen, zaś M nasycony fragment łańcucha typu polimetylenowego. Terpolimery opisywane są akronimem EPDM, gdzie E, P i M mają takie samo znaczenie jak powyżej, a D wskazuje na jednostki dienowe (np. dicyklopentadien, 1,4-heksadien) znajdujące się w polimerze. Terpolimery wulkanizowane konwencjonalnymi środkami stanowią 95% rynku, kopolimery pozostałe - 5%. 

Wulkanizaty kauczuków EPM i EPDM charakteryzują się bardzo dobrą odpornością na starzenie cieplne i działanie warunków atmosferycznych. Są odporne na wpływ wielu substancji chemicznych - cieczy nieorganicznych. Niestety ulegają uszkodzeniu w kontakcie z węglowodorami. Zaletą kauczuków EPDM jest możliwość wprowadzenia do nich znacznej ilości napełniaczy bez utraty własności przerobowych (stopień napełnienia niedostępny dla innych kauczuków).

Kierowcy na pewno dostrzegą kauczuki EPM i EPDM w swoich samochodach - wykonane są z nich wszelkiego rodzaju profile i uszczelki. Na potrzeby budownictwa z kauczuków tych produkuje się uszczelnienia i wykładziny dachowe. Stosowane są one także do modyfikacji tworzyw termoplastycznych.





Reportaże

Forum

Yellow

Problem z rozbryzgami 2021-07-15

Ramones

Własna firma produkcyjna 2021-06-06

Kacperczyk250

Opłacalność przewijania folii stretch 2021-05-09

Tipen1

Czyszczenie układu uplastyczniającego wtryskarki 2021-04-06

Yellow

Zatykanie systemów gorących kanałów. 2021-03-23