Υπερήχων προετοιμασία ενισχυμένου καουτσούκ
- Τα ενισχυμένα λάστιχα παρουσιάζουν υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση, αντοχή στην τριβή και καλύτερη σταθερότητα γήρανσης.
- Πληρωτικά υλικά όπως αιθάλη (π.χ. CNTs, MWNTs), γραφένιο ή διοξείδιο του πυριτίου πρέπει να διασκορπίζονται ομοιογενώς στη μήτρα για να παρέχουν τις επιθυμητές ιδιότητες υλικού.
- Ισχύς υπερήχων δίνει ανώτερη ποιότητα διανομής των μονοδιασπαρμένων νανοσωματιδίων με εξαιρετικά ενισχυτικές ιδιότητες.
Υπερήχων διασπορά
Υπερήχους χρησιμοποιείται ευρέως για τη διασπορά νανο υλικών όπως μονοδιασπαρμένα νανοσωματίδια και νανοσωλήνες, δεδομένου ότι υπερήχων ενισχύει το διαχωρισμό και τη λειτουργικότητα των σωματιδίων και των σωλήνων σε μεγάλο βαθμό.
Ο υπερηχητικός εξοπλισμός διασποράς δημιουργεί σπηλαίωση και υψηλές δυνάμεις διάτμησης για τη διατάραξη, την αποσυσσωμάτωση, το ξεμπέρδεμα και τη διασπορά νανοσωματιδίων και νανοσωλήνων. Η ένταση της υπερήχων μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια και να ελεγχθεί έτσι ώστε οι παράμετροι επεξεργασίας υπερήχων να προσαρμόζονται τέλεια, λαμβάνοντας υπόψη τη συγκέντρωση, τη συσσωμάτωση και την ευθυγράμμιση / εμπλοκή του νανοϋλικού. Με αυτόν τον τρόπο, τα νανοϋλικά μπορούν να υποβληθούν σε βέλτιστη επεξεργασία όσον αφορά τις απαιτήσεις του συγκεκριμένου υλικού τους. Οι βέλτιστες συνθήκες διασποράς λόγω των ατομικά προσαρμοσμένων παραμέτρων διαδικασίας υπερήχων έχουν ως αποτέλεσμα ένα υψηλής ποιότητας τελικό νανοσύνθετο καουτσούκ με ανώτερα ενισχυτικά χαρακτηριστικά των νανο-προσθέτων και -πληρωτικών.
Λόγω της ανώτερης ποιότητας διασποράς των υπερήχων και της έτσι επιτυγχάνεται ομοιόμορφη διασπορά, ένα πολύ χαμηλό φορτίο πλήρωσης είναι αρκετό για να αποκτήσει εξαιρετικά χαρακτηριστικά υλικού.
βιομηχανικό σύστημα υπερήχων
Υπερήχων άνθρακας-μαυρίλα ενισχυμένο καουτσούκ
Η αιθάλη είναι ένα από τα πιο σημαντικά υλικά πλήρωσης στα λάστιχα, ειδικά για ελαστικά, για να δώσει στο ελαστικό υλικό αντοχή στην τριβή και αντοχή σε εφελκυσμό. Τα σωματίδια αιθάλης είναι σε μεγάλο βαθμό επιρρεπή στο σχηματισμό συσσωματωμάτων τα οποία είναι δύσκολο να διασκορπιστούν ομοιογενώς. Η αιθάλη χρησιμοποιείται συνήθως σε χρώματα, σμάλτα, μελάνια εκτύπωσης, νάιλον και πλαστικές χρωστικές, μείγματα λατέξ, μείγματα κεριών, επικαλύψεις φωτογραφιών και πολλά άλλα.
Η υπερηχητική διασπορά επιτρέπει την αποσυσσωμάτωση και την ομοιόμορφη ανάμειξη με πολύ υψηλή μονοδιασπορά των σωματιδίων.
Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη διασπορά υπερήχων για ενισχυμένα σύνθετα υλικά!
