W anda Parasiewicz*, Ludom ir Ślusarski**
Przem ysł gumowy
w perspektywie XXI w.
R ozw ój przem ysłu gumowego ja ko przem ysłu kooperacyjnego je s t ściśle zw iązany z rozwojem innych gałęzi przemysłu.
Presja cenowa ze strony kooperantów i coraz wyższe wymagania techniczne
i jakościowe były główną siłą napędową rozwoju przem ysłu gumowego w drugiej połowie X X wieku. Koniec X X wieku przynosi nowe wyzwanie, które będzie kształtowało przem ysł gum ow y X X I wieku, ochronę środowiska naturalnego. Oznacza to poszukiwanie technologii energo - i materiałooszczędnych oraz bezodpadowych, a także z możliwością recyklingu zużytych wyrobów. Jednocześnie naukowcy i technolodzy zostali wyposażeni w bardzo skuteczne narzędzie, jakim są techniki komputerowe, pozwalające przyspieszyć postęp. D zięki symulacji komputerowej można będzie znacznie uprościć opracowanie i wdrażanie nowych rozwiązań technologicznych. Nie będzie ono wymagało ju ż tak wielu kosztownych eksperymentów i prób. Zm niejszy się ryzyko wdrażania nowych technologii i przem ysł stanie się bardziej otwarty na nowości.
W X X I wieku materiały elastyczne dzięki swym unikatowym właściwościom zachowają, a nawet powiększą swoje znaczenie. Postęp w tej dziedzinie będzie osiągany raczej
w drodze m odyfikacji fizyczn ej mieszaniny polim erow i chem icznej (uwodornienie, wbudowanie grup chemicznych do łańcucha polimeru lub szczepienie), aniżeli syntezy nowych rodzajów kauczuków. N ie można jednak wykluczyć, że pewne znaczenie osiągną nowe odmiany żyw icznych modyfikatorów, den dry mery, polim ery typu core-shell, jonomery, polim ery makrocykliczne, reaktywne i inne.
Wzrastać będzie znaczenie kauczuków termoplastycznych, proszkowych i ciekłych, co w perspektyw ie pozw oli odejść od tradycyjnej energochłonnej technologii sporządzania m ieszanek gumowych i ich wulkanizacji. Już dziś zarysowuje się tendencja
do unifikacji wymagań, uproszczenia składu m ieszanek gum ow ych i zmniejszenia
ich różnorodności. Następnym etapem m oże być zastąpienie ich gotow ym i przedm ieszkam i produkowanymi przez wyspecjalizowanych producentów.
Słowa kluczowe: przem ysł gumowy, rozwój
Rubber industry-an outlook for the 21st century
The development o f rubber industry as cooperative one is closelyjoined with the development o f industry as a whole.
Price-pressure and growing demand for high level o f performance, high quality and safety requirements have been pow erful force shaping the changes in our industry in second h a lf o f 2 0 c. The end o f our century creates the new challenge which will determine the trends in 21 c. this is natural en vironmentpre vention. It means the priority fo r energy- - efficient and lo w material consuming technology with scraps reduction and recycling.
Rubber processors will be equipped with very effective tools such as computing technics. Computer simulation allows to sim plify the elaboration and implementation o f ne w technologies. The change in processing no more needs long lasting and high cost
* Instytut Przemysłu Gumo wego "Stomil", Piasto w
* * Instytut Polimeró w Politechniki Łódzkiej’ Łódź
5
experiments and production trials. The risk o f implementation o f new technology will be much lower and rubber industry no more will be considered as conservative one.
In 21 c. elastic materials, because o f their unique properties will keep and even grow up their importance. The progress in this field will be reached rather by physical and chemical modifications, than by synthesis o f new monomers.
The development is expected towards structure m odified polymerization as dendrimers, core-shell macromolecules, ionomers, macrocylic and other polymers.
Significant development o f TPEs and TPVs, powder and liquid rubbers will be contin
ued, as a solution fo r change from energy and cost consuming traditional processing to more effective and s im plified methods. It results the tendency to unification o f rubber compound, decreasing their variability, and better optimisation o f properties vs require
ments, then growing importance o f custom compounde rs.
