Butylkautschuk
Butylkautschuk ist ein synthetischer Kautschuk aus Isobutylen und einer kleinen Menge Isopren. Das fertige Produkt neigt zu Undichtigkeiten und wird normalerweise zur Herstellung von Auto- und Flugzeugreifen verwendet.
Butylkautschuk ist ein Isobutylen-Isopren-Copolymer, das erstmals 1943 in die industrielle Produktion eingeführt wurde.
Die wesentlichen Vorteile von Butylkautschuk sind:
Gute Luftdichtheit, Hitze-, Ozon-, Alterungs- und Chemikalienbeständigkeit sowie Stoßdämpfung und elektrische Isolierung.
Die Nachteile sind:
Langsame Vulkanisation und schlechte Verarbeitungseigenschaften.
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Hauptanwendungen:
Herstellung verschiedener Arten von Reifenschläuchen, luftdichten Reifenschichten, verschiedenen Arten von Dichtungsringen sowie Verwendung als Auskleidung von Behältern für korrosive Flüssigkeiten in der chemischen Industrie, von Rohren und Förderbändern. In der Landwirtschaft wird es als Abdichtungsmaterial verwendet.
Im Jahr 2005 lag Chinas Verbrauch an Butylkautschuk bei fast 150.000 Tonnen, von denen 30.000 Tonnen im Inland produziert wurden. 80 % des Verbrauchs beruhten auf Importen, wobei die jährliche Wachstumsrate der Importe von 1999 bis 2004 26,9 % betrug. Aufgrund des kontinuierlichen Anstiegs des internationalen Ölmarktes ist auch der Preis für Butylkautschuk in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen. Der Preis für Butylkautschukprodukte ist ebenfalls gestiegen, aber der Gesamtpreisanstieg beträgt mehr als 30 % und übertrifft den Preisanstieg für Butylkautschuk bei weitem, der um ein Vielfaches gestiegen ist. Infolgedessen haben viele Unternehmen, die viel Butylkautschuk verwenden, ihre Aufmerksamkeit auf das beste Alternativprodukt zu Butylkautschuk gerichtet – Butyl-Recyclingkautschuk. Butyl-Recyclingkautschuk hat neben ähnlichen Eigenschaften wie das ursprüngliche Polymer auch bestimmte spezielle Mischvorteile, die die Dimensionsstabilität und Hitzebeständigkeit verbessern und das Risiko von Anbrennen verringern. Es hat auch eine gute Gasbeständigkeit.
Dichtheit, ähnlich wie beim ursprünglichen Butylkautschuk. Im Vergleich zu synthetischem Kautschuk behält es die verschiedenen Eigenschaften des ursprünglichen Kautschuks besser. Daher ist Butyl-Recyclingkautschuk eine gute Materialwahl für einen guten Geschäftsbetrieb und die Herstellung von Reifenschläuchen. Butylkautschuk enthält eine kleine Menge Isopren, daher ist sein Sättigungsgrad niedriger. Die Alterungsbeständigkeit seines Vulkanisats ist sehr gut, was darauf hindeutet, dass es eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit aufweist. Experimente haben auch gezeigt, dass die Rolle von Sauerstoff beim Recycling von vulkanisiertem Butylkautschukabfall gering ist, sodass das Recycling von entschwefeltem Butylkautschuk schwieriger ist als das von Naturkautschuk.
Derzeit gibt es in China sechs oder sieben Arten von Produktionsverfahren für Butylregeneratgummi, darunter hauptsächlich Dämpfen, Frittieren, Extrudieren, Mikrowellen, Bestrahlung, kontinuierliche Hochtemperatur-Katalyseverfahren und chemisch-mechanische Verfahren usw. Unabhängig davon, welches Verfahren verwendet wird, besteht das Ziel darin, die vernetzte Struktur des Butylkautschukabfalls mit wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Methoden in eine lineare Struktur umzuwandeln. Mit der rasanten Entwicklung der chinesischen Reifenindustrie ist der Verbrauch von Butylkautschuk stark gestiegen, insbesondere mit der rasanten Entwicklung von Radialreifen. Darüber hinaus wurde der nationale Standard für „Dingji Hua von medizinischen Flaschenverschlüssen“ herausgegeben, der zu einer starken Nachfrage nach Butylkautschuk auf inländischen und ausländischen Märkten geführt und die Entwicklung von Butylregeneratgummi gefördert hat.
