Кратон (полимер)
Кратон — это торговое название ряда высокоэффективных эластомеров, производимых компанией Kraton Polymers и используемых в качестве синтетических заменителей каучука . Полимеры Кратона обладают многими свойствами натурального каучука, такими как гибкость, высокое сцепление и герметизирующие способности, но с повышенной устойчивостью к теплу, атмосферным воздействиям и химикатам.
Компания
[ редактировать ]Происхождение полимеров Кратон восходит к программе синтетического каучука (GR-S), финансируемой правительством США во время Второй мировой войны с целью разработки и создания внутренних возможностей поставок синтетического бутадиен-стирольного каучука (SBR) в качестве альтернативы натуральному каучуку. [1]
Shell Oil Company приобрела у правительства США завод в Торрансе, штат Калифорния, который был построен для производства синтетического бутадиен-стирольного каучука. [2] Компания сформировала подразделение эластомеров, которое в конечном итоге стало Kraton Corporation. Shell Oil Company расширяет ассортимент эластомеров в 1950-х годах, [3] под техническим руководством Мюррея Люфтгласса и Нормана Р. Легге . [4]
В рамках программы продажи активов, объявленной Shell в декабре 1998 года, в 2000 году бизнес по производству эластомеров Kraton был продан частной инвестиционной компании Ripplewood Holdings . [5] [6] Kraton завершил IPO 17 декабря 2009 года и стал отдельной публичной компанией. [7] В 2021 году сотрудники Kraton получили награду ASC Innovation Award в номинации «Следующее поколение средств для клейкости на биологической основе REvolutionTM». [8] Сотрудники Kraton получают награду ASC Innovation Award
Характеристики
[ редактировать ]
Полимеры Кратон представляют собой стирольный блок-сополимер (СБС), состоящий из блоков полистирола и блоков каучука. Резиновые блоки состоят из полибутадиена , полиизопрена или их гидрированных эквивалентов. Триблок с блоками полистирола на обоих концах, соединенными между собой резиновым блоком, является наиболее важной полимерной структурой, наблюдаемой в SBC. Если резиновый блок состоит из полибутадиена, соответствующая триблочная структура имеет вид: поли(стирол-блок-бутадиен-блок-стирол), обычно обозначаемая сокращенно SBS. Кратон D (SBS и SIS) и их селективно гидрированные версии Kraton G (SEBS и SEPS) являются основными полимерными структурами Kraton. Микроструктура СБС состоит из доменов полистирола, регулярно расположенных в матрице полибутадиена, как показано на микрофотографии ПЭМ . Изображение было получено на тонкой пленке полимера, налитой на ртуть из раствора, а затем окрашенной четырехокисью осмия .
Температура стеклования (T g ) полибутадиеновых блоков обычно составляет -90 °C, а T g полистирольных блоков составляет +100 °C. Таким образом, при любой температуре от -90 °C до +100 °C Kraton SBS будет действовать как физически сшитый эластомер . Если полимеры Kraton нагреваются значительно выше T g блоков, полученных из стирола, то есть выше примерно 100 ° C, например 170 ° C, физические поперечные связи изменяются от жестких стекловидных областей к текучим расплавленным областям, и весь материал течет и течет. поэтому его можно отливать, формовать или экструдировать в любую желаемую форму. При охлаждении эта новая форма возобновляет свой эластомерный характер. По этой причине такой материал называется термопластичным эластомером (ТПЭ). Блоки полистирола образуют в микроструктуре домены нанометрового размера и стабилизируют форму формованного материала. В зависимости от соотношения каучука и полистирола в материале полистирольные домены могут иметь сферическую форму, цилиндры или пластинки . Гидрогенизированные полимеры Кратона под названием Kraton G обладают повышенной устойчивостью к температуре (обычно обработка при 200–230 ° C), окислению и УФ-излучению. SEBS и SEPS благодаря своей полиолефиновой каучуковой природе обеспечивают превосходную совместимость с полиолефинами и парафиновыми маслами.