Υπερηχητικά CNT- / MWCNT-ενισχυμένο λάστιχο
Οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι ισχυρά συστήματα διασποράς που μπορούν να ελεγχθούν με ακρίβεια και να προσαρμοστούν στις απαιτήσεις της διαδικασίας και των υλικών. Ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων της διαδικασίας υπερήχων είναι ιδιαίτερα σημαντικός για τη διασπορά νανοσωλήνων όπως MWNTs ή SWNTs, δεδομένου ότι οι νανοσωλήνες πρέπει να ξεμπερδεύονται σε μονούς σωλήνες χωρίς να καταστρέφονται (π.χ. σχάση). Οι άθικτοι νανοσωλήνες προσφέρουν υψηλή αναλογία διαστάσεων (έως 132.000.000:1) έτσι ώστε να παρέχουν εξαιρετική αντοχή και ακαμψία όταν διαμορφώνονται σε σύνθετο υλικό. Ισχυρή, ακριβώς προσαρμοσμένη υπερήχηση ξεπερνά τις δυνάμεις Van der Waals και διασκορπίζει και ξεμπερδεύει τους νανοσωλήνες με αποτέλεσμα ένα ελαστικό υλικό υψηλής απόδοσης με εξαιρετική αντοχή σε εφελκυσμό και ελαστικό μέτρο.
Επιπλέον Υπερήχων λειτουργικότητα χρησιμοποιείται για την τροποποίηση νανοσωλήνων άνθρακα προκειμένου να επιτευχθούν επιθυμητές ιδιότητες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλαπλές εφαρμογές.
Υπερήχων για τη συνεχή διασπορά νανοϋλικών, αιθάλη, ή ενεργού άνθρακα.
Υπερήχων νανο-πυρίτιο-ενισχυμένο καουτσούκ
Υπερήχων διασκορπιστές παρέχουν μια εξαιρετικά ομοιόμορφη κατανομή σωματιδίων του πυριτίου (SiO2) νανοσωματίδια σε διαλύματα πολυμερών καουτσούκ. Διοξείδιο του πυριτίου (SiO2) Τα νανοσωματίδια πρέπει να κατανέμονται ομοιογενώς ως μονοδιασπαρμένα σωματίδια σε πολυμερισμένο στυρόλιο-βουταδιένιο και άλλα ελαστικά. Μονοδιασπαρμένο νανο-SiO2 δρα ως ενισχυτικοί παράγοντες, που βελτιώνουν σημαντικά την ανθεκτικότητα, τη δύναμη, την επιμήκυνση, την κάμψη και την αντιγηραντική απόδοση. Για τα νανοσωματίδια ισχύει: Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων, τόσο μεγαλύτερη είναι η συγκεκριμένη επιφάνεια των σωματιδίων. Με υψηλότερη αναλογία επιφάνειας / όγκου (S / V), επιτυγχάνονται καλύτερα δομικά και ενισχυτικά αποτελέσματα, γεγονός που αυξάνει την αντοχή σε εφελκυσμό και τη σκληρότητα των προϊόντων από καουτσούκ.
Η υπερηχητική διασπορά νανοσωματιδίων διοξειδίου του πυριτίου επιτρέπει τον έλεγχο των παραμέτρων της διαδικασίας ακριβώς έτσι ώστε να επιτυγχάνεται σφαιρική μορφολογία, επακριβώς προσαρμοσμένο μέγεθος σωματιδίων και πολύ στενή κατανομή μεγέθους.
Υπερήχων διασκορπισμένο διοξείδιο του πυριτίου έχει ως αποτέλεσμα την υψηλότερη απόδοση υλικού του ενισχυμένου καουτσούκ.
Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την υπερηχητική διασπορά του SiO2!
