Kiến thức về BIIR

Bromobutylcao su, tẩy(BIIR) là một sản phẩm sửa đổi của IIR. Mục đích của việc sửa đổi là cải thiện hoạt động của IIR, cải thiện khả năng tương thích của nó với cao su không bão hòa, cải thiện khả năng tự kết dính, kết dính lẫn nhau và đồng liên kết chéo, đồng thời duy trì các tính năng ban đầu của IIR. Sự brom hóa IIR không chỉ làm tăng vị trí liên kết ngang mà còn tăng cường khả năng phản ứng của liên kết đôi. Điều này là do năng lượng liên kết của liên kết C-Br nhỏ và khả năng phản ứng lưu hóa của cao su bromobutyl cao, vì vậy nó có tốc độ lưu hóa nhanh hơn và khả năng thích ứng lưu hóa mạnh, và có hiệu suất đồng lưu hóa tốt hơn với cao su đa dụng. . nó tốt. So với cao su butyl thông thường, cao su bromobutyl có thêm các đặc điểm sau: (1) lưu hóa nhanh; (2) khả năng tương thích tốt với cao su tự nhiên và cao su styren-butadien; (3) với cao su tự nhiên, cao su styren-butadien Hiệu suất bám dính của cao su được cải thiện; (4) nó có thể được lưu hóa chỉ với oxit kẽm (BIIR là chất đàn hồi duy nhất có thể được lưu hóa với lưu huỳnh một mình hoặc với oxit kẽm), và các phương pháp lưu hóa rất đa dạng; (5) nó có khả năng chịu nhiệt tốt.

Với rất nhiều ưu điểm, bromobutylcao su, tẩyđang dần thay thế butyl thông thườngcao su, tẩytrong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như lốp radial, lốp bias, thành bên, săm, lót thùng chứa, nút đậy dược phẩm và lót máy và các sản phẩm công nghiệp khác. Cao su bromobutyl là nguyên liệu không thể thay thế để sản xuất lốp xe không săm và các sản phẩm y tế.

1 Phương pháp sản xuất cao su bromobutyl

Các phương pháp điều chế BIIR bao gồm phương pháp brom hóa hỗn hợp khô và phương pháp brom hóa dung dịch. Phương pháp brom hóa hỗn hợp khô được điều chế bằng cách trộn nhiệt N-bromosuccinimide, dibromodimethylhydantoin hoặc than hoạt tính đã hấp phụ brom (phần khối lượng 0,312) với IIR trên máy nghiền mở. BIIR; Phương pháp brom hóa dung dịch được điều chế bằng cách hòa tan IIR trong dung môi hydrocacbon clo, sau đó đưa brom vào với phần khối lượng khoảng 0,03. Quá trình này diễn ra liên tục nên chất lượng sản phẩm đồng đều và ổn định. Phần khối lượng tối ưu của brom trong BIIR là 0,017-0,022.

2 Nghiên cứu ứng dụng của bromobutyl

2.1 Yêu cầu quy trình

Có các liên kết đôi trong chuỗi phân tử của cao su bromobutyl và nó cũng chứa các nguyên tử brom. Do đó, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để lưu hóa. Hệ thống lưu hóa nên được lựa chọn theo các đặc tính vật lý của sản phẩm cao su. Quá trình trộn, luyện và ép đùn của cao su bromobutyl tương tự như cao su butyl thông thường có cùng độ nhớt Mooney, nhưng do cao su bromobutyl lưu hóa nhanh và dễ cháy xém nên cần chú ý các điều kiện sau:

1. Nhiệt độ trộn cao su. Nếu nhiệt độ trộn của cao su bromobutyl vượt quá 130 ° C, sẽ có nguy cơ bị cháy xém, và nếu nhiệt độ quá cao, hợp chất cao su dễ bị phá vỡ, dẫn đến quá trình xử lý kém của hợp chất cao su.

2. Cao su bromobutyl có tính ăn mòn khuôn, vì vậy cần được bảo vệ trong quá trình đúc, chẳng hạn như sử dụng khuôn chất lượng cao và bảo vệ chúng bằng lớp phủ, tránh sử dụng các chất giải phóng khuôn gốc nước và duy trì nhiệt độ cao để tránh sự dao động lặp lại của khuôn nhiệt độ Chờ.