K ey words: rubber industry, development
Historia przemysłu gumowego sięga lat trzydziestych ubiegłego wieku. W arto w tym miejscu wspomnieć, że jedna z pierwszych fabryk gumowych w Europie powstała na ziemiach polskich. Założył ją Józef Leo Wemmer, w Warszawie już w roku 1834. Decydujący wpływ na rozwój przemysłu gumowego miało odkrycie w 1839 wulkanizacji przez Ch. Goodyera i T. Hancocka. Nowy elastyczny materiał, o niespotykanych w naturze właściwościach, okazał się niezm iernie przydatny i znajdował coraz szersze zastosowanie. Kolejnym krokiem milowym na drodze postępu było zastosowanie elementów gumowych, w szczególności opon, w motoryzacji. Pierwsza fabryka opon została zbudowana przez Dunlopa w r. 1900 . Była to data przełomowa. Od tej pory kauczuk i sporządzane z niego wyroby gumowe zaczęły zyskiwać znaczenie strategiczne.
Kooperanci, zwłaszcza ci potężni, jak np. motoryzacja, nierzadko narzucali swoje ceny stawiając jednocześnie coraz wyższe wym agania techniczne. Zmuszało to przemysł gumowy do obniżania kosztów produkcji i jednoczesnego doskonalenia procesów technologicznych.
Te dwa czynniki przyczyniły się w istotny sposób do postępu w przem yśle gumowym. Spowodowały one ogromny rozwój bazy surowcowej, stałe ulepszanie maszyn produkcyjnych, automatyzację wielu procesów, doskonalenie funkcjonalności i właściwości eksploatacyjnych wyrobów.
Jednak, pomimo ogromnego postępu technologicznego, podstawowe zasady wytwarzania wyrobów gumowych nie uległy zmianie.
Nie udało się doprowadzić do zapewnienia ciągłości procesów sporządzania m ieszanek gumowych. Mimo udoskonalenia konstrukcji mieszarek zamkniętych, proces ten jest nadal bardzo energochłonny, a kontrola jego przebiegu nastręcza trudności. Konfekcjonowanie wyrobów gumowych w znacznej m ierze wymaga pracy ludzkiej.
Producenci wyrobów gumowych dążą do uproszczenia przetwórstwa na wzór przemysłu tworzyw sztucznych.
Osiągnięcie tego celu jest sprawą przyszłości.
Próby stosowania polimerów ciekłych [1], a także przetwarzanie granulatów i kauczuków proszkowych [2]
nie spełniły oczekiwań z przyczyn ekonomicznych oraz
z powodu trudności w uzyskaniu wyrobów o zadowalających właściwościach. Panuje opinia, że przemysł gumowy jest konserwatywny, a producenci niechętnie, z uwagi na bardzo wysokie koszty maszyn i urządzeń, odchodzą od przyjętej technologii. Dotychczas postęp w technologii osiągano głównie drogą licznych eksperymentów i kosztownych prób produkcyjnych. Zastosowanie nowoczesnych technik komputerowych daje możliwość symulacji procesów technologicznych, tworzenia inteligentnych baz danych, sterowania procesami produkcyjnymi itp.
Koniec naszego stulecia stawia przed przemysłem gumowym nowe wyzwania, które będą stymulować jego dalszy rozwój. Są to ochrona środowiska oraz konieczność ograniczenia energochłonności. Te radykalne zmiany wymagają, szczególnie w pierwszej fazie, ogromnych nakładów inwestycyjnych.
Zużycie kauczuków
Dynamikę rozwoju przemysłu gumowego w XX w.
dobrze ilustruje rys. 1 przedstawiający światową produkcję kauczuku naturalnego i kauczuku syntetycznego w latach
1900-92 [3].
Rys. 1. Światowa produkcja kauczuku naturalnego i syntetycznego wiatach 1900-92
Jeśli pominiemy fluktuacje związane ze zmianami koniunktury, to można zauważyć, że produkcja kauczuku naturalnego wzrasta dość regularnie i ta tendencja powinna utrzymać się do roku 2000. Dynamika przyrostu produkcji
6
kauczuków syntetycznych, po bardzo intensywnym skoku w latach 1950-1970, również utrzymuje zrównoważone tempo.
Wg danych [4,5] w latach 1995-1999 średni roczny wzrost zużycia kauczuku naturalnego ocenia się na 2,3%, a kauczuków syntetycznych na 2,2%, w tym kauczuków specjalnych na 2,9%. Ogółem wzrost zużycia kauczuków wyniesie ok. 2,4%.
