In deze gids onderzoeken we verschillende soorten synthetisch rubber, hun toepassingen en de voordelen van synthetisch rubber, zodat u een uitgebreid inzicht krijgt in waarom dit in veel industrieën de voorkeur geniet.
Definitie en kenmerken van synthetisch rubber
Synthetisch rubber is een kunstmatig elastomeer dat qua productieproces en eigenschappen verschilt van natuurlijk rubber. In tegenstelling tot boomrubber, geoogst van rubberbomen, synthetisch rubber is afkomstig van de polymerisatie van verschillende bijproducten van aardolie. Omdat het een vervaardigd product is, kunnen we de eigenschappen ervan veel beter beheersen dan natuurlijk rubber.
Fabrikanten van synthetisch rubber gebruiken polymeren die zijn gesynthetiseerd uit bijproducten van aardolie als basisverbindingen. Het gebruik van overgebleven materialen maakt het productieproces van synthetisch rubber duurzamer. Deze polymeren omvatten bepaalde soorten butylrubber, styreenrubber (SBR) en nitrilbutadieenrubber (NBR), ook bekend als nitrilrubber.
Door deze verbindingen te gebruiken kan de rubberindustrie elastomeren produceren met verbeterde eigenschappen, zoals hoge slijtvastheid, vlambestendigheid, chemische en oliebestendigheid, en superieure prestaties bij extreme temperaturen.
Synthetisch rubber kan worden gebruikt in plaats van gewoon rubber vanwege de verbeterde gespecialiseerde elastomere eigenschappen. Ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM)-rubber biedt bijvoorbeeld uitstekende weerstand tegen weersinvloeden en ozon, terwijl butadieenrubber bekend staat om zijn hoge treksterkte en duurzaamheid. Deze eigenschappen maken synthetisch rubber ideaal voor diverse toepassingen, waaronder binnenbanden van banden, industriële slangen, afdichtingen, pakkingen en auto-onderdelen.
Bovendien worden synthetische rubbers veel gebruikt in de bouw-, automobiel- en medische industrie om consumentenproducten zoals schoenzolen en sportartikelen te produceren.
Geschiedenis en ontwikkeling
De zoektocht naar synthetisch rubber dateert uit de late jaren 1880, maar kreeg urgentie tijdens de Tweede Wereldoorlog. Het conflict veroorzaakte aanzienlijke tekorten aan traditioneel rubber, wat de Amerikaanse regering ertoe aanzette de hulp in te roepen van rubberbedrijven, de petrochemische industrie en universitaire onderzoekslaboratoria om de productie van synthetisch rubber en industriële toepassingen te vergroten.
Deze samenwerking leidde tot de ontwikkeling van verschillende soorten synthetisch rubber, zoals styreen-butadieenrubber (SBR) en butylrubber. Tegen het einde van de oorlog had synthetisch rubber het organische rubber in veel industriële toepassingen grotendeels vervangen.
Tegenwoordig is ongeveer 70% van het rubber dat bij de productie wordt gebruikt synthetisch. Deze verschuiving is te danken aan de superieure eigenschappen van synthetisch rubber, zoals hoge slijtvastheid, uitstekende chemische bestendigheid en prestaties bij extreme temperaturen. De wijdverbreide acceptatie van synthetisch rubber blijft groeien en voldoet aan de eisen van de automobiel-, ruimtevaart- en bouwsector.
Fysische en chemische eigenschappen van synthetisch rubber
De belangrijkste reden achter hun populariteit zijn hun verbeterde fysische en chemische eigenschappen. Kunstrubbers, zoals butylrubber, neopreen en EPDM, vertonen verschillende eigenschappen, zoals slijtage, hitte en uitstekende chemische bestendigheid.
Deze materialen zijn bestand tegen extreme omstandigheden, waaronder warme en koude temperaturen, en zijn zeer goed bestand tegen oplosmiddelen, zuurstof, oliën, aardgas en andere chemicaliën. Synthetische stoffen zoals nitrilbutadieenrubber (NBR) en styreenbutadieenrubber zijn ontworpen om zware omstandigheden te doorstaan. Hun unieke eigenschappen maken ze ideaal voor toepassingen in de automobielindustrie, de bouwsector en de lucht- en ruimtevaartindustrie.
