Styrol-Butadien-Latex

Styrol-Butadien-(SB)-Latex ist ein üblicher Typ von Emulsionspolymer, der in einer Reihe von industriellen und kommerziellen Anwendungen verwendet wird. Da es aus zwei verschiedenen Arten von Monomeren besteht, Styrol und Butadien, wird SB-Latex als Copolymer eingestuft. Styrol wird aus der Reaktion von Benzol und Ethylen gewonnen, und Butadien ist ein Nebenprodukt der Ethylenproduktion.

Styrol-Butadien-Latex unterscheidet sich sowohl von seinen Monomeren als auch von Naturlatex, das aus dem Saft von Hevea brasiliensis Bäume (auch bekannt als Gummibäume). Es unterscheidet sich auch von einem anderen hergestellten Compound, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), der einen ähnlichen Namen trägt, aber andere Eigenschaften bietet. Wir werden im nächsten Abschnitt etwas mehr auf SBR eingehen, aber Sie können in unserem Begleitartikel mehr über die Unterschiede zwischen SB-Gummi und SB-Latex lesen.

Im Laufe der Jahre arbeiteten Chemiker daran, die Eigenschaften von Naturkautschuk zu verbessern. Fast jeder kennt Charles Goodyear, der Anfang des 19. Jahrhunderts den Vulkanisationsprozess entwickelte und Latexkautschuk mit Schwefel und Bleioxid mischte, um ein härteres, haltbareres Gummiprodukt herzustellen. Aber der Aufstieg der Autoindustrie in den frühen 1900er Jahren stellte erhöhte Anforderungen an die Versorgung mit Naturlatex und spornte Wissenschaftler auf der ganzen Welt an, Kautschuk im Labor neu herzustellen.

Dr. Walter Bock war einer dieser Wissenschaftler und entdeckte 1929, wie man einen synthetischen Kautschuk herstellt, indem er Styrol und Butadien im richtigen Verhältnis polymerisiert – 25 Prozent Styrol und 75 Prozent Butadien. Sein Produkt war als Styrol-Butadien-Kautschuk bekannt und wurde unter dem Handelsnamen Buna S vertrieben. Das vielseitige Produkt fand seinen Weg in eine Vielzahl von Anwendungen, von Fahrzeugreifen und Förderbändern bis hin zu Schuhsohlen und Fußmatten.

Nach dem Zweiten Weltkrieg experimentierten Chemiker weiter mit Materialien auf Styrol-Butadien-Basis und stellten fest, dass das Copolymer sehr vielseitig war. Durch Änderung des Verhältnisses von Styrol zu Butadien oder durch Zugabe anderer Chemikalien – einschließlich funktioneller Monomere, Tenside und Initiatoren – konnten sie die endgültigen Eigenschaften des resultierenden Materials verändern. Aus diesen Experimenten entstand Styrol-Butadien-Latex, das sich ganz anders verhielt als SBR. Die Entwicklung der Latexfarbe durch die Dow Chemical Company in den späten 1940er Jahren war eine der ersten großen Anwendungen von Styrol-Butadien-Latex. Als Bindemittel im Verhältnis 60-40 verbessert Styrol-Butadien-Latex die Haftung und Haltbarkeit von Farben auf Wasserbasis. Latexfarbenprodukte hatten wenig Geruch, waren ungiftig und nicht brennbar und die Reinigung mit Wasser war einfach.

Im Laufe der Zeit konnten Chemiker den Emulsionspolymerisationsprozess weiter anpassen und verfeinern, um neue Verwendungen, neue Produkte zu schaffen und neue Märkte für SB-Latex zu erschließen, in Produkten wie Papierbeschichtungen, Textilrückseitenbeschichtungen und Vliesstoffen.

Styrol-Butadien-Latex wird im Polymeremulsionsverfahren hergestellt. Dabei werden die Monomere zusammen mit Tensiden, Initiatoren, Carbonsäuren und Spezialmonomeren dem Wasser zugesetzt. Initiatoren lösen die Kettenreaktionspolymerisation aus, die das Styrolmonomer mit dem Butadienmonomer verbindet. Butadien selbst ist die Vereinigung von zwei Vinylgruppen, kann also mit vier anderen Monomereinheiten reagieren. Dadurch kann es das Wachstum der Polymerkette verlängern, aber auch eine Polymerkette mit einer anderen verbinden. Dies wird als Vernetzung bezeichnet und ist für die Styrol-Butadien-Chemie von entscheidender Bedeutung. Der vernetzte Teil des Polymers löst sich nicht in geeigneten Lösungsmitteln, sondern quillt zu einer gelartigen Matrix auf.

Die meisten kommerziellen Styrol-Butadien-Polymere sind stark vernetzt und haben daher einen hohen Gelgehalt, eine kritische Eigenschaft, die einen starken Einfluss auf die Leistung des Latex hat und mehr Zähigkeit, Festigkeit und Elastizität als andere Materialien ermöglicht. Als nächstes werden wir untersuchen, wie diese Eigenschaften in einer Reihe von Branchen und Anwendungen sinnvoll eingesetzt werden können.

Styrol-Butadien-Latex bietet eine Reihe von Vorteilen, einschließlich Füllstoffakzeptanz und Zug/Dehnungs-Gleichgewicht. Die Flexibilität dieses Copolymers ermöglicht eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Mischungen, die zu einer hohen Wasserbeständigkeit und Haftung auf anspruchsvollen Substraten führen. Diese Eigenschaften von SB-Latex machen dieses Synthetik für eine sich ständig erweiternde Gruppe von Märkten unverzichtbar.

SB-Latex-Formulierungen werden häufig als Beschichtung in Papierprodukten wie Zeitschriften, Flyern und Katalogen verwendet, um hohen Glanz, gute Bedruckbarkeit und Öl- und Wasserbeständigkeit zu erzielen. SB-Latex verbessert die Bindungskraft eines Pigments und macht das Papier wiederum glatter, steifer, heller und wasserabweisender. Als zusätzlichen Bonus ist SB-Latex viel günstiger als alternative Beschichtungen.

SB-Latex ist eine beliebte Wahl für Klebstoffe in bestimmten Branchen wie Bodenbelägen. Das Polymer findet sich beispielsweise als Rückseitenbeschichtung von Textilien wie Tufting-Teppichen. Die Rückseitenbeschichtung sorgt für Wasserbeständigkeit und hält die Büschel an Ort und Stelle, was die Stabilität verbessert und das Ausfransen am Rand reduziert.

Dies sind nur einige der Anwendungen von Styrol-Butadien-Latex. In Wirklichkeit bietet es unendliche Möglichkeiten, wie seine Verwendbarkeit für Laufschienen, Textilbeschichtungen, Haftklebstoffe und Vliesstoffe beweist. Styrol-Butadien-Polymeremulsionen sind auch eine Schlüsselkomponente in flüssig aufgetragenen Membranen, Bauklebstoffen und Barrierebeschichtungen mit niedrigem MVTR für Lebensmittelverpackungen.

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Danke und beste Grüße,

Lin Yang (Frau)

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