پلی بوتادین

خانه / مواد شیمیایی / پلی بوتادین

پلی بوتادین

پلی بوتادینReviewed by رضا فرضی on Aug 8Rating: 5.0پلی بوتادینپلی بوتادین

پلی بوتادین لاستیک مصنوعی است، که یک پلیمر تشکیل شده از فرآیند پلیمریزاسیون مونومر ۱،۳-بوتادین می باشد.این ماده مقاومت بالایی دارد،و به خصوص در تولید لاستیک استفاده می شود.که حدود ۷۰ درصد آن برای تولید لاستیک استفاده می شود.۲۵ درصد دیگر آن برای افزایش مقاومت مکانیکی پلاستیک هایی مانند پلی استایرن و اکریلونیتریل بوتادین استایرن اضافه می شود.یک چهارم از کل لاستیک مصرفی دنیا در سال ۲۰۱۲ از پلی بوتادین بوده است. این ماده همچنین در تولید توپ گلف،اشیا کشی، و یا محفظه وسایل الکترونیکی استفاده می شود.

تاریخچه:

شیمیدان روسی،سرگئی واسیلیویچ لبادف اولین کسی بود که بوتادین را در سال ۱۹۱۰ میلادی پلیمره کرد. در سال ۱۹۲۶ او یک فرآیند برای تولید بوتادین از اتانول اختراع کرد،و در سال ۱۹۲۸،یک روش برای تولید پلی بوتادین با استفاده از سدیم به عنوان یک کاتالیزور ارائه داد. دولت اتحاد جماهیر شوروی تلاش به استفاده از پلی بوتادین به عنوان جایگزینی برای لاستیک طبیعی و گیاهی کرده و اولین نمونه در مقیاس صنعتی با استفاده از اتانول بدست آمده از سیب زمینی را در سال ۱۹۳۰ به وجود آورد.

   این آزمایش موفقیت آمیز بود، و در سال ۱۹۳۶ اتحاد جماهیر شوروی اولین کارخانه پلی بوتادین در جهان که در آن بوتادین از نفت بدست می آمد را ساخت. در سال ۱۹۴۰، اتحاد جماهیر شوروی بزرگترین تولید کننده پلی بوتادین با ۵۰،۰۰۰ تن در سال بود. پس از کار لبادف،دیگر کشورهای صنعتی مانند آلمان و ایالات متحده،پلی بوتادین و لاستیک بوتادین استایرن را به عنوان جایگزینی برای لاستیک طبیعی توسعه دادند.در اواسط دهه ۱۹۵۰ میلادی پیشرفت های عمده ای در زمینه کاتالیست انجام شد که توسعه و بهبود پلی بوتادین کمک کرد. تولید کنندگان پیشرو لاستیک و برخی از شرکت های پتروشیمی شروع به ساخت کارخانه های پلی بوتادین در همه کشورها کردند؛این توسعه تا بحران نفتی سال ۱۹۷۳ میلادی ادامه یافت.

   در آلمان،یک دانشمندان بایرنی،فرایند تولید پلی بوتادین که لبادف طراحی کرده بود را با استفاده کاتالیست سدیم دوباره راه اندازی کردند.برای این کار،آن ها از نام تجاری بونا استفاده کردند،که Bu از بوتادین و Na از سدیم گرفته می شد.[۱۳۶]آن ها دریافتند که استفاده از استایرن در فرایند خواص بهتری را نتیجه می دهد،به همین دلیل این راه را پیش گرفتند.آن ها بوتادین استایرن را اختراع کردند،که Buna-S نامیده می شد (S برای استایرن).

   اگرچه در سال ۱۹۳۹ شرکت گودریچ موفق به توسعه فرایند تولید پلی بوتادین شده بود،دولت امریکا بعد از ورود خود به جنگ جهانی دوم تصمیم گرفت از Buna-S برای توسعه صنعت لاستیک مصنوعی خود استفاده کند[۱۳۶].به همین دلیل،در طی این زمان،توسعه صنعتی اندکی در امریکا وجود داشت.بعد از جنگ،تقاضا برای تولید لاستیک مصنوعی کاهش پیدا کرد زیرا لاستیک طبیعی دوباره در دسترس بود.اگرچه در اواسط دهه ۵۰ با کشف کاتالیزور زیگلر ناتا،مجددا علاقه به تولید آن پدیدار شد.[۱۴۰]این روش ثابت کرد که خیلی بهتر از تولید بوتادین از سدیم می باشد.در سال بعد، شرکت امریکایی فریستون اولین شرکتی بود که با استفاده از کاتالیست بوتیلیتیوم،پلی بوتادین سیس پایین را تولید کرد.

