Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 37. 9 oktober 1956 - Dagens gummimaterial — och morgondagens, av Hans Palmgren
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
844
’ TEKNISK TIDSKRIFT
man, att ett nytt, revolutionerande
katalysator-system måste ha använts för att framkalla
denna struktur. Numera är så mycket känt4, att en
av uppfinnarfirmorna, Firestone, har använt en
katalysator baserad på metalliskt litium och har
arbetat i heliumatmosfär, medan de två andra,
Goodrich och Goodyear, använt de katalysatorer,
som utvecklats av Ziegler vid framställning av
lågtryckspolyeten. Det har också antytts, att
man genom smärre modifikationer av
Ziegler-katalysatorerna kan få just den strukturform
man önskar hos polymeren, vilket öppnar
hittills oanade möjligheter inom denna del av
poly-merkemin. Man väntar sålunda med intresse
svar på frågan om t.ex. rent cispolyisopren eller
en blandning av 90 % träns- och 10 %
cispoly-mer ger den bästa egenskapskombinationen.
Polyisopren kan naturligtvis framställas
syntetiskt även med traditionella katalysatorsystem,
t.ex. alkalimetaller eller peroxidföreningar. Den
erhållna polymeren kommer då att bestå av en
blandning av olika strukturisomerer (tabell 2).
Genom den härvid störda molekylsymmetrin och
genom de relativt små intermolekylära krafterna
hos polyisopren blir materialets hållfasthet liten,
och dylika polymerer har därför inte fått
kommersiellt intresse.
Om det nu utvecklade "syntetiska
naturgummit", vars egenskaper är identiska med
natur-gummits, blir framtidens gummimaterial blir
främst en fråga om priskonkurrensen med
styrengummit. En viss avsättning synes dock vara
säkrad, därför att man inte helt lyckats göra sig
oberoende av naturgummit för t.ex. tunga
lastbilsdäck, där styrengummit ger för hög
värme-generering vid dynamisk belastning. Vid ett
måttligt pris på det nya materialet kommer man
i USA nog inte att tveka att sätta i gång en
produktion för att göra sig oberoende av det
strategiskt sårbara naturgummit.
Styrengummi
Styrengummit har utvecklats som ersättning
för naturgummit. Utvecklingen kan spåras till
1920-talet, då man i Tyskland polymeriserade
butadien med metalliskt natrium som
katalysator. Man övergick efter några år till
peroxidkata-lysatorer i emulsionssystem och sedan från
butadien till en blandning av butadien och styren.
Vid andra världskrigets början ledde tyskarna
fortfarande såväl produktion som utveckling,
men efter Pearl Harbor och avsnörningen från
de naturgummiproducerande länderna i Asien
satte man i USA i gång med ett enormt
utvecklings- och produktionsprogram huvudsakligen
efter tyska förebilder. Den mest väsentliga
förbättringen under efterkrigsperioden har varit
den sänkning av polymerisationstemperaturen
från 50 till 5 °C som redoxkatalysatorerna
möjliggjort5.
Naturgummits främste konkurrent är i dag en
sampolymer av 20—30 % styren och 70—80 %
butadien, framställd genom
emulsionspolymeri-sation vid 5°C med redoxkatalysatorer. Av det
ingående butadienet är ca 70 % anlagrat i
trans-ställning, ca 10 % i cisställning, och återstående
ca 20 % är anlagrat genom vinyladdition.
Styrengummi har jämfört med naturgummi bättre
värme- och åldringsbeständighet, något sämre
köldbeständighet, större dämpning och större
värmegenerering vid dynamisk belastning,
sämre mekaniska egenskaper, speciellt vid frånvaro
av förstärkande fyllmedel, och är svårare att
bearbeta. Skillnaderna är inte stora, men
summerar man för- och nackdelar, blir nog resultatet,
att man vid lika pris och tillgång föredrar
naturgummi för de flesta användningsområden.
Styrengummits något sämre egenskaper beror
dels på den bristfälliga struktursymmetrin, dels
på de relativt stora attraktionskrafter, som
styrengrupperna bidrar med. Den första faktorn
förklarar de sämre mekaniska egenskaperna, den
andra faktorn den sämre köldbeständigheten och
den större dämpningen och värmegenereringen
vid dynamisk belastning. Dessutom ger de
grupper, som bildats vid vinyladdition, lätt upphov
till förgreningar av molekylerna och
tvärbindningar mellan dem, varigenom bearbetbarheten
och även struktursymmetrin och därmed de
mekaniska egenskaperna försämras. Slutligen
uppvisar molekylvikten en bred fördelning, varför
materialet kommer att innehålla en relativt stor
lågmolekylär fraktion, som försämrar
egenskaperna.
Ett steg i förbättrande riktning har varit den
nämnda sänkningen av
polymerisationstemperaturen, varigenom struktursymmetrin förbättras
genom minskning av mängden vinyladdition och
cisanlagring. Vidare avtar förgreningarna och
tvärbindningarna i antal och erhålles en trängre
molekylviktsfördelning, vilket allt bidrar till
förbättring av materialegenskaperna.
Ett annat sätt att framställa ett bättre
styrengummi är användning av vissa nya
metallorganiska katalysatorer, alfinkatalysatorerna, med
vilka man kan framställa lösliga polymerer, dvs.
produkter med ett minimum av tvärbindningar
och förgreningar, men med extremt hög molvikt,
och med ungefär samma polymerstruktur som
de redoxpolymeriserade typerna6.
Egenskapsförbättringen, i jämförelse med det vanliga
styren-gummit, är relativt liten, vilket visar, att kraven
på god molekylsymmetri även måste omfatta
polymerstrukturen. Det bör dock nämnas att
vissa möjligheter att variera polymerstrukturen
tycks finnas. Dessa är ännu ej fullt utforskade.
Den extremt höga molvikten gör alfingummit
mycket svårbearbetbart. Detta har man delvis
undanröjt genom att blanda in mjukningsmedel
med upp till 50 %. Vulkade produkter av en
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
