ĐIỀU CHẾ CAO SU BUNA S

     

Cao su buna (Polybutadiene) là một loại cao su đặc tổng hợp phổ cập nhất hiện nay nay, sở hữu tới 1/4 sản lượng cao su đặc nhân chế tạo trên thay giới. Bài viết này mình sẽ nỗ lực tổng phù hợp tất tần tật về cao su thiên nhiên buna, mời các bạn theo dõi.

Bạn đang xem: điều chế cao su buna s


Nội dung

Phân loại cao su thiên nhiên BunaCông thức cao su buna và quá trình tổng hợpQuá trình điều chế cao su thiên nhiên bunaQui trình sản xuất cao su thiên nhiên Buna

Lịch sử cái tên cao su thiên nhiên Buna

Nhà hóa học tín đồ Nga Sergei Vasilyevich Lebedev là người đầu tiên trùng phù hợp butadiene vào năm 1910. Năm 1926, ông đã phát minh sáng tạo ra một quy trình sản xuất butadien trường đoản cú ethanol. Năm 1928, ổng đã phát triển một cách thức sản xuất polybutadien bằng phương pháp sử dụng natri làm hóa học xúc tác.

Quá trình cung ứng polybutadien cùng với xúc tác trường đoản cú Natri của Lebedev được những nhà khoa học từ Bayer (tại thời điểm đó là 1 phần của tập đoàn IG Farben) cải tiến. Và họ cũng lựa chọn Buna làm cho tên yêu đương mại, cái tên này có nguồn gốc từ Bu của butadiene với Na của Natri, cầm lại cao su buna chính là tên dịch vụ thương mại của polybutadien.

Phân loại cao su thiên nhiên Buna

Mang hồ hết đặc tính của cao su thiên nhiên, cao su đặc buna là cao su tổng đúng theo được sử dụng thịnh hành nhất.

Do là cao su thiên nhiên tổng thích hợp nên cao su đặc buna tiện lợi được điều chỉnh các tính chất theo mục đích cụ thể. Để làm điều này các nhà phân phối sẽ bổ sung cập nhật thêm các chất độn, có thể một hoặc nhiều chất độn nhằm đạt được đặc thù mong muốn.

Hai loại cao su đặc buna phổ biến nhất là cao su thiên nhiên Buna S (SBR) và cao su thiên nhiên Buna N (NBR), bên cạnh đó polystyrene (nhựa PS) và acrylonitrile butadiene styrene ( vật liệu nhựa ABS) với thành phần đó là polybutadien.

Cao su Buna S (cao su SBR)

Cao su Buna S có tên gọi không thiếu là Styrene Butadiene hoặc Styrene Butadiene rubber (cao su SBR), đây là loại cao su đặc tổng phù hợp từ Styrene cùng polybutadiene.

Buna S tất cả đặc tính kháng mài mòn tốt nhất có thể và độ ổn định lão hóa xuất sắc trước các tác nhân môi trường. Những năm 2012, hơn 5,4 triệu tấn cao su SBR đã được thêm vào trên toàn thế giới. Cao su thiên nhiên buna S được cấp dưỡng dưới hai dạng hỗn hợp S-SBR và nhũ tương E-SBR phổ cập hơn.

S-SBR được phân phối bằng quy trình trùng ngưng Styrene và polybutadiene cùng với xúc tác potassium persulfate với hydroperoxides.E-SBR được cung cấp bằng quy trình trùng dừng Styrene cùng polybutadiene với những hợp hóa học alkyl lithium.

Ứng dụng của cao su buna S

Ứng dụng rộng rãi nhất là trong ngành cấp dưỡng lốp xe chủ yếu là E-SBR.Các loại đệm lót, đế giày.S-SBR được sử dụng thoáng rộng trong những vật liệu phũ phòng thấm.SBR cũng khá được sử dụng như một hóa học kết dính trong số điện cực pin lithium-ion, kết hợp với carboxymethyl cellulose như một cách thức thay thế.

Cao su Buna N (Cao su NBR)

Cao su buna N còn được gọi là cao su thiên nhiên nitrile, cao su NBR, là một cao su tổng hòa hợp có nguồn gốc từ acrylonitril (ACN) với Butadien.

Cao su NBR rất nổi bật với đặc tính chống dầu, các loại nhiên liệu và hóa chất. Bên cạnh ra, NBR còn tồn tại tính định hình nhiệt sinh sống phạm vi rộng ( -40 mang đến 108 ° C), bền bỉ và kĩ năng phục hồi cao.

Cao su NBR được sản xuất thịnh hành với hai quy trình gia sức nóng 30 – 40 ° C và gia nhiệt độ 5 – 15 °C các thành phần hỗn hợp acrylonitril (ACN) + butadien cùng những chất kích hoạt dimethyldithiocarbamate, diethylhydroxylamine và những chất xúc tác calcium nitrate, aluminium sulfate.

Ứng dụng cao su đặc buna N

Cao su NBR được sử dụng làm bao tay tay cao su thiên nhiên y tế, các sản phẩm sử dụng một lần bền với hóa chất.Các đai truyền động, ống, gioăng cao su trong môi trường thiên nhiên nhiều chất hóa học và nhiên liệu.

