02188218279-86053927

استایرن اتیلن بوتیلن استایرن چیست و چه کاربردی دارد؟

94 بازدید | شنبه 08 مرداد 1401 | دسته بندی : مقالات

SEBS چیست؟

استایرن اتیلن بوتیلن استایرن (Styrene Ethylene Butylene Styrene) که به اختصار SEBS شناخته می شود نوعی الاستومر ترموپلاستیک (TPE) است که در صنایع مختلف کاربرد دارد. در سال های اخیر، این ترکیب پلیمری نقش مهمی در تولید مواد پلاستیکی جدید داشته است. پلیمر SEBS یکی از محکم ترین و انعطاف پذیرترین پلیمرها می باشد و مقاومت بالایی در برابر حرارت و نور خورشید دارد. افزودن (استایرن اتیلن بوتیلن استایرن) خواص مخلوط های پلیمری را بهبود می بخشد.

اغلب از این پلیمر به عنوان اصلاح کننده یا تقویت کننده سایر پلیمرها استفاده می کنند زیرا این ماده مقاومت سایر پلیمرها را افزایش می دهد و در خواص محصول نهایی مانند استحکام آن تاثیرگذار است. به عبارتی انعطاف پذیری و مقاومت مشتقات و ترکیبات این پلیمر در برابر سایش، حرارت و ... بسیار بالا است. علاوه بر این، واکنش پذیری مخلوط پلیمری به ویژه در ترکیب با روغن های بر پایه نفت، با بخش های (اتیلن-بوتیلن) در پلیمرهای SEBS سازگارتر هستند.

کوپلیمرهای سه بخشی (استایرن اتیلن بوتیلن استایرن) از طریق هیدروژناسیون پلیمر (استایرن-بوتادین-استایرن) SBS تولید می شود و در حقیقت نوعی الاستومر ترموپلاستیک است که با افزودن استایرن به دست می آید. پلیمرهای استایرن مانند SEBS و SEB به دلیل مقاومت خوب در برابر سایش و فرسودگی از بهترین مواد پلیمری برای تولید کفش و لاستیک هستند. طیف گسترده ای از خواص مناسب پلیمری این مواد موجب شده تا به پرکاربردترین مواد صنعتی تبدیل شوند.

این ماده از نظر خرید و فروش جایگاه ویژه ای در بازارهای بین المللی دارد و تامین نیازهای بازار داخلی ایران بیشتر از طریق واردات این کالا صورت می گیرد. واردات این پلیمر علاوه بر تامین آن به عنوان ماده اولیه صنعتی نقش به سزایی در تولید کالای نهایی با کیفیت و مقرون به صرفه دارد و البته محصولاتی که از طریق کشور تایوان وارد بازار ایران می شوند از کیفیت بالایی برخوردار هستند.

کاربرد SEBS (استایرن اتیلن بوتیلن استایرن)

استفاده در ساخت برخی تجهیزات پلاستیکی دندان پزشکی، اسباب بازی های کودکان، توپ های لاستیکی، چسب و درزگیر، کفش، بطری و ظروف از رایج ترین نمونه های کاربرد این پلیمر در صنعت است. همچنین در ترکیب با سایر پلیمرها به منظور افزایش استحکام پلاستیک ها، کارایی قیر و آسفالت، تولید کامپاندینگ و سایر الاستومر ترموپلاستیک ها به کار می رود. امروزه همه افراد به این موضوع اهمیت می دهند که اسباب بازی های کودکان بیماری زا نباشد به عبارتی تاییدیه های غذایی و سایر استانداردهای محصولات پلیمری را داشته باشد.

پلیمر SEBS کاملا غیرسمی و سازگار با محیط زیست است و برای کودکان بی خطر می باشد. به همین دلیل بسیاری از تولیدکنندگان مطرح جهان برای ساخت اسباب بازی از پلیمرهای مبتنی بر SEBS استفاده می کنند. در زمینه پزشکی و سلامت نیز پلاستیک های مبتنی بر SEBS می توانند کیفیت محصولات را برای مصرف کنندگان تضمین کنند. این نوع پلیمر در برابر حرارت، آب و هوا مقاوم می باشد و در برخی صنایع به عنوان جایگزینی برای مواد پی وی سی و فتالیک اسید تبدیل شده است.

