styrene butadiene

๒๕๖๒ กระบวนการแปรรูปและการใชง้ านกระบวนการแปรรูปและการใชง้ าน Butadiene Rubber สมบัตแิ ละการใช้งาน [ชื่อยอ่ ช่ือทางการคา้ ของยาง สูตรโครงสร้าง กระบวนการแปรรูปและการใชง้ าน ของยางสไตรีนบิวทาไดอีน] Nuchjaree suksai 18/09/62

12 ใบความรู้ที่ 4 จานวน 4 คาบ ชื่อหน่วยการสอน กระบวนการแปรรูปยางสังเคราะห์ คร้ังท่ี 4 - 5 แต่ละชนิด สมบตั แิ ละการใช้งาน แผ่นท่ี 1 เรื่อง ยางสไตรีนบิวทาไดอนี จุดประสงค์ 1. รู้ชื่อเตม็ ชื่อยอ่ และชื่อทางการคา้ ของยาง สไตรีนบิวทาไดอีนได้ 2. เขียนสูตรโครงสร้างของยางสไตรีนบิวทาไดอีนได้ 3. อธิบายกระบวนการแปรรูปและการใชง้ านของยางสไตรีนบิวทาไดอีนได้ เนือ้ หา ยางสไตรีนบวิ ทาไดอนี (Styrene Butadiene Rubber) ชื่อยอ่ SBR องคป์ ระกอบ ประกอบดว้ ยโมโนเมอร์ 2 ชนิด คือ 1. สไตรีนโมโนเมอร์ (Styrene monomer) 2. บิวทาไดอีนโมโนเมอร์ (Butadiene monomer) ช่ือทางการค้า Plioflex ของ Goodyear Chem ASRC ของ Ammerican Synthetic Rubber Krylene or Krynol ของ Polysar Synpol ของ Synpol Inc.

ใบความรู้ที่ 4 13 ช่ือหน่วยการสอน กระบวนการแปรรูปยางสังเคราะห์ จานวน 4 คาบ แต่ละชนิด สมบัตแิ ละการใช้งาน คร้ังท่ี 4 - 5 เร่ือง ยางสไตรีนบิวทาไดอนี แผ่นท่ี 2 สูตรโครงสร้างของยางสไตรีนบิวทาไดอนี 1 . การสังเคราะห์ยาง SBR ท่ีใชใ้ นปัจจุบนั มี 2 วธิ ี คือ 1.1 การสังเคราะห์ดว้ ยวธิ ีอิมลั ชนั จะไดพ้ อลิเมอร์ที่มีน้าหนกั โมเลกุลสูงมาก ปฏิกิริยาเกิดที่ 50 0C เรียกวา่ “ Hot Rubber” (เกิดปฏิกิริยา 70-75 % ถา้ มากกวา่ น้ีเกิดการเชื่อมขวางและเกิดก่ิงกา้ น ส่งผลตอ่ สมบตั ิทางกายภาพ) ถา้ ปฏิกิริยาเกิดท่ี 5 0C เรียกวา่ “ Cold Rubber” จะมีโครงสร้างเป็ นสายโซ่ตรงมากกวา่ Hot Rubber 1000 hot polymer 1100 hot block masterbatch with 14 or lest parts of oil per hundred part SBR 1500 cold polymer 1600 cold block masterbatch with 14 or lest parts of oil per hundred part SBR 1700 cold oil masterbatch 1800 cold oil-black masterbatch with more than 14 phr oil 2000 hot lattices 2100 cold lattices 1.2 การสงั เคราะห์ดว้ ยระบบสารละลาย ยางมีลกั ษณะดีกวา่ แบบอิมลั ชนั คือ การกระจายของน้าหนกั โมเลกุลแคบกวา่ มีก่ิงกา้ นนอ้ ยกวา่ ปริมาณ cis มากกวา่ สีออ่ นกวา่ สิ่งเจือปนนอ้ ยกวา่ ทนต่อการขดั ถู ทนต่อการหกั งอ การกระเดง้ ตวั ดีกวา่ เกิดความร้อนสะสมนอ้ ยกวา่ การวลั คาไนซ์เร็วกวา่ แต่สมบตั ิที่ดอ้ ยกวา่ คือ ความตา้ นทานต่อแรงดึงต่า โมดูลสั ต่า และแปรรูปยาก

