Neopreenin yleiskatsaus

1. Neopreeni – yleiskatsaus

Neopreeni, jota kutsutaan myös polyyklooropreeniksi, on synteettistä kumia, joka tuotetaan klooropreenimonomeerista (2-kloori-1,3-butaadieni) polymeerisoimalla. Sen polymeeriketjussa oleva klooriatomi antaa sille ainutlaatuisen ominaisuuksien tasapainon, mukaan lukien erinomainen kestävyys säälle, otsoonille, öljyille, tulelle ja kohtalaisille kemikaaleille. Sitä kutsutaan usein "yleiskäyttöiseksi" elastomeeriksi, jolla on hyvä mekaaninen lujuus ja joustavuus laajalla lämpötila-alueella.

2. Tuotantomenetelmä

Tuotanto tapahtuu kolmessa päävaiheessa: monomeerin tuotanto → emulsio-polymeerointi → viimeistely.

Butadieenin klorinointiprosessi (monomeerituotanto): Tämä on nykyään standardimenetelmä. Se sisältää butadieenin klorinoinnin, jota seuraa isomerointi ja dehydroklorinointi, jolloin saadaan klooripreenimonomeeri. Se on taloudellisempi ja turvallisempi.

Polymerisaatio (emulsio-polymerisaatio):
Puhdistettu klooripreeni emulgoidaan vedessä pinnaktiivisten aineiden avulla. Polymerisaation aloittavat vapaiden radikaalien initiaattorit (esim. kaliumpersulfaatti).
Kriittinen säätö: Molekyylimassan säätöaineiden käyttö määrittelee CR-tyypin.
Rikkimodifioitujen tyypien valmistus: Käytetään rikkiä ja tiuraamidisulfidejä, mikä johtaa helpommin prosessoitaviin, mutta säilyvyysominaisuuksiltaan heikommin vakaisiin polymeereihin.
Ei-rikkimodifioitujen (merkaptan-modifioitujen) tyypien valmistus: Käytetään ketjun siirtäjinä alkyylimerkaptaneja (esim. dodekyylimerkaptania). Nämä laadut tarjoavat parempaa lämmönkestävyyttä ja säilyvyysaikaa.

Viimeistely:
Polymeerilatex koaguloidaan suolojen tai happojen avulla.
Murun (kumikrumbin) epäpuhtaukset pestään pois, jonka jälkeen se kuivataan puristimilla, extruuderikuivaimilla tai uunihihnoilla.
Kuivattu kumi pakataan baleiksi tai pelletteihin/levyiksi.

3. Ensisijaiset käyttökohteet

Neopreenin monikäyttöisyys tekee siitä sopivan vaativiin ympäristöihin eri teollisuudenaloilla.

Liimat (suurin käyttöala):
Liukoisuuspohjaiset ja kontakttuliittimet kenkiin, huonekaluihin, auton sisustukseen ja rakentamiseen (puun, nahkan, muovikumisen ja monien muovien liittäminen).

Teollisuuskumin tuotteet:
Tiivistykset ja tiivistimet: ikkuna-/oven-tiivistykset, siltojen laajentumisliitokset, O-renkaat, tiivistimet.
Kehykset: kuljetusnauhat, voiman siirtonauhat (V-nauhat, synkronin nauhat), joille vaaditaan öljyn- ja kuumuusvastusta.
Putket: polttoaine-/öljyputket, jäähdytysnesteputket, teollisuuden kemikaaliputket.
Korrosionesto: säiliöiden sisäpinnat, suojapinnoitteet.

Johtimet ja kaapelit:
Verkko- ja kaivosteollisuuden kaapelien, autojen sytytysjohtojen ja voimakaapelien eristys, jossa sää-, liekki- ja otsonikestävyys ovat ratkaisevia.

Autotalous:
Letkut, tiivistykset, värähtelyn vaimentavat kiinnitykset ja liima-aineet (esim. tuulilasin kiinnitykseen).

Rakentaminen ja siviili-insinööritiede:
Tiivistysaineet, kosteus- ja vedenpitävyyden varmistamiseen tarkoitetut kalvot, siltojen laakerit ja tiemerkintöjen laajenemisliitoksiin käytettävät täyteaineet.

Kuluttajatuotteet ja muut tavarat:
Kostea-asut, suojavarusteet, käsineet, kumilaivat ja turvallisuusliikkeellä käytettävät tuotteet.

