Styrene-Butadiene Rubber

ยาง SBR (Styrene Butadiene Rubber)

ยาง SBR หรือ ยางสไตรีนบิวตาไดอีน เป็นยางสังเคราะห์ที่ถูกคิดค้นขึ้นในช่วงสงครามโลก ที่ประเทศเยอรมัน และใช้กันอย่างกว้างขวาง ในหลากหลายอุตสาหกรรม โดยมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับยางธรรมชาติ

โครงสร้างทางเคมีของ โคพอลิเมอร์ยาง SBR ประกอบด้วย มอนอเมอร์ของสไตรีน (Styrene monomer) และ มอนอเมอร์ของบิวตาไดอีน (butadiene monomer)  โดยมอนอเมอร์ของบิวตาไดอีนจะอยู่ในรูปของ cis-1,4 ประมาณ 9% tran-1,4 ประมาณ 54.5% และที่เหลืออีก 13% อยู่ในรูปของโครงสร้างแบบ 1,2 (structure)

ปริมาณของสไตรีน อยู่ในช่วง 23-40%  (เมื่อปริมาณของสไตรีมากขึ้น ยางจะทนต่อแรงดึงได้น้อยลง) ในขณะที่สังเคราะห์ยาง SBR จะมีปฏิกิริยาในระหว่างการสังเคราะห์ 2 รูปแบบ คือ พอลิเมอร์ไรเซชันในรูปแบบของอีมัลชัน (emulsion polymerization) และพอลิเมอร์ไรเซชันรูปแบบของสารละลาย (solution polymerization)

โดยสายโมเลกุลของยาง SBR มีการจัดเรียงตัวกันอย่างไม่เป็นระเบียบ ทำให้ไม่สามารถตกผลึกได้เมื่อถูกยืด ยางจึงมีค่าความทนต่อแรงดึงต่ำ เวลาใช้งานจึงจำเป็นต้องเติมสารเติมแต่งเข้าช่วย

ยาง SBR มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Glass Transition Temperature) ประมาณ -50  ºC สูตรโครสร้างของยาง SBRหากมีการเพิ่มปริมาณสไตรีน อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว จะสูงขึ้นด้วย

สูตรโครสร้างของยาง SBR

 

ยาง SBR สามารถแบบได้เป็นเกรดต่างๆ ตามมาตรฐานสากลดังนี้ 

เกรด	ประเภทของยาง
SBR 1000	“Hot” emulsion grades
SBR 1100	“Hot” black masterbatch + oil
SBR 1500	“Cold” emulsion grades
SBR 1600	“Cold” black masterbatch + oil
SBR 1700	“Cold” oil masterbatch
SBR 1800	“Cold” oil black masterbatch + oil
SBR 1900	Emulsion resin rubber masterbatch
SBR 2000	“Hot”  lattices
SBR 2100	“Cold”  lattices

 