2.2 Hệ thống kết hợp và pha trộn

2.2.1 IIR / BIIR

Việc sử dụng BIIR / IIR kết hợp có thể cải thiện hiệu suất xử lý và tính chất vật lý của IIR, đồng thời, nó có thể rút ngắn thời gian đóng rắn của IIR, và độ bám dính bề mặt của chất kết dính lớn, và độ nhớt của cao su hợp chất được giảm, và hiệu suất xử lý được cải thiện. Ngoài ra, thêm cao su butyl thông thường vào cao su bromobutyl cũng là một cách quan trọng để giảm chi phí sản xuất.

Sự kết hợp của cao su butyl thông thường và cao su bromobutyl có thể cải thiện tính tự kết dính của hợp chất cao su và hiệu suất quá trình là tốt; Với sự gia tăng của lượng cao su bromobutyl trong cao su kết hợp, tốc độ lưu hóa rõ ràng được tăng tốc, và độ hấp thụ tia cực tím của cao su kết hợp và dễ bị oxy hóa. Hai chỉ số này sẽ được cải thiện dần dần; sự thay đổi của hàm lượng bromobutyl trong cao su liên hợp không ảnh hưởng lớn đến các tính chất cơ lý và tính chất lão hóa của cao su liên hợp; Hệ thống lưu hóa của cao su kết hợp của cao su butyl thông thường và cao su bromobutyl được thông qua. Lưu hóa lưu huỳnh hoặc lưu hóa morphin hoạt động tốt.

2.2.2 Hệ thống kết hợp NR / BIIR

Cao su bromobutyl có thể được sử dụng kết hợp với cao su thiên nhiên theo bất kỳ tỷ lệ nào. Cao su bromobutyl và cao su tự nhiên được sử dụng cùng nhau, và tốc độ lưu hóa nhanh, có thể cải thiện độ kín khí của cao su tự nhiên và cải thiện khả năng chịu nhiệt, chịu thời tiết và khả năng chống lại các hóa chất khác nhau. Mặt khác, cao su tự nhiên có thể cải thiện tính chất kết dính của các hợp chất dựa trên cao su bromobutyl.

Lượng cao su bromobutyl lớn nhất trong sản xuất lốp được sử dụng trong công thức bên trong của lốp không săm. Một số nghiên cứu đã so sánh lớp lót bên trong cao su bromobutyl và lớp lót bên trong cao su bromobutyl / cao su tự nhiên, kết quả cho thấy mục đích của việc kết hợp BIIR và NR là để cải thiện độ bám dính của chính hợp chất và cải thiện các tính chất vật lý của nó, rút ​​ngắn thời gian đóng rắn . Trong tài liệu cũng chỉ ra rằng một lý do khác để trộn BIIR với NR chứ không phải 100% sử dụng BIIR để xây dựng lớp lót bên trong là từ quan điểm của chi phí sản xuất và kiểm soát quá trình sản xuất. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bản thân sự pha trộn BIIR và NR khó đạt được pha đồng nhất trong thực tế sử dụng, nên sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của hợp chất cao su. Độ nhớt Mooney thấp không chứa dầu, dễ gia công 100% BIIR để đảm bảo độ thấm nước và không khí tối thiểu. Hiện tại, việc sử dụng BIIR trong công thức của lớp lót bên trong thay đổi theo các sản phẩm lốp khác nhau. Các sản phẩm của các hãng nổi tiếng sẽ sử dụng 100% BIIR hoặc CIIR; lốp radial không săm chịu tải nặng hoàn toàn bằng thép và lốp chở khách tốc độ cao (chẳng hạn như V 100% BIIR hoặc CIIR. Đối với lốp radial toàn thép chịu lực có săm và lốp chở khách có cấp tốc độ thấp hơn (chẳng hạn như cấp S, T-grade), cao su BIIR được trộn với NR.

x

Sự kết hợp của cao su bromobutyl và cao su EPDM có thể thay đổi tốc độ lưu hóa (khi hàm lượng cao su bromobutyl trong cao su kết hợp tăng lên, tốc độ lưu hóa giảm mạnh cho đến khi hàm lượng cao su bromobutyl đạt 50%, theo sau là xu hướng ngược lại), cải thiện Tính kết dính, độ kín khí và tính chất giảm chấn của các hợp chất dựa trên điều này, ngược lại, cao su EPDM có thể cải thiện độ giòn ở nhiệt độ thấp của các hợp chất dựa trên cao su bromobutyl, khả năng chống ôzôn và khả năng chịu nhiệt.