4. Neopreenin päätyypit

CR luokitellaan sen molekyylipainon säädön ja tiettyjen muokkausten perusteella.

Rikkimuokatut tyypit (G-tyypit):
sisältää rikkiperäisiä peptisaattoreita. Ne tarjoavat erinomaista tarttuvuutta ja adheesiota sekä helpompaa käsittelyä, mutta niillä on heikompi säilyvyys (palamisvaara). Niitä käytetään pääasiassa liimoissa.
Tyypillisiä luokkia: G, GN, GNA

Ei-rikkiä sisältävät / merkaptanimuotoiset tyypit (W-tyypit):
Käyttävät merkaptaniketjunsiirtäjiä. Niillä on parempi säilyvyys, yhtenäinen käsittely ja parempi kuumuusvastus kovettuneissa tuotteissa. Nämä ovat yleiskäyttöluokkia.
Tyypillisiä luokkia: W, WD

Liimaluokat:
Usein rikkiä sisältäviä tai erityisesti suunniteltuja korkean koheesiovoiman ja nopean kiteytymisen (nopeaa tarttumista varten) saavuttamiseksi liuotinperusteisissa liimoissa.
Tyypillisiä luokkia: A, AD, AC

Erityisluokat:
Kiteytymisvastaiset tyypit: Kopolymeeroidut muiden monomeerien (esim. styreeni, akryylinitriili) kanssa alhaisen lämpötilan aiheuttaman jäykistymisen vähentämiseksi ja joustavuuden säilyttämiseksi. (Esimerkiksi WRT).
Nopeasti kiteytyvät tyypit: Optimoidut erinomaisen korkean alustavan liitoksen lujuuden saavuttamiseen liimoissa.
Karboksyloitu CR: Sisältää karboksyyli-ryhmiä, mikä parantaa merkittävästi adheesiota metalliin, kankaisiin ja muihin pohjapintoihin.
Geelipitoiset / esiristeytetyt CR-tuotteet: Tarjoavat korkean vihreän lujuuden puristusmuovaukseen ja kalenderointiin.

5. Asiantuntijatietoja ja tietolähteitä

Tietyn yksilöllisen asiantuntijan etsiminen on vähemmän tehokasta kuin avainlaitosten ja yritysten tunnistaminen, jotka edistävät CR-teknologiaa.

Johtavat akateemiset ja tutkimuslaitokset:
Maailmanlaajuisesti: Polymeeritieteen ja kemian tekniikan laitokset suurissa yliopistoissa ympäri maailmaa (esim. Akronin yliopisto – Yhdysvallat, Institut für Kunststofftechnik – Saksa).
Kiina: Tärkeimmät keskukset ovat Sichuanin yliopisto, Pekingin kemian teknologian yliopisto ja Qingdaon tiede- ja teknologian yliopisto.

Ammattiyhdistykset:
ACS Rubber Division (American Chemical Society)
Kansainvälinen synteettisen kumituotannon instituutti (IISRP)
Kiinan kumiteollisuuden liitto

Tärkeimmät tuottajayritykset (teollisen asiantuntemuksen lähteet):
Maailmanlaajuinen johtaja: LANXESS (Saksa) – maailman suurin tuottaja sen jälkeen, kun se osti DuPontin neopreeniliiketoiminnan.
Muut keskeiset toimijat: Denka (Japani), Tosoh (Japani), Shanxi Synthetic Rubber Group (Kiina), Chongqing Changshou Chemical (Kiina).

Asiantuntemuksen saavuttaminen:

1. Tutkimustietokannat: Etsi viimeisimpiä julkaisuja ja patentteja tietokannoista kuten Scopus, SciFinder tai Google Scholar avainsanoilla "polychloropreeni", "klooripreenikumi", "neopreeniliima". Julkaisujen tekijät ja patenttien keksijät ovat asiantuntijoita.
2. Tekniset konferenssit: Osallistu ACS Rubber Divisionin, RubberConin tai teollisuusalakohtaisiin messuihin järjestettyihin tapahtumiin.
3. Yritysten tekninen kirjallisuus: Johtavat tuottajat, kuten LANXESS, julkaisevat laajaa tuotetietoa, turvallisuustiedotteita ja sovellusohjeita, jotka edustavat tiivistettyä teknistä asiantuntemusta.