Wyraźniejsze zmiany mogą nastąpić w strukturze stosowania kauczuków syntetycznych. Kauczuk butadienowo-styrenowy będzie stanowił 32% całkowitego zużycia kauczuków syntetycznych (stopa wzrostu 2,9%), kauczuk butadienowy 18% (stopa wzrostu 2,4%), butadienowo-akrylonitrylowy 3% (stopa wzrostu 3,5%).
Największy wzrost zużycia kauczuków ogólnego zastosowania przewidywany jest dla kauczuków termoplastycznych i etylenowo-propylenowych, rocznie wyniesie odpowiednio 5,5% i 3,6%.
Nowe odkrycia w dziedzinie kauczuków
Opublikowane ostatnio dane i informacje wskazują, że przedstawione prognozy mogą ulec zmianie, zwłaszcza w następnym stuleciu. Odkrycie w połowie lat 80.
katalizatorów metalocenowych i ich zastosowanie do polimeryzacji olefin [6] zapowiada radykalne zmiany w syntezie elastomerów. Nowe katalizatory stwarzają możliwość kształtowania budowy molekularnej i nadmolekulam ej makrocząsteczek, syntetyzowania poliolefm izotaktycznych lub syndiotaktycznych o założonej krystaliczności i właściwościach.
Dzięki zastosowaniu katalizatorów hybrydowych, tj. mieszanin różnych metalocenów, można uzyskać makrocząsteczkowe polimery o złożonej modalności.*)
Nowością są również reaktory kaskadowe umożliwiające wbudowywanie cząsteczek monomerów do łańcucha polimeru w sposób zamierzony i przy kontrolowanej polidysperyjności. Będzie w ten sposób wzrastać liczba polimerów o cennych właściwościach, otrzymywanych ze stosowanych dotychczas monomerów.
Potencjalne m ożliw ości syntezy elastom erów z wykorzystaniem katalizatorów metalocenowych zdają się być niewyczerpane. W rachubę wchodzi kopolimeryzacja monomerów niepolam ych z polarnymi, np. etylenu z tlenkiem węgla. Kopolimery cykloalifatyczne, jak, np. etylenu i norbomenu (COC), mają temperaturę zeszklenia 150°C i obok polarnych kopolimerów olefinowych mogą być konkurencyjne w stosunku do poliamidów i poliestrów [7].
Prowadzone są intensywne prace nad nową technologią produkcji kauczuków chloroprenowych i fluorowych z zastosowaniem katalizatorów metalocenowych.
Właściwości polimerów zależą w znacznym stopniu od ich struktury molekularnej i nadmolekulamej. W latach siedemdziesiątych ukazują się pierwsze publikacje na temat syntezy polimerów topologicznych. Pojawia się możliwość
*) modaJność - funkcja rozkładu masy cząsteczkowej
zbudowania nowego związku z dwóch rodzajów cząsteczek, np. makrocyklicznych lub makrocyklicznych i liniowych przez ich mechaniczne połączenie bez udziału wiązania chemicznego. Powstają w ten sposób katenany, rotaksany, polirotaksany itp. W przypadku związków wielko
cząsteczkowych dużą grupę topologiczną stanowią dendrymery - polimery lawinowo rozgałęzione. W drodze różnych reakcji dendrymeryzacji można uzyskać polimer lawinowo rozgałęziony o budowie sferycznej, zakończony na peryferiach grupami funkcyjnymi, np. aminowymi lub winylowymi (core-shell) [8].
Prowadzone na szeroką skalę badania dotyczące polimeryzacji [9] z pewnością zostaną przeniesione do skali produkcyjnej i dlatego możemy spodziewać się w następnym stuleciu znacznego rozszerzenia asortymentu kauczuków.
Aktualnie zarysowują się duże zmiany w dziedzinie kauczuków etylenowo-propylenowych (EPDM). Znamienne jest wdrożenie przez firmę Chemical Co. Dow technologii
"Insite” opartej na katalizatorach metalocenowych przestrzennie kształtujących (constrained geometry catalyst) [ 10]. Kopolimery etylenu i oktenu otrzymane tą metodą mogą być produkowane w szerokim asortymencie o różnej zawartości komonomerów, różnej masie cząsteczkowej i gęstości, wskaźniku płynięcia od mniej niż 0,5 do powyżej 100 g/10min. Materiały o gęstości powyżej 0,885 g/cm 3 są plastomerami oferowanymi pod nazwą "Affinity"
(POP-plastomer poliolefinowy), zaś materiały o gęstości poniżej 0,885 g/cm 3 jako elastomery poliolefmowe - POE 0 nazwie handlowej "Engage". Można je produkować w postaci granulatu i przerabiać w sposób ciągły. POE mogą być sieciowane nadtlenkami, radiacyjnie lub silanami.
