Бутадиен-стирольные каучуки

Эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки являются основными типами бутадиен-стирольного каучука и получаются при радикальной сополимеризации в эмульсии бутадиена со стиролом или a-метилстиролом.

Каучуки выпускают с содержанием связанного стирола (a-метилстирола) 10, 30, или 50%, а сополимеризацию проводят при высокой (50ºС - “горячая” полимеризация) и при пониженной (5ºС - “холодная” полимеризация) температурах. Для получения устойчивых эмульсий мономеров и готового продукта - латекса - используют эмульгаторы. Молекулярная масса регулируется специальными регуляторами. Для защиты каучуков при хранении и переработке в латекс вводят окрашивающий (аминный) или неокрашивающий (фенольный) противостаритель.

При выделении каучуков из латексов коагуляцией электролитами часть компонентов эмульсионной системы остается в каучуке, загрязняя его.

Отечественные эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки обозначаются СКС, а a-метилстирольные - СКМС. Затем следуют цифры, указывающие на содержание стирола или a-метилстирола, и буквы, отражающие условия полимеризации. Буква А обозначает низкотемпературную полимеризацию, буква Р - проведение процесса в присутствии регуляторов молекулярной массы, буквы П, К, С, - тип эмульгатора (соответственно парафинаты, соли канифоли, алкилсульфонаты), буква Н - применение неокрашивающегося противостарителя.

Промышленность выпускает также каучуки, наполненные на стадии синтеза маслом, что отражается в марке каучука буквой М и цифровым индексом 15 или 27, указывающим на содержание масла.

Например, марка СКС-30АРКМ-15 означает, что каучук содержит около 30 мас. ч. связанного стирола, получен холодной полимеризацией в присутствии регулятора молекулярной массы и канифолевого эмульгатора, наполнен 15 мас. ч. масла.

Звенья бутадиена и стирола (a-метилстирола) в макромолекулах распределены нерегулярно, статистически случайно: около 80% звеньев бутадиена присоединены в положении 1,4 и около 20% - в положении 1,2:

~ СН₂ - СН = СН - СН₂ – СН₂ - СН – СН₂ - СН ~.

| |

С₆Н₅ СН = СН₂

Поэтому бутадиен-стирольные каучуки являются полностью аморфными, не способными к кристаллизации полимерами. СКС (СКМС) в основном хорошо перерабатываются, заготовки при формовании хорошо сохраняют форму.

Резины на основе бутадиен-стирольных каучуков характеризуются высокой механической прочностью и износостойкостью, а из-за меньшей ненасыщенности основных цепей – повышенными теплостойкостью и сопротивлением старению. Поэтому бутадиен-стирольные каучуки широко используются в шинной промышленности, в производстве транспортерных лент, рукавов, различных формовых и неформовых резино-технических изделий, обуви и др.

При сополимеризации бутадиена со стиролом в растворе в присутствии литийорганических катализаторов получаются так называемые «растворные» бутадиен-стирольные каучуки. Структура этих полимеров существенно отличается от структуры каучуков эмульсионной полимеризации и зависит от полярности растворителя.

В полярной среде образуется статистический сополимер с увеличенным содержанием цис-1,4 - звеньев (до 40%). Такие каучуки обозначаются ДССК-18, где цифровой индекс указывает на содержание стирола. Сополимеризация в неполярных средах приводит к образованию блок-сополимеров (ДСТ), обладающих свойствами термоэластопластов.

“Растворные” каучуки ДССК имеют очень узкое ММР и поэтому обладают худшими технологическими свойствами, которые частично устраняются добавлением НК или СКИ, пластификаторов, повышающих клейкость, и т.д.

Резины на основе ДССК по сравнению с резинами на основе эмульсионных каучуков бутадиен-стирольных характеризуются более высокими эластичностью, износостойкостью и приближаются по этим показателям к резинам на основе бутадиеновых каучуков.