Aufgrund des Rohstoffmangels für die Produktion von Butylregenerat in China ist jedoch der Preis für Butylschläuche aus Altgummi von rund 20.000 Yuan pro Tonne vor zwei Jahren auf aktuell rund 6.100 Yuan pro Tonne gestiegen, während der Preis für Gummikappen aus Altgummi von rund 800 Yuan pro Tonne auf aktuell rund 3.800 Yuan pro Tonne und der Preis für Verschlüsse von Medizinflaschen von rund 1.000 Yuan pro Tonne auf aktuell rund 2.000 Yuan pro Tonne gestiegen ist. Obwohl der Preis für Butylregenerat gestiegen ist, konnte er mit dem starken Anstieg des Preises für Butylkautschuk aus Altgummi nicht Schritt halten. Dies hat dazu geführt, dass viele Hersteller von Butylregeneratgummi zuvor hohe Gewinne erzielten oder nun nur noch geringe oder überhaupt keine Gewinne mehr erzielten. Eine Analyse der Gründe hierfür zeigt, dass die Hauptursache der Produktionsprozess und die -methode sowie die schlechten physikalischen Eigenschaften des produzierten Butylregeneratkautschuks sind, der nur zu niedrigen Preisen verkauft werden kann, wodurch die Hersteller keinen Gewinn erzielen und große Mengen wertvoller Ressourcen verschwenden. Die traditionellen Entschwefelungsmethoden sind derzeit in China sehr beliebt und die meisten Hersteller verwenden die dynamische Tankentschwefelung oder die Entschwefelung in feuergerösteten Tanks. Die beiden Methoden haben die folgenden Nachteile: Die dynamische Entschwefelung bietet nur Entschwefelungsbedingungen bei hoher Temperatur und hohem Druck und die Entschwefelungszeit ist lang. Außerdem müssen teure Weichmacherzusätze hinzugefügt werden. Der Schlüssel liegt darin, dass es keine Reibungs- und Druckkraft auf das zu entschwefelnde Rohmaterial ausüben kann, was zu Oberflächenkarbonisierung und innerer Nichtdurchdringung des Rohmaterials führen kann, was zu ungleichmäßig verteilten Partikeln auf der Produktoberfläche führt und die Produktqualität beeinträchtigt. Die Entschwefelung in einem Tank mit feuergeröstetem Gummi ist in Bezug auf die genaue Temperaturkontrolle und die Karbonisierung sogar noch schlechter als die dynamische Entschwefelung. Viertens ist der Verlust an Zugfestigkeit und anderen physikalischen Indikatoren gering. Vor der Verarbeitung werden zufällige Proben der Altreifen entnommen, um einen Durchschnittswert zu ermitteln. Der Zugfestigkeitswert des regenerierten Gummis nach der Verarbeitung ist nur 0,3-0,5 MPa niedriger als der Durchschnittswert vor der Verarbeitung, was bei der Entschwefelungsmethode beispiellos ist. Die Vulkanisationstemperatur des Knetverfahrens wird für die Quelle der Butylkautschuk-Rohstoffe kontrolliert, was für Butyl-Abfallschläuche unterschiedlich ist. Beispielsweise kann die hohe Zugfestigkeit 10 MPa oder mehr erreichen, während die niedrige nur 6,3 MPa erreichen kann. Das spezifische Gewicht ist ebenfalls gleich.
Nach längerer Beobachtung und Experimenten wurde festgestellt, dass die Zugfestigkeit und das spezifische Gewicht hoch und die kritische Temperatur niedrig sind. Umgekehrt ist die kritische Temperatur hoch. Der Butylkautschukgehalt bestimmt die kritische Entschwefelungstemperatur. Vor der Verarbeitung jeder Rohstoffcharge müssen die Zugfestigkeit oder das spezifische Gewicht der Rohstoffe stichprobenartig überprüft werden. Anhand der tatsächlichen Daten kann die Entschwefelungstemperatur (d. h. die kritische Temperatur) für Butylkautschukkapseln und andere Butylrohstoffe berechnet werden. Die Entschwefelungstemperatur ist für Kautschuk, der mit einem Schwefel-Schwefel-Vulkanisationssystem oder einem Zinnchlorid-Vulkanisationssystem vulkanisiert wurde, relativ hoch. Die Temperatur wirkt sich auf die Mendel-Viskosität aus, die einer der physikalischen Indikatoren für Butylregeneratkautschuk ist. Die Qualität von Butylregeneratkautschuk ist gut oder schlecht. Der zweite physikalische Indikator ist die Mendel-Viskosität, gefolgt von der Zugfestigkeit und der Zugdehnung bei Bruch. Derzeit verwenden inländische Hersteller von großen Butylschläuchen Butylregenerat mit einem MI (ML + 1 + 4) von 100 Grad 55±5 für ihre Produktion, während Hersteller von Fahrrad- und Motorradschläuchen und anderen kleinen Schläuchen einen MI (ML + 1 + 4) von 100 Grad 45±5 verlangen. Manche spezialisierten Hersteller fordern sogar einen MI (ML + 1 + 4) von 100 Grad unter 40. Höhere MI-Werte führen zu einer höheren Zugfestigkeit und besseren Verarbeitbarkeit, während niedrigere MI-Werte eine geringere Zugfestigkeit und bessere Verarbeitbarkeit zur Folge haben.
