Материалы испытаний предоставлены фирмой Kraton Polymers

Полимеры Kraton (Kraton Polymers) - это высококачественные термопластичные эластомеры, которые улучшают эксплуатационные характеристики промышленных изделий широкого спектра применения. В последние годы технология применения полимеров структуры стирол-бутадиен-стирол для модификации битумов успешно применяются российскими предприятиями.

Битум - дешевый термопластичный материал, используемый как связующее дорожных покрытий, водонепроницаемых крыш, адгезивов, герметиков и технических товаров. Рассматривая битум как строительный или конструкционный материал, следует отметить его твердость и хрупкость при низких температурах, мягкость и высокую текучесть при высоких температурах. Добавление полимера KRATON D значительно улучшает свойства и эксплуатационные характеристики битума при экстремальных температурах. Полимербитумная смесь становится мягкой и более гибкой при низкой температуре и более вязкой при высокой температуре. Соответственно, адгезия и когезия модифицированного битума увеличиваются.

Полимер KRATON D состоит из блоков полистирола и полибутадиена. В ходе синтеза молекулярная масса полимера контролируется с высокой точностью. Полистирольные и полибутадиеновые блоки получают путем полимеризации из растворов мономеров стирола и бутадиена. Взаимодействуя друг с другом, они образуют полистирол-полибутаеновые двойные блоки, полистирол-полибутадиен-полистирольные тройные блоки и разветвленные блоксополимеры. На рис. 1 показаны различные молекулярные структуры, характерные для полимеров KRATON D. Некоторые марки полимеров KRATON D, вместо полибутадиеновых блоков, содержат полиизопреновые блоки, что обуславливает их, отличные от СБС-марок, характеристики. Полиизопреновые марки редко применяются при модификации битума, но находят широкое применение в других областях.

Рис. 1. Характерные молекулярные структуры полимеров KRATON D.

Полистирол и полибутадиен расслаиваются при низкой температуре, образуя разделенные микроскопические домены. В отдельных полимерах KRATON D полистирол образует твердые "острова" в "море" полибутадиена. Каучуковые молекулы полибутадиена связывают полистирольные "острова", образуя при этом трехмерную сетку. Полибутадиен и полимер KRATON D сохраняют эластичность при температуре минус 60 °C, тогда как полистирольные домены остаются жесткими вплоть до температуры стеклования полистирола (примерно +100 °C). Таким образом, данный полимер обладает свойствами каучука в широком температурном диапазоне.

При нагревании продукта до температур, превышающих температуру стеклования полистирола, полимер становится пластичным. Полученную вязкую массу можно подвергать различным быстрым деформациям, например, формованию. Отходы производства могут быть расплавлены и легко подвергнуты повторному формованию.

В смесях с битумом полибутадиен способен адсорбировать масляные компоненты в количествах, превышающих его собственный вес в десятки раз. Полистирольные домены также адсорбируют масла, особенно ароматической природы. Структура пространственной сетки образуется уже при пятипроцентном содержании полимера KRATON D, придавая продукту эластичность и обуславливая его совместимость в широком температурном диапазоне. Влияние содержания полимера KRATON D и образование пространственной сетки на эксплуатационные параметры показано на рис. 2, где приведена зависимость температуры размягчения по методу "кольца и шара" (КиШ) от содержания полимера. Как следует из графика, ощутимые изменения в эксплуатационных параметрах наблюдаются при увеличении содержания полимера, приводящего к образованию сетки.

Рисунок 2. Зависимость температуры размягчения от содержания полимера KRATON D-1101

Улучшение характеристик битума при добавлении полимеров KRATON D наиболее ощутимо в следующих применениях: " модификация полимерами KRATON D битумных связующих в дорожной отрасли; " модификация битума полимерами KRATON D при производстве гидроизоляционных материалов; " модификация битума полимерами KRATON D при производстве герметиков, применяемых в горячем виде или адаптированных к использованию при температурах окружающей среды; " модификация битума полимерами KRATON D при производстве адгезивов.

Сорта полимеров KRATON, которые используются в покрытии дорог и взлетно-посадочных полос

Битум - это природный материал, состав которого меняется в широких пределах даже для одного и того же сорта. Он зависит от таких параметров, как происхождение сырой нефти, возраст нефтяной скважины, условия переработки на нефтеперегонном заводе и вводимые в смесь компоненты. Поэтому необходим индивидуальный подход к требованиям заказчика и использование палитры различных сортов полимеров, чтобы приспособиться к различиям в составе битума, а также к техническим условиям на эксплуатационные характеристики или к предъявляемым требованиям. При наличии надлежащих составов большинство битумов может быть использовано в качестве основы для СБС-модифицированного битумного вяжущего материала.

В материале для покрытия дорог и взлетно-посадочных полос широко используются следующие сорта:

o KRATON D1101 - основная марка СБС для дорожных покрытий, с содержанием полистирола 31 %.

o KRATON D1192 А - новый запатентованный сорт с модифицированным бутадиеновым серединным блоком, обеспечивающий более низкую вязкость полимербитумной смеси, более высокую степень совместимости битума и полимера, а также повышение стойкости к старению.

o KRATON D1116 А - радиальная молекула СБС, с низким содержанием стирола, применяется в смесиях, в которых требуется более высокое содержание бутадиена.

o KRATON D1118 А - с высоким содержанием двойного блока СБ, состоит из гранулированного полимера, используемого в сочетании с вулканизирующим реагентом, таким как сера.

o KRATON D1102 А - сорт с низким молекулярным весом и линейными молекулами СБС, для получения полимермодифицированного битума с низкой вязкостью в расплавленном состоянии.

o KRATON D1184 и KRATON D1186 - для тех областей применения, где требуется материал с очень высокой температурой размягчения.

 

E-mail: marketing@polychem.ru