Υπερηχητικά διασπορά ενισχυτικών προσθέτων
Κατεργασία με υπερήχους έχει αποδειχθεί ότι διασκορπίζει πολλά άλλα νανοσωματιδιακά υλικά για τη βελτίωση του συντελεστή, αντοχή σε εφελκυσμό, και ιδιότητες κόπωσης των σύνθετων υλικών από καουτσούκ. Δεδομένου ότι το μέγεθος των σωματιδίων, το σχήμα, η επιφάνεια και η επιφανειακή δραστηριότητα των πληρωτικών και των ενισχυτικών προσθέτων είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοσή τους, οι ισχυροί και αξιόπιστοι διασκορπιστές υπερήχων είναι μία από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μεθόδους για τη διαμόρφωση σωματιδίων μικρο- και νανο-μεγέθους σε προϊόντα από καουτσούκ.
Τυπικά πρόσθετα και πληρωτικά, τα οποία ενσωματώνονται με υπερήχους ως ομοιόμορφα κατανεμημένα ή μονοδιασπαρμένα σωματίδια σε μήτρες από καουτσούκ, είναι ανθρακικό ασβέστιο, άργιλος καολίνης, καπνισμένο διοξείδιο του πυριτίου, κατακρημνισμένο διοξείδιο του πυριτίου, οξείδιο του γραφίτη, γραφένιο, μαρμαρυγία, τάλκης, βαρύτης, βολλαστονίτης, κατακρημνισμένα πυριτικά άλατα, καπνισμένο διοξείδιο του πυριτίου και διατομίτης.
Όταν το ελαϊκό οξύ λειτουργεί TiO2 Τα νανοσωματίδια διασκορπίζονται υπερηχητικά σε καουτσούκ στυρολίου-βουταδιενίου, ακόμη και μια πολύ μικρή ποσότητα του ελαϊκού-SiO2 Έχει ως αποτέλεσμα σημαντικά βελτιωμένο μέτρο, αντοχή σε εφελκυσμό και ιδιότητες κόπωσης και λειτουργεί ως προστατευτικός παράγοντας κατά της φωτο και θερμικής υποβάθμισης.
- Τριένυδρη αλουμίνα (Al2O3) προστίθεται ως επιβραδυντικό φλόγας, για τη βελτίωση της θερμικής αγωγιμότητας και για την παρακολούθηση και την αντοχή στη διάβρωση.
- Τα πληρωτικά οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO) αυξάνουν τη σχετική διαπερατότητα καθώς και τη θερμική αγωγιμότητα.
- Διοξείδιο του τιτανίου (TiO2) βελτιώνει τη θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.
- Ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3) χρησιμοποιείται ως πρόσθετο λόγω των μηχανικών, ρεολογικών και επιβραδυντικών φλόγας ιδιοτήτων του.
- Τιτανικό βάριο (BaTiO3) αυξάνει τη θερμική σταθερότητα.
- γραφένιο και το οξείδιο του γραφενίου (GO) δίνουν ανώτερα μηχανικά, ηλεκτρικά, θερμικά και οπτικά χαρακτηριστικά υλικού.
- Νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) βελτιώνουν σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες όπως η αντοχή σε εφελκυσμό, η ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.
- Οι νανοσωλήνες άνθρακα πολλαπλών τοιχωμάτων (MWNTs) βελτιώνουν το μέτρο και την αντοχή απόδοσης του Young. Για παράδειγμα, μόλις 1% κ.β. των MWNTs σε ένα εποξικό αποτέλεσμα σε αυξημένο συντελεστή Young και ισχύ απόδοσης αντίστοιχα, 100% και 200%, σε σύγκριση με την καθαρή μήτρα.
- Νανοσωλήνες άνθρακα μονού τοιχώματος (SWNTs) βελτιώνουν τις μηχανικές ιδιότητες και τη θερμική αγωγιμότητα.
- Οι νανοΐνες άνθρακα (CNF) προσθέτουν αντοχή, αντοχή στη θερμότητα και ανθεκτικότητα.
