Isoprenový kaučuk

Kousky isoprenového kaučuku ve francouzské laboratoři

Isoprenový kaučuk (IR) je syntetický kaučuk, který se vyrábí polymerizací isoprenu. Reprezentuje syntetickou obdobu přírodního kaučuku. Jeho vulkanizáty mají vysokou pevnost a tažnost. Je odolný proti oděru a vykazuje dobré výsledky při únavových zkouškách.

Výhodami oproti přírodnímu kaučuku jsou lepší vlastnosti při nízkých teplotách a lepší chování při vytlačování, vstřikování a kalandrování. Nevýhodami jsou trochu menší pevnost, špatná odolnost vůči vysokým teplotám a náchylnost k oxidaci ozonem.[1]

Historie

[editovat | editovat zdroj]

Pokusy syntetizovat isoprenový kaučuk byly ještě před 50. lety, ale připravené polymery nevykazovaly dobré mechanické vlastnosti. Důvodem byl malý obsah cis-1,4 jednotek.

Situace se změnila s vývojem nových katalyzátoru poskytujících stereoregulární produkty. V roce 1960 Shell Chemical Company komercionalizovala isoprenový kaučuk s obsahem cis-1,4 jednotek 92%, katalyzátorem byla sloučenina na bázi alkyl lithia. Kvůli malému obsahu cis-1,4 jednotek produkt, oproti přírodnímu kaučuku, nebyl schopen krystalizovat za napětí, což mělo za důsledek horší tahové vlastnosti.

V roce 1962 Goodyear představila isoprenový kaučuk s obsahem cis-1,4 jednotek 98,5%. Polymerizace byla katalyzována ZN katalyzátorem na bázi alkyl titanu. Produkt byl schopen krystalizace za napětí.

Později byly připraveny jiné izomery isoprenového kaučuku. Izomer s vysokým obsahem trans-1,4, který byl syntetickou obdobou balaty, vyráběla společnost Polysar. Izomer s vysokým obsahem 3,4 byl připraven pomocí katalytického systému na bázi alkyl lithia s použitím polárních modifikátoru.[2]

Varianty izomerie při polymerizaci isoprenu

Příprava

[editovat | editovat zdroj]

Výchozí surovinou je isobutylen, který podléhá Prinsove reakci. Připravený isopren polymerizuje v přítomnosti katalyzátoru na bázi titanu.

Příprava isoprenu pomocí Prinsove reakci

Výroba

[editovat | editovat zdroj]

Isopren, rozpouštědlo a katalyzátor jsou dávkovány do reaktoru, přičemž se do reaktoru nesmí dostat nečistoty, vlhkost a vzduch, které jsou jedy pro katalyzátor.

Po dosažení určitého polymeračního stupně se přidává deaktivátor katalyzátoru a antioxidant.

Dalším krokem je odpaření rozpouštědla, odstranění vody, ochlazení a balení výrobku.[2]

Výrobní linka isoprenového kaučuku

Vlastnosti

[editovat | editovat zdroj]
Vlastnosti isoprenového kaučuku[3]
Pevnost v tahu (MPa) ~ 30
Modul 300% (MPa) ~ 12
Prodloužení při přetržení (%) ~ 500
Strukturní pevnost (kN/m) ~ 100
Tvrdost Shore A ~ 60

Využití

[editovat | editovat zdroj]

Stejně jako přírodní kaučuk může být použit pro výrobu pneumatik, pasových dopravníku, těsnění a hadic, ale kvůli nižší ceně se většinou používá přírodní kaučuk. Výhradně isoprenový kaučuk se používá v aplikacích, kde je nutná vysoká čistota produktu a méně náročné zpracování kaučuku. Jinak isoprenový kaučuk se převážně vyrábí ze strategických důvodu jako náhrada přírodního kaučuku.[3]

Odkazy

[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy

[editovat | editovat zdroj]

Reference

[editovat | editovat zdroj]
  1. ↑ Polyisoprene. polymerdatabase.com [online]. [cit. 2022-12-11]. Dostupné online. 
  2. ↑ a b SYNTHETIC POLYISOPRENE. www.mtec.or.th [online]. [cit. 2022-12-11]. Dostupné online. 
  3. ↑ a b SHUTTLEWORTH, M.J.; WATSON, A.A. Synthetic Polyisoprene Rubbers. S. 233–267. Developments in Rubber Technology—2 [online]. 1981 [cit. 2022-12-11]. S. 233–267. Dostupné online. DOI 10.1007/978-94-009-8108-9_8.