Produktion av syntetiskt gummi

Syntetiska elastomerer framställs i industriell skala i antingen lösnings- eller emulsionspolymerisationsmetoder. ( Lösningspolymerisation och emulsionspolymerisation beskrivs i artikelkemin för industriella polymerer .) Polymerer framställda i lösning har i allmänhet mer linjära molekyler (det vill säga mindre förgrening av sidokedjor från huvudpolymerkedjan), och de har också en smalare fördelning av molekyler vikt (det vill säga större längd) och flyter lättare. Dessutom kan placeringen av monomerenheterna i polymermolekylen kontrolleras mer exakt när polymerisation genomförs i lösning. Monomeren eller monomererna löses i ett kolvätelösningsmedel, vanligtvis hexan eller cyklohexan, och polymeriseras med användning av en organometallisk katalysator såsom butyllitium.

I emulsionspolymerisation , monomeren (eller monomererna) emulgeras i vatten med en lämplig tvål (t.ex. natriumstearat) som används som ett ytaktivt medel , och en vattenlöslig fri-radikal katalysator (t.ex. kaliumpersulfat, peroxider, ett redoxsystem) är tillsattes för att inducera polymerisation. Efter att polymerisationen har nått den önskade nivån stoppas reaktionen genom tillsats av en radikal hämmare. Cirka 10 procent av syntetisk elastomer som produceras genom emulsionstekniker säljs som latex . Resten koaguleras med surgjord saltlösning, tvättas, torkas och pressas till 35 kg (77 pund) balar.

Schematiskt diagram över emulsionspolymerisationsmetoden. Monomermolekyler och friradikala initiatorer sätts till ett vattenbaserat emulsionsbad tillsammans med tvålliknande material kända som ytaktiva medel, eller ytverkande medel. De ytaktiva molekylerna, sammansatta av en hydrofil (vattenattracerande) och en hydrofob (vattenavvisande) ände, bildar en stabiliserande emulsion före polymerisation genom att belägga monomerdropparna. Andra ytaktiva molekyler klumpas samman i mindre aggregat som kallas miceller, som också absorberar monomermolekyler. Polymerisation sker när initiatorer migrerar in i micellerna, vilket inducerar monomermolekylerna för att bilda stora molekyler som utgör latexpartikeln. Encyclopædia Britannica, Inc.

När emulsionspolymerisation av SBR utförs "varm" (dvs vid 50 ° C eller 120 ° F) är polymermolekylerna mer grenade. När polymerisation utförs "kall" (dvs vid 5 ° C eller 40 ° F) är de mer linjära och generellt högre i molekylvikt - funktioner som förbättrar däckens rullmotstånd och slitstyrka. I vissa fall fortsätter polymerisationen för att ge produkter med så hög molekylvikt att de normalt sett skulle vara överträffliga. I dessa fall tillsätts cirka 30 procent av en tung olja före koagulering för att ge "oljeförlängda" elastomerer med överlägsen slitstyrka