- Μεταλλικά νανοσωματίδια όπως νικέλιο, σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος, αλουμίνιο και Ασήμι προστίθενται για τη βελτίωση της ηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητας.
- Οργανικά νανοϋλικά, όπως μοντμοριλλονίτης βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων και των επιβραδυντικών φλόγας.
Συστήματα διασποράς υπερήχων
Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει ένα ευρύ φάσμα προϊόντων υπερήχων εξοπλισμού – Από μικρότερα συστήματα πάγκου για δοκιμές σκοπιμότητας έως βαρέως τύπου Βιομηχανικές μονάδες υπερήχων με έως και 16kW ανά μονάδα. Η ισχύς, η αξιοπιστία, η ακριβής δυνατότητα ελέγχου καθώς και η ευρωστία τους καθιστούν τα συστήματα διασποράς υπερήχων της Hielscher το “άλογο εργασίας” στη γραμμή παραγωγής σκευασμάτων μικροσωματιδίων και νανοσωματιδίων. Οι υπερήχων μας είναι σε θέση να επεξεργάζονται υδατικές και διαλυτικές διασπορές μέχρι Υψηλό ιξώδες (έως 10.000cp) εύκολα. Διάφορα sonotrodes (υπερηχητικά κέρατα), ενισχυτές (ενισχυτής / μειωτής), γεωμετρίες κυττάρων ροής και άλλα εξαρτήματα επιτρέπουν τη βέλτιστη προσαρμογή του υπερηχητικού διασκορπιστή στο προϊόν και τις απαιτήσεις της διαδικασίας.
Hielscher Ultrasonics’ βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων μπορούν να παραδώσουν πολύ Υψηλά πλάτη. Πλάτη έως 200μm μπορούν να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία άμεσα. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, διατίθενται προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes. Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher επιτρέπει 24/7 Λειτουργία στο Βαρέων και σε απαιτητικά περιβάλλοντα. Υπερήχων διασκορπιστές Hielscher εγκαθίστανται σε όλο τον κόσμο για μεγάλης κλίμακας εμπορική παραγωγή.
Προσαρμοσμένη ρύθμιση υπερήχων για νανο-διασπορές
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000 |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Bitenieks, Juris; Meria, Remo Merijs; Zicans, Janis; Maksimovs, Roberts; Vasilec, Cornelia; Musteata, Valentina Elena (2012): Styrene–acrylate/carbon nanotube nanocomposites: mechanical, thermal, and electrical properties. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2012, 61, 3, 172–177.
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Momen, G.; Farzaneh, M. (2011): Survey of Micro/Nano Filler Use to improve Silicone Rubber For Outdoor Insulators. Review of Advanced Materials Science 27, 2011. 1-3.
- Sharma, S.D.; Singh, S. (2013): Synthesis and Characterization of Highly Effective Nano Sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst by Ultrasonic Irradiation. American Journal of Chemistry 2013, 3(4): 96-104.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
συνθετικό καουτσούκ
Ένα συνθετικό καουτσούκ είναι οποιοδήποτε τεχνητό ελαστομερές. Τα συνθετικά ελαστικά είναι κυρίως πολυμερή που συντίθενται από υποπροϊόντα πετρελαίου και κατασκευάζονται, όπως και άλλα πολυμερή, από διάφορα μονομερή με βάση το πετρέλαιο. Το πιο διαδεδομένο συνθετικό καουτσούκ είναι το καουτσούκ στυρολίου-βουταδιενίου (SBR) που προέρχεται από τον συμπολυμερισμό του στυρολίου και του βουταδιενίου 1,3. Άλλα συνθετικά ελαστικά παρασκευάζονται από ισοπρένιο (2-μεθυλο-1,3-βουταδιένιο), χλωροπρένιο (2-χλωρο-1,3-βουταδιένιο) και ισοβουτυλένιο (μεθυλοπροπένιο) με μικρό ποσοστό ισοπρενίου για διασύνδεση. Αυτά και άλλα μονομερή μπορούν να αναμιχθούν σε διάφορες αναλογίες για να συμπολυμεριστούν για την παραγωγή προϊόντων με μια σειρά φυσικών, μηχανικών και χημικών ιδιοτήτων. Τα μονομερή μπορούν να παραχθούν καθαρά και η προσθήκη ακαθαρσιών ή προσθέτων μπορεί να ελεγχθεί από το σχεδιασμό για να δώσει βέλτιστες ιδιότητες. Ο πολυμερισμός καθαρών μονομερών μπορεί να ελεγχθεί καλύτερα για να δώσει μια επιθυμητή αναλογία cis και trans διπλών δεσμών.