   هزینه های تولید نسبتا بالا مانعی برای توسعه تجاری تا سال ۱۹۶۰ بود ،زمانی که تولید در مقیاس تجاری آغاز شد.[۱۴۰]تولید کننده هایی مانند،گودیر و لاستیک و گودریچ اولین شرکت هایی بودن که کارخانه تولید پلی بوتادین سیس بالا را تولید کردند،که شرکت های نفتی مانند شل و شرکت های تولید کننده مواد شیمیایی مانند بایر به دنبال خود داشت.در ابتدا،با کارخانه های ساخته شده در ایالات متحده و فرانسه،فریستون انحصار پلی بوتادین سیس پایین را دست گرفت،و مجوز آن را به شرکت های ژاپن و انگلستان صادر کرد.در سال ۱۹۵۶،شرکت ژاپنی JSR فرایند سیس پایین خود را توسعه داد و شروع به صدور مجوز آن در طول ده سال آینده کرد.

   بحران نفتی سال ۱۹۷۳ موجب توقف رشد تولید لاستیک مصنوعی شد.گسترش کارخانه های موجود تقریبا برای چند سال متوقف شد.پس از آن،ساخت کارخانه ها عمدتا در کشورهای در حال توسعه خاور دور (مانند کره جنوبی،تایوان،تایلند و چین) متمرکز شد،در حالی که کشورهای غربی افزایش ظرفیت کارخانه های موجود خود را شروع کرده بودند.در سال ۱۹۸۷،بایر استفاده از کاتالیست بر پایه نئودیمیوم برای کاتالیزه کردن پلی بوتادین را شروع کرد.در اوایل قرن ۲۱ ،صنعت لاستیک مصنوعی دوباره درگیر بحران شد.بایر،بزرگترین تولید کننده پلی بوتادین جهان،دچار زیان های مالی شد.

پلیمریزاسیون بوتادین:

۳،۱-بوتادین یک ترکیب آلی لست که یک هیدروکربن دی ان مزدوج ساده می باشد(دی ان دارای دو پیوند کربن-کربن با پیوند دوگانه می باشد).پلی بوتادین از به هم پیوستن تعداد زیادی مونومر ۳،۱-بوتادین و ایجاد زنجیره های پلیمری بلند، شکل می گیرد.از لحاظ اتصال زنجیره ای،بوتادین به سه طریق می تواند پلیمره شود،سیس،ترانس و وینیل.شکل های سیس و ترانس از طریق اتصال انتها به انتهای بوتادین شکل می گیرند،که به اصطلاح ۴،۱-پلیمریزاسیون گفته می شود.در نتیجه اشکال مختلف ایزومری پلی بوتادین،این ماده خواص مختلفی خواهد داشت.به عنوان مثال،سیس بالا پلی بوتادین دارای کشش بالا است و کابردهای زیادی دارد،در حالی که ترانس بالا یک کریستال پلاستیکی با کاربردهای کم می باشد.محتوای پلی بوتادین وینیل به طور معمول بیش از چند درصد نمی باشد.علاوه بر این سه نوع اتصال،پلی بوتادین از نظر شاخه و وزن مولکولی متفاوت می باشد.

پیوندهای دوگانه ترانس که در حین پلیمریزاسیون شکل می گیرند،این اجازه را می دهند که زنجیره پلیمر مستقیم بماند.همچنین اجازه می دهد برش های زنجیره پلیمر نقاط میکروکریستالی در ماده تشکیل دهد.پیوند دوگانه سیس موجب ایجاد خمیدگی در زنجیره می شود،که از تشکیل نقاط میکروکریستالی جلوگیری کرده و موجب ایجاد نقاط زیادی آمورف می شود.مشخص شده که درصد زیادی از پیوندهای دوگانه سیس در پلیمر،یک ماده با خاصیت کششی و انعطاف پذیر نتیجه خواهد داد (مانند لاستیک). در پلیمریزاسیون رادیکال آزاد، هر دو پیوند دوگانه سیس و ترانس به مقداری تشکیل خواهند شد که این بستگی به درجه حرارت دارد.کاتالیست ها بر مقدار سیس مقابل ترانس تاثیر دارند.

رضا فرضی
رضا فرضی
رضا فرضی هستم متولد 71 در شهرستان دیر استان بوشهر، فارغ التحصیل مقطع کارشناسی رشته مهندسی شیمی دانشگاه خلیج فارس بوشهر.
Recent Posts

ارسال نظر


*

Protected by WP Anti Spam

تماس با ما

پیغام خود را بگذارید تا در سریع ترین زمان پاسخگوی شما باشیم.

قابل خواندن نیست ؟ تغییر دهید.. captcha txt

متن خود را برای جستجو وارد نماید