คุณสมบัติของยาง SBR

1. อุณหภูมิการใช้งาน ยาง SBR สามารถใช้งานได้ที่ อุณหภูมิ -50 ถึง +100 ºC
2. ความยืดหยุ่น (Elasticity) ยางชนิดนี้ยืดหยุ่นต่ำกว่ายางธรรมชาติ และเมื่อปริมาณสไตรีนสูงขึ้น จะทำให้ยางมีความยืดหยุ่นลดลง แต่ยางจะมีความแข็งเพิ่มขึ้น
3. ความเหนียวติดกัน (Tack) ยางชนิดนี้มีสมบัติความเหนียวติดกันต่ำ เมื่อต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีความเหนียวติดกันสูง ต้องผสมยางธรรมชาติ หรือมีการเติม Tackifier ลงในยาง SBR เพื่อทำให้ยางมีความเหนียวติดกันเพิ่มมากขึ้น
4. ความทนต่อแรงดึง (Tensile Strength) เนื่องจากยาง SBR ไม่สามารถตกผลึกได้เมื่อถูกยืด ทำให้ยางชนิดนี้ทนต่อแรงดึงได้ต่ำ แต่อย่างไรก็ตาม การเติมสารเสริมแรงลงไป ทำให้ยาง SBR ทนต่อแรงดึงได้สูงขึ้น
5. ความต้านทานต่อการขัดถู (Abrasion Resistance) ยาง SBR ที่เสริมแรงด้วยเขม่าดำ จะมีความต้านทานต่อการขัดถูสูงมาก
6. ความเป็นฉนวนไฟฟ้า (Insulation) ยาง SBR มีความเป็นฉนวนไฟฟ้าใกล้เคียงกับยางธรรมชาติ
7. การทนสารเคมี เนื่องจากเป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีขั้ว จึงไม่ทนต่อน้ำมัน และ ตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว แต่สามารถทนต่อ แอลกอฮอล์ และเกลือ ได้
8. การเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน โอโซน และแสงแดด (Aging Properties) ไม่สามารถทนต่อโอโซน, แสงแดด และสภาพแวดล้อม ได้ เช่นเดียวกับยางธรรมชาติ
9. การกระเด้งกระดอน (Rebound Resilience) ยาง SBR มีสมบัติการกระเด้งกระดอนต่ำกว่ายางธรรมชาติมาก และมีการสะสมความร้อนสูงกว่ายางธรรมชาติ จึงไม่เหมาะในการนำไปผลิตเป็นล้อรถบรรทุกขนาดใหญ่ เพราะจะเกิดการระเบิดได้

การประยุกต์ใช้งาน

ยาง SBR จัดเป็นยางสังเคราะห์ที่สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายและสามารถใช้ทดแทนยางธรรมชาติได้ ข้อดีของ ยาง SBR ที่เหนือกว่ายางธรรมชาติ นั่นคือ กระบวนการผลิต และแปรรูปที่ง่ายกว่า และไม่เกิดปัญหายางแข็งตัวเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำเป็นเวลานาน

1. ผลิตเป็นแผ่นยาง SBR เพื่อสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย เช่น ตัดเป็นประเก็น หรือ ซีลกันน้ำได้
2. ผลิตเป็นแผ่นยางเรียบ และแผ่นยางมีลาย ใช้ปูพื้น หรือทางเดินบนอาคาร โรงงาน สำนักงาน สนามบิน ได้ทั้งพื้นที่ราบและพื้นที่ลาดเอียง เพื่อป้องกันการลื่น และลดเสียงที่เกิดจากการเดิน หรือ การกระแทก
3. ผลิตเป็นท่อยาง หรือท่อยางเสริมผ้าใบ ได้
4. ผลิตเป็นแผ่นยางรองคอสะพาน (Rubber Bridge Bearings) ได้ มีทั้งแบบ แผ่นยางล้วน (Plain) และแบบที่มีวัสดุเสริมแรง (Laminated)
5. แผ่นยางกันกระแทก ใช้ซับแรงกระแทกในพื้นที่ ที่ต้องการได้
6. ผลิตเป็นยางฟองน้ำ เพื่อใช้ในการซับแรงกระแทกได้ และสามารถนำมาออกแบบเพื่อการใช้งานที่เหมาะสมได้
7. ยางโอริง ทำหน้าที่เป็นซีล กันรั่วซึมของของไหล ในอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนต่าง ๆ
8. ใช้ในอุตสาหกรรมทางการแพทย์ และบรรจุภัณฑ์อาหาร

Download: ยาง SBR (Styrene Butadiene Rubber)

 

 

ที่มา : ดร. พงษ์ธร แซ่อุ่ย, “ยาง ชนิด สมบัติ และการใช้งาน”, ศูนย์เทคโนโลยีโลหะ และวัสดุแห่งชาติ, 2547

By Enjoy Wissen

24 March 2018

PTI  WISSEN  TEAMS

Polytech Industry Company Limited