Το συνθετικό καουτσούκ, όπως το φυσικό καουτσούκ, χρησιμοποιείται ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία για ελαστικά, προφίλ θυρών και παραθύρων, εύκαμπτους σωλήνες, ζώνες, ψάθες και δάπεδα.
φυσικό καουτσούκ
Το φυσικό καουτσούκ είναι επίσης γνωστό ως καουτσούκ της Ινδίας ή caoutchouc. Το φυσικό καουτσούκ ταξινομείται ως ελαστομερές και αποτελείται κυρίως από πολυμερή της οργανικής ένωσης πολυ-cis-ισοπρένιο και νερό. Περιέχει ίχνη ακαθαρσιών όπως πρωτεΐνες, βρωμιά κλπ. Φυσικό καουτσούκ, το οποίο προέρχεται ως λατέξ από το καουτσουκόδεντρο Hevea Brasiliensis, παρουσιάζει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Ωστόσο, σε σύγκριση με τα συνθετικά λάστιχα, το φυσικό καουτσούκ έχει χαμηλότερη απόδοση υλικού, ιδίως όσον αφορά τη θερμική του σταθερότητα και τη συμβατότητά του με τα προϊόντα πετρελαίου. Το φυσικό καουτσούκ έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, είτε μόνο του είτε σε συνδυασμό με άλλα υλικά. Κυρίως, χρησιμοποιείται λόγω της μεγάλης αναλογίας τεντώματος, της υψηλής ανθεκτικότητας και της εξαιρετικά υψηλής στεγανότητάς του. Το σημείο τήξης του καουτσούκ είναι περίπου 180 ° C (356 ° F).
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια επισκόπηση των διαφόρων τύπων καουτσούκ:
| ISO | Τεχνική ονομασία | Κοινή ονομασία |
|---|---|---|
| ΑΚΜ | Πολυακρυλικό καουτσούκ | |
| ΑΕΜ | Καουτσούκ ακρυλικού αιθυλενίου | |
| Au | Πολυεστερική ουρεθάνη | |
| ΜΠΙΙΡ | Βρώμο ισοβουτυλένιο ισοπρένιο | Βρωμοβουτύλιο |
| ΜΡ | Πολυβουταδιένιο | Μπούνα CB |
| CIIR | Χλωροισοβουτυλένιο ισοπρένιο | Χλωροβουτύλιο, βουτύλιο |
| ΕΥ | Πολυχλωροπρένιο | Χλωροπρένιο, Νεοπρένιο |
| ΚΚΜ | Χλωροσουλφονωμένο πολυαιθυλένιο | Ύπαλον |
| ΟΙΚΟ | Επιχλωρυδρίνη | ECO, Επιχλωρυδρίνη, Epichlore, Epichloridrine, Herclor, Hydrin |
| ΕΚ | Αιθυλένιο Προπυλένιο | |
| ΕΠΔΜ | Μονομερές αιθυλενίου προπυλενίου διενίου | ΕΠΔΜ, Nordel |
| ΕΕ | Πολυαιθερική ουρεθάνη | |
| FFKM | Καουτσούκ υπερφθοράνθρακα | Kalrez, Chemraz |
| ΦΧΜ | Φθοριωμένοι υδρογονάνθρακες | Viton, Φθόριο |
| FMQ | Φθοριούχος σιλικόνη | FMQ, λάστιχο σιλικόνης |
| FPM | Καουτσούκ φθορανθράκων | |
| HNBR | Υδρογονωμένο νιτρίλιο βουταδιένιο | HNBR |
| IR | Πολυισοπρένιο | (Συνθετικό) Φυσικό καουτσούκ |