استفاده از پلیمر(استایرن اتیلن بوتیلن استایرن) برای سقف خانه مثالی دیگر از کاربرد این پلیمر می باشد. به لطف پلیمرهای SEBS نوع جدیدی از سقف های قیری عرضه شده است که چندین برابر از سایر انواع قدیمی (کاشی و دیگر موارد) عایق بندی بهتری دارد. استفاده از این پلیمر باعث بهبود خصوصیات قیر و ایزوگام می شود برای مثال حساسیت قیر به دمای زیر صفر کاهش می یابد، استحکام آن در دمای بالای صد درجه افزایش می یابد.

پلیمرهای مبتنی بر SEBS برای ساخت محصولات الکتریکی، روکش کابل، لوله و بسیاری از مواد مورد استفاده در ساخت و ساز، صنعت خودروسازی و سایر کالاهای مصرفی مثل واشر، شیلنگ و ... کاربرد دارند. از این پلیمرها به دلیل انعطاف پذیری بالا به منظور تولید شیلنگ های آبیاری، شیلنگ هایی با قابلیت انتقال سیالات شیمیایی و انتقال محصولات غذایی مایع هم استفاده می شود.

مشخصات SEBS

ویژگی مهم این پلیمر سازگاری آن با برخی روغن های معدنی و همچنین پلی اولفین ها است. این محصول مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد و استحکام آن در برابر تنش های مکانیکی نسبت به بقیه پلیمرها بیشتر می باشد. پلیمر SEBS از نظر فیزیکی به صورت پودر سفید رنگی است که طعم و بوی مشخصی ندارد. ساختار شیمیایی گسترده این پلیمرها از دو بخش ترموپلاستیک و الاستیک تشکیل شده است.

بخش ترموپلاستیک آن استایرن و بخش الاستیک اتیلن و بوتیلن می باشد. کوپلیمر SEBS ساختار مولکولی خطی دارد و همچنین دارای درصد بالایی ساختار 1 و 2 وینیل است. با توجه به نوع ساختار مولکولی، دمای ذوب آن 205 تا 245 درجه سانتی گراد می باشد. این مواد به دلیل واکنش پذیری بالا، استحکام در برابر ضربه، رنگ پذیری زیاد، قابلیت بازیافت و قیمت پایین همچنان در صنایع لاستیک و پلاستیک پرکاربرد هستند. چگالی این ماده در دمای 23 درجه سانتی گراد 0.9 تا 1.3 گرم بر سانتی متر مکعب است.

فرآیند هیدروژنه (استایرن اتیلن بوتیلن استایرن) یا به عبارتی اشباع شیمیایی آن موجب مقاومت بالای آن در برابر اکسیداسیون، اشعه فرابنفش و دمای بالا می شود. همچنین پلیمر SEBS ساخته شده در فرایند هیدروژناسیون، خاصیت ارتجاعی و مقاومت حرارتی و مکانیکی بالاتری نسبت به پلیمری SBS دارد. این پلیمر به خاطر عدم وجود پیوندهای SEBS بر خواص چسب و افزایش چسبندگی آن نیز تاثیرگذار هستند. این پلیمرها مواد مناسبی برای طراحی چسب های دارویی می باشند و در این باره به طور خاص وزن مولکولی SEBS و پایداری چگالی آن قابل توجه است. مشتقات این پلیمر بر عملکرد بیودارویی یعنی آزادسازی دارو و نفوذ پذیری آن در بدن تاثیرگذار هستند و تحقیقاتی نیز در این رابطه با قرص ایبوپروفن انجام شده است.