14 ใบความรู้ที่ 4 จานวน 4 คาบ ชื่อหน่วยการสอน กระบวนการแปรรูปยางสังเคราะห์ คร้ังท่ี 4 - 5 แต่ละชนิด สมบัตแิ ละการใช้งาน แผ่นท่ี 3 เร่ือง ยางสไตรีนบวิ ทาไดอนี เกรดโซลูชัน SBR 1200 – 1249 1250 – 1299 เกรดยาง 1300 – 1349 1350 – 1399 ยางแหง้ 1400 – 1449 ยางมีน้ามนั 1450 – 1499 ยางมีเขม่าดา ยางมีน้ามนั และเขมา่ ดา น้ายาง อ่ืนๆ 2. สมบตั ขิ องยาง SBR 2.1 มีความถ่วงจาเพาะ 0.93 2.2 การจดั ตวั ของโมโนเมอร์ไม่เป็นระเบียบจึงตกผลึกไม่ไดเ้ ม่ือดึง 2.3 ทนต่อการฉีกขาดต่ามาก 2.4 มีพนั ธะคูท่ ี่วอ่ งไวต่อปฏิกิริยา (แต่นอ้ ยกวา่ ยางธรรมชาติ) จึงสามารถวลั คาไนซ์ดว้ ยกามะถนั ได้ (แต่ cure ชา้ กวา่ ยางธรรมชาติ) 2.5 ไมท่ นต่อปฏิกิริยาออกซิเดชนั (สมบตั ิดีกวา่ ยางธรรมชาติเลก็ นอ้ ย) 2.6 ละลายในตวั ทาละลายบางชนิด เช่น น้ามนั ปิ โตรเลียม 2.7 เป็นฉนวนที่ดี 3. สมบตั ขิ องยาง SBR เมื่อเปรียบเทยี บกบั ยางธรรมชาติ 3.1 การเหนียวติดกนั เอง (tack) ต่ากวา่ ยางธรรมชาติ 3.2 การละลายในตวั ทาละลายจะเหมือนกบั ยางธรรมชาติ 3.3 ในระบบการวลั คาไนซ์ ใชก้ ามะถนั นอ้ ยกวา่ ยางธรรมชาติแตใ่ ชต้ วั เร่งท่ีมีประสิทธิภาพสูงกวา่

15 ใบความรู้ที่ 4 จานวน 4 คาบ ช่ือหน่วยการสอน กระบวนการแปรรูปยางสังเคราะห์ คร้ังที่ 4 - 5 แต่ละชนิด สมบัติและการใช้งาน แผ่นท่ี 4 เรื่อง ยางสไตรีนบิวทาไดอนี 3.4 ทนตอ่ แรงดึง (Tensile strength) ต่ากวา ตอ้ งเติมสารตวั เติมเสริมประสิทธิภาพ (reinforcing filler ) 3.5 ทนตอ่ การฉีกขาดขณะร้อน (hot tear strength) ของยางวลั คาไนซ์ต่ากวา่ ยางธรรมชาติ 3.6 ทนตอ่ การสึกหรอดีกวา่ ยางธรรมชาติ 3.7 ทนตอ่ การเกิดรอยแตกดีกวา่ ยางธรรมชาติ 3.8 การกระดอนต่ากวา่ ยางธรรมชาติ 3.9 เกิดความร้อนสะสมสูงกวา่ ยางธรรมชาติ 3.10การหดตวั (shrinkage) ในการรีดแผน่ มากกวา่ ยางธรรมชาติ กรณีเอก็ ทรูดซ์จะเกิด die swell 4. การแปรรูปยาง SBR และการใช้สารเคมี 4.1 ผา่ นการแปรรูปความหนืดคงท่ี ถา้ ตอ้ งการความน่ิมเป็นพิเศษสามารถเติมพลาสติไซเซอร์ แตก่ ารบดผสม SBR กบั น้ามนั คอ่ นขา้ งยากไม่ตอ้ ง masticate 4.2 ไม่ค่อยพนั ลูกกลิ้ง (ตอ้ งเพ่ิมอุณหภูมิเป็น 50 0C ) มกั บดผสมภายใน 4.3 ตอ้ งเติม tackifying agent 4.4 ตอ้ งเติม reinforcing filler 4.5 ใชก้ ามะถนั ทาใหเ้ กิด crosslink 4.6 การ cure ชา้ กวา่ ยางธรรมชาติตอ้ งเพ่มิ ตวั เร่ง 20-30 % หรือใชต้ วั เร่งที่มีประสิทธิภาพสูงกวา่ 5. การขนึ้ รูป 5.1 การอดั เบา้ (Compression moulding) SBR แขง็ จึงไม่ติดเบา้ ; hot tear strength ต่าไม่ควรดึง จากเบา้ แรง 5.2 การรีดแผน่ (Carlender) ใชอ้ ุณหภูมิใกลเ้ คียงกบั ยางธรรมชาติถา้ ตวั เติมนอ้ ย จะรีดแผน่ ไดย้ าก การเพิ่มยางธรรมชาติจะทาให้ green strength ,ตอ้ งเพิม่ tackifying agent 5.3 การเอก็ ทรูดซ์ (Extrusion) ไม่มีปัญหายางนิ่ม แตเ่ กิด die swell ตอ้ งเติม พลาสติไซเซอร์ 6. การใช้งาน พ้ืนรองเทา้ , ฉนวนหุม้ เคเบิล้ , ลูกกลิ้งยาง, ยางหุม้ ท่อน้า ฯลฯ