| IIR | Ισοβουτυλένιο Ισοπρένιο βουτύλιο | Βουτυλικού |
| ΝΒΡ | Ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο | NBR, νιτρίλιο, Perbunan, Buna-N |
| PU | πολυουρεθάνη | PU, πολυουρεθάνη |
| SBR | Στυρόλιο βουταδιένιο | SBR, Buna-S, GRS, Buna VSL, Buna SE |
| ΣΕΒΣ | Συμπολυμερές στυρολίου αιθυλενίου βουτυλενίου στυρολίου | SEBS Καουτσούκ |
| Σι | Πολυσιλοξάνιο | Λάστιχο σιλικόνης |
| VMQ | Βινυλίου μεθυλική σιλικόνη | Λάστιχο σιλικόνης |
| XNBR | Ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο καρβοξυ μονομερές | XNBR, καρβοξυλιωμένο νιτρίλιο |
| XSBR | Στυρόλιο βουταδιένιο καρβοξυ μονομερές | |
| ΥΒΠΟ | Θερμοπλαστικός πολυαιθέρας-εστέρας | |
| YSBR | Συμπολυμερές μπλοκ στυρολίου βουταδιενίου | |
| YXSBR | Συμπολυμερές καρβοξυφόρων μπλοκ στυρολίου βουταδιενίου |
SBR
Το καουτσούκ από στυρόλιο-βουταδιένιο ή στυρόλιο-βουταδιένιο (SBR) περιγράφει τα συνθετικά καουτσούκ, τα οποία προέρχονται από στυρόλιο και βουταδιένιο. Ενισχυμένο στυρόλιο-βουταδιένιο που χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή στην τριβή και καλές αντιγηραντικές ιδιότητες. Η αναλογία μεταξύ στυρολίου και βουταδιενίου καθορίζει τις ιδιότητες του πολυμερούς: με υψηλή περιεκτικότητα σε στυρόλιο, τα ελαστικά γίνονται σκληρότερα και λιγότερο ελαστικά.
Οι περιορισμοί του μη ενισχυμένου SBR προκαλούνται από τη χαμηλή αντοχή του χωρίς ενίσχυση, τη χαμηλή ανθεκτικότητα, τη χαμηλή αντοχή σε σχίσιμο (ιδιαίτερα σε υψηλές θερμοκρασίες) και την κακή πρόσφυση. Επομένως, απαιτούνται ενισχυτικοί παράγοντες και πληρωτικά για τη βελτίωση των ιδιοτήτων SBR. Για παράδειγμα, τα πληρωτικά αιθάλης χρησιμοποιούνται για αντοχή και αντοχή στην τριβή σε μεγάλο βαθμό.
Στυρολίου
Στυρόλιο (C8H8) είναι γνωστή υπό διάφορους όρους όπως αιθενυλοβενζόλιο, βινυλοβενζόλιο, φαινυλαιθένιο, φαινυλαιθυλένιο, κινναμένιο, στυρόλιο, diarex HF 77, στυρολένιο και στυρόπολη. Είναι οργανική ένωση με χημικό τύπο C6H5CH=CH2. Το στυρόλιο είναι ο πρόδρομος του πολυστυρολίου και αρκετών συμπολυμερών.
Είναι παράγωγο βενζολίου και εμφανίζεται ως άχρωμο ελαιώδες υγρό, το οποίο εξατμίζεται εύκολα. Το στυρένιο έχει μια γλυκιά οσμή, η οποία μετατρέπεται σε υψηλές συγκεντρώσεις σε λιγότερο ευχάριστη οσμή.