Soorten synthetische rubbers
Butylrubber en zijn toepassingen
Butylrubber, een copolymeer van isobuteen en isopreen, is een essentieel materiaal vanwege de lage gas- en dampdoorlaatbaarheid. Het is een ideaal materiaal voor de productie van binnenbanden, luidsprekers, dakbedekking en gasmaskers. Het is ook zeer goed bestand tegen gas- en vochtpermeatie, zuurstofhoudende oplosmiddelen, alkaliën, buiging en slijtage.
Deze rubbers worden gebruikt als waterdichtingsmateriaal, bekleding in tanks en vijvers, patchwork voor membraandaken en isolatiemateriaal. In combinatie met andere chemicaliën creëert polyisobutyleen olie- en brandstofadditieven en ontwasemingsmiddelen voor smeermiddelen voor machinale bewerking.
Als trillingsdemper wordt dit rubber gebruikt in schokdempers, ophangingsbussen en carrosseriesteunen voor auto's en vrachtwagens. De randen van de luidsprekerconus, ooit meestal gemaakt van schuim, zijn nu vaak gemaakt van butylrubber. Het materiaal wordt ook gebruikt voor de productie van stoppers voor laboratoriumbenodigdheden en medische apparatuur, en de lage permeabiliteit maakt het ideaal voor gasmaskers. Hoewel niet zo zacht en meegaand als siliconenrubber, is butylrubber flexibel genoeg om een goede gelaatsafdichting te verkrijgen.
Butylrubber is verkrijgbaar in buizen, platen, platen, tapes en als lijm/afdichtmiddel. Het kan worden gegoten met behulp van transfer-, injectie- en compressiegietprocessen en worden geëxtrudeerd om pakkingen, slangen, O-ringen en meer te maken.
Butylrubber is duurder dan boomrubber vanwege complexere verwerkingsvereisten. Er is enige discussie over de binnenbanden van motorfietsbanden van natuurlijk versus butylrubber, aangezien boomrubber een betere lekbestendigheid en scheursterkte zou hebben. Daarentegen kunnen butylrubberbuizen langer meegaan tussen luchten.
Andere synthetische rubbers, zoals styreen-butadieenrubber (SBR), nitrilbutadieenrubber (NBR) en ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM) rubber, bieden gespecialiseerde eigenschappen voor verschillende industriële toepassingen. Zo staat SBR bekend om zijn slijtvastheid, NBR om zijn oliebestendigheid en EPDM om zijn weers- en ozonbestendigheid. Deze synthetische rubbers bieden oplossingen op maat voor specifieke behoeften in tal van auto-, ruimtevaart- en bouwsectoren.
Natuurlijk en synthetisch rubber: belangrijkste verschillen
Eigenschappen, gebruik en voordelen
Natuurlijk rubber wordt verkregen uit latex, een melkachtige vloeistof die voorkomt in ongeveer 2,500 plantensoorten. Het wordt gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder beschermende handschoenen, ballonnen, dakmembranen, enz.
| Belangrijke statistiek | Natuurlijk rubber | Synthetisch rubber |
|---|---|---|
| Properties | Afkomstig uit het sap van de Hevea brasiliensis-boom | Vervaardigd uit aardoliebijproducten |
| u gebruikt | Banden en binnenbanden | Auto- en vliegtuigbanden |
| Voordelen: | Hernieuwbaar en biologisch afbreekbaar. | Verbeterde duurzaamheid en chemische bestendigheid |
Industriële en commerciële toepassingen van synthetisch rubber
Synthetisch rubber is een veelzijdig materiaal dat in tal van toepassingen wordt gebruikt, waaronder lijmen, latexhandschoenen, vliegtuigbanden, slangen en waterdichte pakkingen. De duurzaamheid en weerstand tegen extreme omstandigheden maken het ideaal voor verschillende industrieën, zoals HVAC, de automobielsector, transport en apparaten.
Synthetisch rubber is essentieel voor de productie van banden, afdichtingen en pakkingen die bestand zijn tegen hoge temperaturen en slijtage auto-industrie. In de HVAC-industriezorgt voor luchtdichte afdichtingen in kanalen en leidingen. Dankzij het brede scala aan eigenschappen kan synthetisch rubber voldoen aan de uiteenlopende behoeften van vele sectoren.