2.2.4 Hệ thống kết hợp BIIR / CR

Mục đích của việc sử dụng cao su bromobutyl cùng với neoprene chủ yếu là để giảm giá thành của cao su làm từ cao su bromobutyl. Bromobutyl, giống như neoprene loại G và W, có thể được lưu hóa bằng oxit kẽm hoặc lưu huỳnh. Sự kết hợp của cao su bromobutyl và cao su neoprene có khả năng chịu nhiệt và chống ôzôn tốt, đồng thời khả năng chịu nén và kháng thời tiết cũng giống như cao su neoprene.

2.2.5 Hệ thống kết hợp BIIR / NBR

Việc sử dụng cao su nitrile trong cao su bromobutyl có thể cải thiện khả năng chống dầu và kháng hóa chất của hợp chất cao su, đồng thời cải thiện hiệu suất bộ nén của sản phẩm, nhưng các tính chất cơ lý kém. Khi được sử dụng kết hợp với cao su nitrile, cao su bromobutyl cũng có thể cải thiện tính linh hoạt ở nhiệt độ thấp, khả năng chống ôzôn, kháng este và kháng xeton của cao su nitrile, nhưng khả năng chống dầu và độ bền kéo bị giảm.

2.2.6 Hệ thống kết hợp BR / BIIR

Mục đích của việc sử dụng cao su cis-butadien và cao su bromobutyl cùng nhau là sử dụng lực kéo ướt tốt của cao su bromobutyl và khả năng chống mài mòn tốt và khả năng chống lăn thấp của cao su cis-butadien để bổ sung cho nhau và học hỏi lẫn nhau. Hỗn hợp BR / BIIR được sử dụng trong các hợp chất của mặt lốp và được gia cố bằng silica vì các hợp chất của mặt lốp có chứa cao su bromobutyl có lực kéo ướt tốt nhưng khả năng chống mài mòn kém, do thứ nhất, sự tương tác giữa cao su butyl và carbon đen là kém, và khớp nối của cao su và silica thông qua silan có thể cải thiện đáng kể sự tương tác giữa cao su butyl và chất độn, và có được hiệu ứng gia cố tốt. Việc bổ sung cao su bromobutyl được gia cố bằng silica vào hợp chất lốp cao su butadien cải thiện đáng kể ba đặc tính chính của hợp chất làm lốp: khả năng chống mài mòn, lực kéo và chống lăn.

2.3 Tái chế cao su bromobutyl

Cao su bromobutyl có chức năng tái chế tốt, đây cũng là một ưu điểm chính của cao su bromobutyl khác với các loại cao su khác. Quá trình tái sinh của cao su bromobutyl rất đơn giản. Nó không cần phải trải qua các quá trình phức tạp như khử lưu huỳnh ở nhiệt độ cao. Nó có thể được sử dụng miễn là nó trải qua quá trình nghiền nhất định và nó được trộn tốt với cao su ban đầu của cao su bromobutyl. Hợp chất bromobutyl được thêm vào cao su thu hồi sẽ giảm dần độ bền kéo và tăng độ kéo dài khi lượng cao su thu hồi tăng lên, nhưng sự thay đổi này không rõ ràng, đặc biệt là lượng cao su thu hồi được thêm vào. Trong vòng 15%, các đặc tính của cao su bromobutyl được duy trì tốt, và cao su thu hồi không ảnh hưởng nhiều đến các đặc tính lão hóa của bromobutyl. Ngoài ra, sự kết hợp giữa cao su khai hoang và cao su nguyên thủy về cơ bản không ảnh hưởng đến tính chất hóa học của sản phẩm.

2.4 Quá trình liên kết ngang và cơ chế của BIIR

Scott PJ và cộng sự. đã nghiên cứu độ bền nhiệt của BIIR và mô hình phân tử nhỏ (BPMN), và nhận thấy rằng phân tích tổng quát của mô hình phân tử nhỏ BPMN rất gần với hoạt động thực tế của BIIR, và có thể được áp dụng để nghiên cứu cơ chế lưu hóa BIIR. BIIR sẽ trải qua quá trình đồng phân hóa khi nó ở nhiệt độ lưu huỳnh hóa. Sự tạo ra đồng phân hóa phụ thuộc phần lớn vào nồng độ của hydro bromua trong hệ thống. Khi hydro bromua bị loại bỏ khỏi BIIR, các diene liên hợp sẽ được hình thành trong chuỗi phân tử BIIR. cấu trúc, và có kèm theo sự đồng phân hóa.