Παρουσία μιας ομάδας βινυλίου, το στυρόλιο σχηματίζει ένα πολυμερές. Τα πολυμερή με βάση το στυρόλιο παράγονται εμπορικά για την απόκτηση προϊόντων όπως πολυστυρόλιο, ABS, καουτσούκ στυρολίου-βουταδιενίου (SBR), λατέξ στυρολίου-βουταδιενίου, SIS (στυρόλιο-ισοπρένιο-στυρόλιο), S-EB-S (στυρόλιο-αιθυλένιο/βουτυλένιο-στυρόλιο), στυρόλιο-διβινυλοβενζόλιο (S-DVB), ρητίνη στυρολίου-ακρυλονιτριλίου (SAN) και ακόρεστους πολυεστέρες που χρησιμοποιούνται σε ρητίνες και θερμοσκληρυνόμενες ενώσεις. Αυτά τα υλικά είναι σημαντικά συστατικά για την παραγωγή καουτσούκ, πλαστικού, μόνωσης, υαλοβάμβακα, σωλήνων, εξαρτημάτων αυτοκινήτων και σκαφών, δοχείων τροφίμων και χαλιών.
Εφαρμογές καουτσούκ
Το καουτσούκ έχει πολλά χαρακτηριστικά υλικού όπως αντοχή, μεγάλη διάρκεια, αντοχή στο νερό και αντοχή στη θερμότητα. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν το καουτσούκ πολύ ευέλικτο, ώστε να χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες. Η κύρια χρήση του καουτσούκ είναι στην αυτοκινητοβιομηχανία, κυρίως για την παραγωγή ελαστικών. Άλλα χαρακτηριστικά όπως η αντιολισθηρότητα, η απαλότητα, η ανθεκτικότητα και η ανθεκτικότητα καθιστούν το καουτσούκ ένα πολύ συχνό σύνθετο υλικό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή παπουτσιών, δαπέδων, ιατρικών προμηθειών και προμηθειών υγειονομικής περίθαλψης, οικιακών προϊόντων, παιχνιδιών, αθλητικών ειδών και πολλών άλλων προϊόντων από καουτσούκ.
Νανο-πρόσθετα και πληρωτικά
Τα νανομεγέθη πληρωτικά και τα πρόσθετα στα ελαστικά δρουν ως ενισχυτικοί και προστατευτικοί παράγοντες για τη βελτίωση της αντοχής σε εφελκυσμό, της αντοχής στην τριβή, της αντοχής στο σχίσιμο, της υστέρησης και για τη διατήρηση έναντι της φωτο- και θερμικής υποβάθμισης του καουτσούκ.
Πυριτίου
Διοξείδιο του πυριτίου (SiO2, διοξείδιο του πυριτίου) χρησιμοποιείται σε πολλές μορφές όπως άμορφο διοξείδιο του πυριτίου, π.χ. καπνισμένο διοξείδιο του πυριτίου, αναθυμιάσεις πυριτίου, κατακρημνισμένο διοξείδιο του πυριτίου για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών των υλικών όσον αφορά τις δυναμικές μηχανικές ιδιότητες, την αντοχή στη θερμική γήρανση και τη μορφολογία. Οι ενώσεις γεμάτες διοξείδιο του πυριτίου παρουσιάζουν αυξανόμενο ιξώδες και πυκνότητα διασύνδεσης αντίστοιχα με αυξανόμενη περιεκτικότητα σε πληρωτικό. Η σκληρότητα, το μέτρο, η αντοχή σε εφελκυσμό και τα χαρακτηριστικά φθοράς βελτιώθηκαν προοδευτικά αυξάνοντας την ποσότητα πλήρωσης πυριτίου.