In het Luchtvaartindustrienitrilbutadieenrubber (NBR) en ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM) worden zeer gewaardeerd vanwege hun weerstand tegen extreme temperaturen, brandstoffen en andere chemicaliën. Deze rubbers produceren afdichtingen voor het brandstofsysteem, hydraulische slangen en O-ringen, die hoge druk en wisselende temperaturen moeten doorstaan zonder dat ze verslechteren.
Bovendien maken de flexibiliteit en duurzaamheid van synthetisch rubber het ideaal voor trillingsdempende componenten die de werking van vliegtuigen soepeler maken.
Voordelen van synthetisch rubber ten opzichte van natuurlijk rubber
Weerstand op hoge temperatuur
Deze rubbers zijn bestand tegen extreme omstandigheden, waaronder warme en koude temperaturen, en zijn bestand tegen oplosmiddelen, zuurstof, oliën en andere chemicaliën. Hier zijn enkele voorbeelden:
- EPDM (ethyleen-propyleen-dieen monomeer):
- Gebruik bij lage temperaturen: -20°F tot -60°F (-29°C tot -51°C)
- Gebruik bij hoge temperaturen: tot 350 °F (tot 177 °C)
- Silicone:
- Gebruik bij lage temperaturen: -60°F tot -150°F (-50°C tot -100°C)
- Gebruik bij hoge temperaturen: tot 480 °F (tot 250 °C)
- Neopreen:
- Gebruik bij lage temperaturen: -10°C tot -50°C (12°F tot -46°F)
- Gebruik bij hoge temperaturen: tot 250 °F (tot 121 °C)
- Nitril (NBR en HNBR) rubber:
- Gebruik bij lage temperaturen: -30°F tot -40°F (-34°C tot -40°C)
- Gebruik bij hoge temperaturen: tot 250 °F (121 °C)
- Viton:
- Gebruik bij lage temperaturen: -10°C tot -10°C (12°F tot -23°F)
- Gebruik bij hoge temperaturen: 400°C tot 600°C (204°F tot 315°F)
- Natuurlijk rubber:
- Gebruik bij lage temperaturen: -20°F tot -60°F (-29°F tot -51°C)
- Gebruik bij hoge temperaturen: tot 175 °F (tot 80 °C)
- Butylrubber:
- Gebruik bij lage temperaturen: -75°F (-50°C)
- Gebruik bij hoge temperaturen: tot 250 °F (120 °C)
Productieproces en duurzaamheid
Milieu-impact en toekomstige ontwikkelingen
Rubberfabrikanten streven ernaar het gebruik van niet-hernieuwbare hulpbronnen in hun productieproces te verminderen. Ze richten zich meer op het gebruik van giftige bijproducten die het milieu kunnen vervuilen. De synthetische industrie is gericht op het vergroten van de duurzaamheid en het verminderen van de impact op het milieu.
De productie van synthetisch rubber uit bijproducten van aardolie heeft nog steeds gevolgen voor het milieu, maar de vooruitgang is erop gericht de voetafdruk ervan te verkleinen. Toekomstige ontwikkelingen richten zich op duurzame productiemethoden, recycling en biogebaseerde alternatieven.
Conclusie en toekomstperspectief
Synthetisch rubber blijft industrieën revolutioneren met zijn opmerkelijke veelzijdigheid en veerkracht. In 2029 zal deze stof een marktwaarde hebben van 41.15 miljard euro, en momenteel groeit de stof met een CAGR van 4.21% (bronTegelijkertijd zal de mondiale auto-industrie bereiken 619.6 miljard US dollar tegen 2033, en de lucht- en ruimtevaartindustrie zal dat bereiken 583.3 miljard dollar.
Synthetisch rubber heeft dus het potentieel om te voldoen aan de steeds complexere eisen in de steeds groeiende automobiel-, lucht- en ruimtevaart-, bouw- en medische sectoren. Innovaties op het gebied van duurzame productiemethoden en hoogwaardige recyclinginitiatieven beloven een groenere toekomst voor dit materiaal.