مزایای استایرن اتیلن بوتیلن استایرن

پلیمر (استایرن اتیلن بوتیلن استایرن) از جمله الاستومرهای زیست سازگار با پایداری ثابت است. خواص الکتریکی فوق العاده و ویژگی مشابه رابرها بدون نیاز به ولکانیزاسیون از جمله مزایای این مواد پلیمری می باشند. مزیت دیگر این محصول سازگاری آن با انواع پلیمرهای دیگر است که تولید محصولات با دوام را ممکن می سازد. علاوه بر این قیمت فروش این محصول در بازار بین المللی یک مزیت اقتصادی قابل توجه می باشد. بیشتر مواد شیمیایی که در ترکیب با پلیمر SEBS مورد استفاده قرار می گیرند مانند آنتی اکسیدان ها، نرم کننده ها و ... در بازار ایران در دسترس هستند و با قیمت های مقرون به صرفه عرضه می شوند. به دلیل سازگاری این پلیمر با موادی مانند اتیلن، ایزوپرن و سایر افزودنی های غذایی استفاده از برخی مشتقات آن در بسته بندی تولیدات غذایی مجاز می باشد. استفاده از این پلیمر موجب ایجاد ویژگی های منحصر به فردی در محصولات بسته بندی مواد غذایی می شود و توانسته صنعت بسته بندی را متحول کند. قابلیت بازیافت، پایداری حرارتی بالا، چاپ پذیری، قابلیت جمع شدن و پیچانده شدن از جمله ویژگی های  پلاستیک های بسته بندی مبتنی بر SEBS  است.

این پلیمر در ساخت لاستیک خودرو و سایر محصولات مشابه آن هم کاربرد دارد. پلیمرهای سخت و شکننده به دلیل اینکه نمی توانند انرژی را به سرعت انتقال دهند. تمرکز انرژی ناشی از ضربه باعث می می شود که محصولات ساخته شده از پلیمرهای سخت بشکنند. بنابراین اگر بتوان پلیمر نرم و الاستیکی را طی فرآیند پلیمریزاسیون به پلیمر سخت اضافه کرد، از شکنندگی کالای نهایی کاسته می شود.

به عبارت دیگر طی فرآیند پلیمریزاسیون از طریق به وجود آمدن بلوک های الاستیکی در زنجیر اصلی پلیمر، مقاومت ضربه ای آن بهبود می یابد. در مخلوط های پلیمری (polymer blend) به موادی که موجب افزایش مقاومت به ضربه پذیری سایر پلیمرها می شوند بهبود دهنده های ضربه پذیری می گویند. پلیمری SEBS به دلیل داشتن مقاومت بالا در برابر ضربه، به عنوان بهبود دهنده های ضربه پذیری در تولید لاستیک مورد استفاده قرار می گیرد.

معایب استایرن اتیلن بوتیلن استایرن

برخی از محققان بر این باورند که عدم وجود پیوندهای دوگانه در (استایرن اتیلن بوتیلن استایرن) به طور قابل توجهی قطبیت کوپلیمرها را کاهش می دهد. بنابراین این مواد میل به تبلور دارند و گاهی اوقات ممکن است سازگاری و کارایی آنها در محصولات قیری کمتر شود. به عبارت دیگر این پلیمر هنگامی که در مقدار کم به عنوان ماده پرکننده در قیر مورد استفاده قرار گیرد، تاثیر زیادی در ویژگی های ویسکوالاستیک قیر ایجاد نمی کند.

البته باید به این نکته توجه کرد که اگر به مقدار زیاد و به منظور اصلاح کامل قیر به کار رود بر خواص الاستیک آن موثر خواهد بود. به عبارت دیگر پلیمر SEBS اصلاح کننده قیر است و نمی توان به عنوان ماده پرکننده در محصولات قیری و ایزوگام از آن استفاده کرد و بنابراین باید به میزان درصد وزنی آن در فرآیندها توجه کرد.

این پلیمر با بیشر مواد تقویت کننده معدنی و پرکننده ها مانند کربنات کلسیم، شیشه، تالک و ... سازگاری ندارد. به دلیل تفاوت آنها از نظر قطبیت، برای ترکیب پلیمر SEBS با مواد گفته شده، پلیمرهای سازگارکننده مورد استفاده قرار می گیرد. در اغلب موارد مالئیک انیدرید به عنوان سازگارکننده SEBS به کار می رود. متائیک انیدرید باعث کاهش آنتالپی فرایند و آزاد کردن انرژی می شود و از نظر شیمیایی و ترمودینامیکی با پلیمرهای SEBS و پرکننده ها سازگار است.