Lateksy syntetyczne

Marcin Rzeszotarski

Lateks-definicja

• Lateks (mleczko kauczukowe) - koloidalny

roztwór kauczuku naturalnego (lateks
naturalny) lub syntetycznego (lateks
syntetyczny) w substancji płynnej.

• Lateks naturalny jest pozyskiwany

bezpośrednio z soku mlecznego roślin
kauczukodajnych.

Sposób otrzymywania

lateksu

• Lateks naturalny - uzyskuje się poprzez nacinanie

roślin kauczukodajnych i dodanie stabilizatorów.

• Lateks syntetyczny jest produktem pośrednim lub

końcowym w procesie wytwarzania kauczuków
syntetycznych.

• Lateks syntetyczny (najbardziej popularny) -

Otrzymywany przez polimeryzację styrenu i
butadienu. Otrzymujemy lateks kauczuku styrenowo-
butadienowego który jest najbardziej popularnym
kauczukiem syntetycznym.

Popularne lateksy

syntetyczne

- butadienowo – styrenowe, SBR,
• polibutadienowe BR,
• butadienowo – akrylonitrylowe NBR
• butadienowo-styrenowe

karboksylowe LBSK

• Lateksy modyfikowane

Przykład lateksu syntetycznego: Lateksy

butadienowo-styrenowe funkcjonalizowane grupami

jonogennymi

stosowane do modyfikacji zaczynów cementowych

• Obecność grup jonogennych w kopolimerze w

istotny sposób wpływa na właściwości
fizykochemiczne i technologiczne gotowego
wyrobu zawierającego elastomer.

• Wśród grup jonogennych największe znaczenie z

technicznego punktu widzenia, mają grupy
karboksylowe. Dzięki grupom karboksylowym m.in.
zwiększa się adhezja kopolimeru do innych
polimerów oraz do kruszywa, co powinno
korzystnie wpływać na właściwości
modyfikowanych kompozytów cementowych.

Przykład lateksu syntetycznego: Lateksy

funkcjonalizowane grupami jonogennymi

stosowane do modyfikacji zaczynów cementowych ,

cd.

W skali przemysłowej lateksy karboksylowe otrzymuje się metodą

kopolimeryzacji

emulsyjnej butadienu z akrylonitrylem lub butadienu ze styrenem

oraz z nośnikami

grup karboksylowych. Nośnikami są najczęściej:

• kwasy jednokarboksylowe - akrylowy, metakrylowy, krotonowy,
• kwasy dwukarboksylowe – itakonowy,
• maleinowy, metylomaleinowy,
• fumarowy, metylofumarowy,
• estry kwasów karboksylowych - akrylan etylu, metakrylan

metylu, akrylan

• butylu, maleinian monobytylu,
• amidy - akryloamid, maleinian monoamidowy i ich N-

metylopochodne.

Alternatywne metody

funkcjonalizacji kauczuków

grupami karboksylowymi

• kopolimeryzacja z zastosowaniem nowych monomerów

modyfikowanych grupami karboksylowymi, w tym niezdolnych
do homopolimeryzacji, specjalnie dobranych i syntezowanych
pochodnych nienasyconych kwasów dikarboksylowych, które w
środowisku alkalicznym charakteryzować się będą większą
hydrofobowością niż klasyczne nośniki grupy karboksylowej;
wykorzystanie nowych monomerów modyfikowanych znacznie
ułatwia syntezę dzięki możliwości prowadzenia kopolimeryzacji
w alkalicznym środowisku, wobec emulgatorów stosowanych
podczas standardowej syntezy lateksów SBR;

• chemiczna modyfikacja standardowych lateksów SBR za

pomocą nowych, specjalnie dobranych, niezdolnych do
homopolimeryzacji pochodnych kwasów dikarboksylowych,
prowadzoną w stadium lateksu.

Charakterystyka wybranych

lateksów

• Lateks W – lateks butadienowo - styrenowy z grupami

karboksylowymi i amidowymi otrzymywany tradycyjną
metodą polimeryzacji emulsyjnej

• Lateks LP1854 – lateks butadienowo-styrenowy z grupami

jonogennymi otrzymywany metodą polimeryzacji emulsyjnej z
udziałem nowego rodzaju monomerów modyfikowanych –
alkiloamidowych pochodnych bezwodnika maleinowego.