αιθάλη
Η αιθάλη είναι μια μορφή παρακρυσταλλικού άνθρακα με χημειοποιημένα σύμπλοκα οξυγόνου (όπως καρβοξυλικά, κινονικά, λακτονικά, φαινολικά σύνολα και άλλα) προσαρτημένα στην επιφάνειά του. Αυτές οι ομάδες επιφανειακού οξυγόνου συνήθως ομαδοποιούνται κάτω από τον όρο “πτητικά σύμπλοκα”. Λόγω αυτού του πτητικού περιεχομένου, η αιθάλη είναι ένα μη αγώγιμο υλικό. Με σύμπλοκα άνθρακα-οξυγόνου, τα λειτουργικά σωματίδια αιθάλης είναι ευκολότερο να διασκορπιστούν.
Η υψηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο αιθάλης το καθιστά ένα κοινό ενισχυτικό πληρωτικό. Σχεδόν όλα τα προϊόντα από καουτσούκ, για τα οποία είναι απαραίτητη η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή στην τριβή, χρησιμοποιούν αιθάλη. Το κατακρημνισμένο ή καπνισμένο διοξείδιο του πυριτίου χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο της αιθάλης, όταν απαιτείται ενίσχυση του καουτσούκ, αλλά το μαύρο χρώμα πρέπει να αποφεύγεται. Ωστόσο, τα πληρωτικά με βάση το διοξείδιο του πυριτίου κερδίζουν μερίδιο αγοράς και στα ελαστικά αυτοκινήτων, επειδή η χρήση πληρωτικών πυριτίου έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη απώλεια κύλισης σε σύγκριση με τα ελαστικά γεμάτα αιθάλη.
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια επισκόπηση των τύπων αιθάλης που χρησιμοποιούνται στα ελαστικά
| Όνομα | Συντομογραφία. | ASTM | Μέγεθος σωματιδίων nm | Αντοχή σε εφελκυσμό MPa | Σχετική εργαστηριακή τριβή | Σχετική φθορά δρόμου |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Έξοχος φούρνος τριβής | SAF | Ν110 | 20–25 | 25.2 | 1.35 | 1.25 |
| Ενδιάμεσο SAF | ISAF | Ν220 | 24–33 | 23.1 | 1.25 | 1.15 |
| Φούρνος υψηλής τριβής | ΠΑ | Ν330 | 28–36 | 22.4 | 1.00 | 1.00 |
| Εύκολο κανάλι επεξεργασίας | ΣΕΑ | Ν300 | 30–35 | 21.7 | 0.80 | 0.90 |
| Φούρνος γρήγορης εξώθησης | ΦΕΕ | Ν550 | 39–55 | 18.2 | 0.64 | 0.72 |
| Φούρνος υψηλού συντελεστή | HMF | Ν660 | 49–73 | 16.1 | 0.56 | 0.66 |
| Ημιενισχυτικός φούρνος | SRF | Ν770 | 70–96 | 14.7 | 0.48 | 0.60 |
| Λεπτή θερμική | FT | Ν880 | 180–200 | 12.6 | 0.22 | – |
| Μεσαίο θερμικό | ΜΤ | Ν990 | 250–350 | 9.8 | 0.18 | – |
οξείδιο του γραφενίου
Το οξείδιο του γραφενίου διασκορπισμένο σε SBR έχει ως αποτέλεσμα υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό και αντοχή σε σχίσιμο, καθώς και εξαιρετική αντοχή στη φθορά και χαμηλή αντίσταση κύλισης, οι οποίες είναι σημαντικές ιδιότητες υλικού για την κατασκευή ελαστικών. Το SBR ενισχυμένο με οξείδιο του γραφενίου-διοξείδιο του πυριτίου προσφέρει μια ανταγωνιστική εναλλακτική λύση για μια φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή ελαστικών καθώς και για την παραγωγή σύνθετων υλικών από καουτσούκ υψηλής απόδοσης. Το γραφένιο και το οξείδιο του γραφενίου μπορούν να απολεπιστούν με επιτυχία, αξιόπιστα και εύκολα υπό υπερήχους. Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την υπερηχητική κατασκευή του γραφενίου!