Bei der Knetmethode zur Entchlorung werden zur Sicherstellung der Festigkeitsindikatoren Weichmacher (mechanisches Öl) hinzugefügt, um die kritische MI-Temperatur einzustellen und die thermische Oxidation zu kontrollieren. Butylkautschuk ist ein künstlich synthetisierter Kautschuk, und die Kontrolle der kritischen Temperatur ist der Schlüssel bei der Verwendung der Knetmethode zur Entchlorung. Wenn die Rohstoffe im Kneter geknetet und Reibung und Kompression ausgesetzt werden, erhitzen sie sich und erreichen die kritische Temperatur. An diesem Punkt sind die Prozesse des Aufquellens, der Aktivierung und der mechanischen Dispersion abgeschlossen. Der thermische Oxidationsprozess kann durch rechtzeitiges Abkühlen gestoppt und der thermische Oxidationsprozess durch Kontrolle der kritischen Temperatur und rechtzeitiges Abkühlen kontrolliert werden. Dies ist entscheidend.
Es ist notwendig, dies umgehend zu tun. Das Knetverfahren zur Entchlorung im Produktionsprozess von Butylregeneratkautschuk erzeugt bei der kritischen Temperatur nur eine geringe Menge nebligen Rauchs. Über dem Kneter ist ein Luftsammler installiert, und der Ventilator leitet den Rauch in eine Wasservorhang-Kondensations- und Rauchentfernungsvorrichtung, die vollständig und ohne Umweltschäden abgelassen werden kann. Das Kondensat wird recycelt und die im Wasser schwimmenden Stoffe werden abgeschöpft, um als Weichmacher oder als Brennstoff verwendet zu werden. Nitrilkautschuk wird durch Polymerisation von Butadien und Acrylnitril in einem Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt. Nitrilkautschuk wird hauptsächlich im Niedertemperatur-Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt. Er weist eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit, hohe Verschleißfestigkeit, gute Hitzebeständigkeit und starke Haftung auf, seine Nachteile sind jedoch eine schlechte Niedertemperaturbeständigkeit, schlechte Ozonbeständigkeit und schlechte elektrische Eigenschaften. Seine Elastizität ist etwas geringer.
Nitrilkautschuk wird hauptsächlich zur Herstellung ölbeständiger Gummiprodukte verwendet. Nitril-Butadien-Kautschuk
Dies ist ein synthetischer Kautschuk, der durch Copolymerisierung von Butadien und Acrylnitril hergestellt wird. Es ist ein Kautschuk, der eine gute Beständigkeit gegen Öl (insbesondere Alkanöl) und eine gute Alterungsbeständigkeit aufweist. Der Acrylnitrilgehalt (%) hat fünf Grade: 42-46, 36-41, 31-35, 25-30 und 18-24. Je höher der Acrylnitrilgehalt, desto besser ist die Ölbeständigkeit, aber die Kältebeständigkeit nimmt ab. Es hat auch eine gute Wasserbeständigkeit, Luftdichtigkeit und ausgezeichnete Hafteigenschaften. Es wird häufig verwendet, um verschiedene ölbeständige Gummiprodukte herzustellen, wie z. B. ölbeständige Dichtungen, ölbeständige Unterlegscheiben, ölbeständige Hülsen, ölbeständige Schläuche, ölbeständige Verpackungen, ölbeständige Gummischläuche, Druckwalzen zum Färben und Kabelgummimaterialien. Es ist ein unverzichtbares elastisches Material in Branchen wie der Automobil-, Luftfahrt-, Erdöl- und Fotokopierindustrie.
Grundeigenschaften
Nitrilkautschuk weist eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit auf, die nur von Polysulfidkautschuk und Fluorkautschuk übertroffen wird, und weist eine gute Verschleißfestigkeit und Luftdichtigkeit auf. Der Nachteil von Nitrilkautschuk ist die schlechte Beständigkeit gegen Ozon und aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ketone und Ester. Es eignet sich zur Herstellung von Isoliermaterialien.
Hauptverwendungszwecke
Nitrilkautschuk wird hauptsächlich zur Herstellung ölbeständiger Produkte wie ölbeständiger Schläuche, Gummistreifen, Gummimembranen und großer Ölbeutel verwendet. Er wird häufig zur Herstellung verschiedener ölbeständiger Formprodukte wie O-Ringen, Öldichtungen, Bechern, Ventilen, Bälgen sowie Gummiplatten und verschleißfesten Teilen verwendet.