• Lateks KR-109 – lateks butadienow- styrenowy z grupami

jonogennymi otrzymywany metodą funkcjonalizacji
handlowego lateksu butadienowo-styrenowego LBS 3060 za
pomocą alkilo-amidowych pochodnych bezwodnika
maleinowego.

Karboksylowe lateksy

butadienowo-akrylonitrylowe

(XNBR)

• karboksylowe lateksy butadienowo-akrylonitrylowe otrzymuje

się poprzez kopolimeryzację butadienu-1,3 z akrylonitrylem i
nienasyconymi kwasami organicznymi. Proces syntezy prowadzi
się metodą emulsyjną przy pH poniżej 7. Zastosowanie
kwaśnego środowiska zapobiega hydrolizie i homopolimeryzacji
kwasu karboksylowego. Temperatura polimeryzacji uzależniona
jest od rodzaju stosowanego inicjatora i wynosi od 5 do 40°C dla
układów z termicznym rozkładem inicjatora.

• Właściwości karboksylowych lateksów butadienowo-

akrylonitrylowych wynikają z charakterystycznej budowy
cząsteczki zawierającej pewną ilość grup polarnych, zarówno
nitrylowych jak i karboksylowych, i ściśle związane z ich
stężeniem w łańcuchu kopolimeru.

Karboksylowe lateksy

butadienowo-akrylonitrylowe

(XNBR) cd.

Zwiększenie zawartości akrylonitrylu powoduje m.in.:

• poprawienie odporności kopolimeru na działanie olejów

mineralnych i rozpuszczalników węglowodorowych oraz
tłuszczów roślinnych i zwierzęcych,

• zwiększenie odporności na starzenie cieplne,

• zmniejszenie elastyczności i odporności na rozpuszczalniki

polarne,

• zmniejszenie odporności na działanie niskich temperatur.

Karboksylowe lateksy

butadienowo-akrylonitrylowe

(XNBR) cd

• Właściwości karboksylowych kopolimerów butadienowo-

akrylonitrylowych zależą w znacznym stopniu od ilości
związanego kwasu karboksylowego.

• Zwiększenie udziału grup karboksylowych powoduje m.in.

wzrost wytrzymałości błon lateksowych na rozciąganie,
zwiększenie adhezji do podłoży, polepszenie
mrozoodporności oraz pogorszenie wodoodporności

Karboksylowe lateksy

butadienowo-akrylonitrylowe

(XNBR) cd.

Karboksylowe lateksy butadienowo-akrylonitrylowe znajdują

zastosowanie

głównie do otrzymywania wyrobów odpornych na określone

chemikalia.

Najważniejsze kierunki ich zastosowań to:

• produkcja rękawic ochronnych metodą maczania,
• produkcja materiałów uszczelkowych dla motoryzacji,
• Produkcja okładzin ciernych dla motoryzacji,
• produkcja materiałów włókienniczych powlekanych i

impregnowanych odpornych na działanie

• określonych czynników agresywnych

Karboksylowe lateksy

butadienowo-styrenowe (XSBR)

• Karboksylowe lateksy butadienowo-styrenowe

dzięki swojej stabilności, dobrej adhezji do włókien
syntetycznych i naturalnych, zdolności
przyjmowania dużej ilości napełniaczy mineralnych
bez pogorszenia stabilności dyspersji, dobrej
wytrzymałości i przyczepności wytworzonych
powłok znajdują szerokie zastosowanie m.in.

• w produkcji dywanów i wykładzin, w przemyśle

papierniczym, skórzanym, przy budowie
nawierzchni betonowych dróg, impregnacji kordów i
produkcji farb emulsyjnych.

•

Lateksy te otrzymuje sie metodą kopolimeryzacji
emulsyjnej butadienu ze styrenem lub innymi
monomerami winylowymi oraz z kwasami
karboksylowymi (akrylowym, metakrylowym,
maleinowym, fumarowym i in.).

• Polimeryzację prowadzi się w emulsji w środowisku kwaśnym.

Emulgator wywiera istotny wpływ na szybkość i stabilność
polimeryzacji oraz na takie właściwości lateksu, jak: napięcie
powierzchniowe, wielkość cząstek, lepkość, stabilność
mechaniczna oraz w pewnych warunkach także na ciężar
cząsteczkowy polimeru.

•
• Najczęściej stosowane są anionowe emulgatory siarczanowe lub

sulfonianowe lub też emulgatory niejonowe.