Công thức cao su thiên nhiên Buna

Công thức cao su buna và quy trình tổng hợp

Công thức hoá học cao su buna

Cao su Buna là 1 polymer ko bão hòa của những monome butadien khác biệt (1,2-butadiene với 1,3-butadien). Chúng được links với nhau qua những dạng liên kết điển hình là cis, trans và vinyl.

Xem thêm: Bật Mí 3 Cách Nấu Cari Gà Với Sữa Tươi Chấm Bánh Mì, Cà Ri Gà Nấu Sữa Tươi

Trong đó, thông dụng nhất là nhì dạng link cis và trans.

*
Công thức hóa học

Quá trình tổng hợp cao su thiên nhiên buna

1,3-Butadiene Polymerization – người sáng tác UserH Padleckas

Quá trình tổng hợp cao su thiên nhiên buna chính là quá trình trùng ngưng. Nói một cách khác đó là quá trình kéo dãn các chuỗi monome 1,3-butadien thành những đại phân tử polymer thông quá những liên kết giữa các phân tử C-C.

Các đại phân tử polyme của cao su buna hay được link với các dạng là cis, trans và vinyl. Và các dạng link này, được ra đời và chịu ảnh hưởng của nhiệt độ độ, áp suất, dung môi trong quy trình trùng ngưng.

Liên kết cis tạo ra sự uống cong trong chuỗi polymer, tạo thành các vùng vô định hình tạo nên tính bọn hồi cao của cao su thiên nhiên buna.Liên kết trans tạo nên các link giữ tương đối thẳng, tạo ra thành các chuỗi polymer nuốm định, tăng tính bình ổn của chuỗi polymer.Liên kết vinyl thường chỉ xuất hiện thêm với xác suất vài xác suất so với link cis cùng trans. Ít tác động đến đặc điểm của chuỗi polymer.

Quá trình điều chế cao su buna

Qui trình pha trộn 1,3-butadiene, sản xuất cao su thiên nhiên khá đa dạng và phong phú từ qui mô phòng thí nghiệm xuất xắc qui mô cung ứng công nghiệp. Cầm tắt, GCS sẽ trình làng đến các bạn 04 qui trình phổ biến hiện nay.

1. Quá trình Cracking tự ​​các hydrocacbon C4

Butadien thường được phân lập từ các hydrocacbon tứ cacbon khác được tạo nên trong quá trình crackinh hơi nước bằng cách chưng cất chiết suất thực hiện dung môi aprotic phân rất như axetonitril, N-metyl-2-pyrrolidon, furfural, hoặc dimetylformamit, kế tiếp nó được bóc tách ra bằng cách chưng cất.

Đây là các bước được sử dụng để thêm vào butadiene quy mô công nghiệp hiện nay nay.

Bước 1: CH4 ra C2H2
*
Phản ứng CH4 ra C2H2Bước 2: C2H2 ra C4H4
*
Phản ứng C2H2 ra C4H4Bước 3: C4H4 ra C4H6
*
Phản ứng C4H4 ra C4H6Bước 4: C4H6 ra polybutadien
*
Phản ứng C4H6 ra polybutadien

2. Từ quá trình dehydro hóa n-butan

Butadiene cũng hoàn toàn có thể được sản xuất bằng cách xúc tác dehydro hóa butan (n-butan). Ngày nay, butadien tự n-butan được sản xuất dịch vụ thương mại bằng các bước Houdry Catadiene, được cải tiến và phát triển trong vắt chiến II. Điều này đòi hỏi phải giải pháp xử lý butan bên trên alumin cùng crom ở ánh sáng cao.

3. Từ bỏ ethanol

Quy trình này được sử dụng phổ biến ở trong gắng chiến lắp thêm II, mặc dù nhiên bây chừ nó đã mất được sử dụng nữa và được sửa chữa thay thế bằng cách thức Cracking.

Quá trình cấp dưỡng butadiene từ ethanol gồm 2 vượt trình

Quy trình bởi vì Sergei Lebedev phạt triển, etanol được biến đổi thành butadien, hydro với nước ở 400–450 ° C không qua bất kỳ loại xúc tác oxit kim loại nào.
*
2 CH3CH2OH → CH2=CH−CH=CH2 + 2 H2O + H2

Quy trình thiết bị hai di Ivan Ostromislensky phạt triển, etanol được oxy trở thành axetaldehyt, phản ứng cùng với etanol bổ sung cập nhật trên hóa học xúc tác silica xốp được xúc tiến bởi tantali làm việc 325–350 ° C để tạo ra butadien.

*
CH3CH2OH + CH3CHO → CH2=CH−CH=CH2 + 2 H2O

4. Trường đoản cú butenes

1,3-Butadiene cũng hoàn toàn có thể được sản xuất bằng cách xúc tác dehydro hóa butenes thông thường. Quy trình này tiết kiệm ngân sách hơn những so với trường đoản cú Ethanol hoặc n-butan.

Xem thêm: Đề Thi Học Kì 1 Lớp 11 Môn Toán Trắc Nghiệm Violet, Đề Thi Hsg Toán 11 Violet Mới Nhất Năm 2022

Đây cũng là một quá trình được sử dụng nhiều trong cố chiến thiết bị II, nhưng hiện giờ đã được thay thế sửa chữa bằng quá trình cracking.