Приложения
[ редактировать ]
Полимеры Кратона всегда используются в смесях с различными другими ингредиентами, такими как парафиновые масла, полиолефины, полистирол, битум, смолы, повышающие клейкость, и наполнители, чтобы обеспечить очень широкий спектр продуктов конечного использования, начиная от клеев-расплавов и заканчивая ударопрочными прозрачными полипропиленовыми контейнерами, от медицинских соединений ТПЭ до модифицированного битума толя или от игрушек из масляного геля (включая секс-игрушки) до эластичных насадок в подгузниках. [9]
Он может сделать асфальт гибким, что необходимо, если асфальт будет использоваться для покрытия поверхности ниже уровня земли или для дорожного покрытия с высокими требованиями, например, для гоночных трасс Формулы-1. [10]
Соединения на основе кратона также используются в нескользящих рукоятках ножей. [11] [12]
Первые коммерческие компоненты с использованием Kraton G (термопластичной резины) в автомобильной промышленности появились в 1970-х годах. [13] Выполнение требований США к автомобильным бамперам , способным поглощать удары на скорости 5 миль в час (8 км/ч) без повреждения защитного оборудования автомобиля, привело к первому успешному коммерческому применению специализированных гибких полимеров в автомобилестроении в качестве облицовки для AMC Matador 1974 года . [14]
American Motors Corporation (AMC) также использовала этот полимерный пластик в AMC Eagle для гибких расширителей колесных арок соответствующего цвета, которые перетекали в расширители порогов. [15] [16] Это было необходимо из-за того, что гусеница Eagle была на 2 дюйма шире по сравнению с платформой AMC Concord, на которой базировались автомобили с полным приводом. [17] Кузов Eagle Kraton был легким, гибким и не трескался в холодную погоду, что типично для компонентов автомобильного кузова из стекловолокна. [18]
Некоторые сорта кратона также можно растворять в углеводородных маслах для создания продуктов типа смазки, «разжижающихся при сдвиге», которые используются при производстве телекоммуникационных кабелей, содержащих оптические волокна.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «История 1940-х годов» . kraton.com . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ «История 1950-х годов» . kraton.com . Проверено 14 января 2023 г.
- ^ «Обращение генерального директора» . kraton.com . Архивировано из оригинала 5 ноября 2012 года . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ Се, Генри; Квирк, Родни (1996). Анионная полимеризация: принципы и практическое применение . ЦРК Пресс. п. 480. ИСБН 9780824795238 . Проверено 19 августа 2017 г.
- ^ Боуден, Дрю (7 сентября 2000 г.). «Royal Dutch/Shell продаст инвесторам эластомеры Kraton» . Chemicalonline.com . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ Казинс, Кейт (2001). Полимеры для электронных компонентов . Технология Рапра. п. 101. ИСБН 9781847351982 . Проверено 4 ноября 2012 г.
- ^ «История 2010» . kraton.com . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ «Награды за инновации — Совет по клеям и герметикам» . www.ascouncil.org . Проверено 9 августа 2023 г.
- ^ «История 1980-х годов» . kraton.com . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ Бескровный, Д.; Давлетбаева И.; Гумерова, О. (2022). Химия, технология и свойства синтетического каучука . Россия: Издательство Казанского национального исследовательского технологического университета. п. 186. ИСБН 9785040191444 . Проверено 13 января 2023 г. - через Google Книги.
- ^ «Коммерческие новости США: новые продукты и торговая информация» . Министерство торговли США, Управление промышленности и торговли. 1985. с. 18 . Проверено 13 января 2023 г. - через Google Книги.
- ^ Керцман, Джо (8 сентября 2008 г.). «Ножи 2009» . Ф+В Медиа . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ Термопластичные эластомеры II: Обработка для повышения производительности: Материалы однодневного семинара, Том 2 . iSmiters Rapra Technology. 1989. ISBN 9780902348417 . Проверено 29 января 2017 г.
- ^ «История 1970-х годов» . kraton.com . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ Крансвик, Марк (2012). Автомобили American Motors: иллюстрированная история . МакФарланд. п. 270 . ISBN 9780786446728 . Проверено 29 января 2017 г.
Пластиковый полимерный материал с торговой маркой «Кратон» использовался для изготовления расширителей колесных ниш, порогов и защиты нижних дверных панелей.
- ^ «American Motors Corporation Eagle 1981 года (брошюра) Стандартные характеристики Eagle» (PDF) . xr793.com . п. 14 . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ «AMC Eagle Wagon 1986 года – впереди своего времени и позади времени» . Кербсайд Классик . 25 октября 2017 г. Проверено 13 января 2023 г.
- ^ Скотт, Джордон (27 марта 2020 г.). «Экскурсия по свалке полноприводных автомобилей Jeep и Eagle, спасших AMC» . Моторный тренд . Проверено 13 января 2023 г.
- Льюис, PR (январь 1972 г.). «Электронная микроскопия блок-полимеров sym-SBS». Полимер . 13 (1): 20–26. дои : 10.1016/0032-3861(72)90030-4 .
- «Официальные данные и приложения по полимерам Kraton G SEBS и SEPS» . kraton.com . Архивировано из оригинала 19 мая 2017 года . Проверено 13 января 2023 г.