Charakteryzują się właściwościami zbliżonymi do EPDM, mają lepsze właściwości przerobowe (dyspersja składników), wymagają krótszego czasu mieszania, odznaczają się lepszą powtarzalnością właściwości i m ożliwością znacznego napełnienia.
Ostatnio pojawiło się wiele informacji o współpracy firm Du Pont i Dow Chemical Co. w zakresie nowej technologii produkcji kauczuków etylenowo-propylenowych [11,12].
Zapowiadany jest ogromny wzrost produkcji tych kauczuków 1 powstanie nowych fabryk o wydajności 90 kt/rok w USA w 1996 r., a następnie w Europie i w Azji. Również w 1996 roku Union Carbide zapowiada pełny rozruch fabryki EPDM o zdolności produkcyjnej 90kt/rok, (polimeryzacja w fazie gazowej).
Wydarzenia te świadczą o silnej konkurencji. Przypuszcza się, że w ciągu 10 lat konwencjonalne EPDM mogą być zastąpione kauczukami metalocenowymi. M oże też się zdarzyć, że nowe kauczuki nie będą mogły w pełni zastąpić konwencjonalnych i będą stanowiły ich uzupełnienie. Warto podkreślić, że producenci nowych kauczuków wychodzą z ofertą kauczuków i przedm ieszek w postaci granulatu, co może stworzyć możliwości dla nowych technologii przetwórstwa i znacznych zmian w procesie sporządzania mieszanek
7
Kauczuki termoplastyczne
Wymagania dotyczące ochrony środowiska będą sprzyjały rozwojowi produkcji kauczuków termoplastycznych (TPE).
Wg danych IISRP wzrost zużycia TPE w skali światowej w latach 1994-1999 będzie się utrzymywał na poziomie 5,5%
rocznie. Producenci tych kauczuków szacują, że osiągnie on nawet 11 % [ 13]. Zastosowanie TPE daje następujące możliwości:
- bardzo dobre właściwości mechaniczne, odporność na rozdzieranie i przecięcie
- uproszczenie procesów przetwórczych, krótkie cykle produkcyjne, oszczędność materiału, mniejsze zużycie energii
- łatwy recykling
Niestety, ich stosowanie stwarza także pewne problemy, a mianowicie:
- odmienne urządzenia produkcyjne, - wysoka temperatura przetwórstwa, - suszenie jako dodatkowa operacja,
- ograniczony zakres stosowania w podwyższonej temperaturze (płynięcie, odkształcenie trwałe), - koszt.
Na rys. 2 przedstawiono główne rodzaje produkowanych TPE [14], natom iast w tabelach 1 i 2 aktualną sytuację rynkową, strukturę zużycia i dziedziny zastosowania różnych odmian TPE w Ameryce Północnej.
Rys. 2. Główne rodzaje elastomerów termoplastycznych
Tabela 1. Zużycie TPE w Ameryce Północnej w zależności od rodzaju kauczuku, tys. ton
Rodzaj kauczuku Rok Przyrost roczny,
%
1992 1997
Kopolimery styrenu 134,2 159,2 3,5
Poliolefiny 74,9 112,0 8,4
Poliuretany 34,0 44,5 5,5
Kopolieteroestry 26,3 40,4 8,9
Inne 20,4 29,5 7,6
Razem 289,8 • 385,6 5,9
Tabela 2. Zużycie TPE w Ameryce Północnej w zależności od dziedziny zastosowania, tys. ton
Dziedzina zastosowania Rok
1992 1997
Motoryzacja 86.6 122.5
Wyroby przemysłowe 66.2 83.9
Obuwie 53.5 57.2
Przyrządy i aparaty 27.2 41.7
Przewody i kable 23.1 29.0
Artykuły medyczne 13.1 20.4
Materiały konstrukcyjne 5.0 10.9
Inne 14.9 19.95
Bardzo szybko rozwijającą się grupą TPE są tzw. mieszaniny (fizyczne) polimerów i stopy sieciowane w warunkach dynami
cznych. Materiały te ostatnio zyskały nazwę wulkanizatów termoplastycznych i są oznaczane w literaturze anglojęzycznej jako TPV. Najbardziej znane przykłady to Santoprene i Sarlink- - mieszaniny polipropylenu z usieciowanym dynamicznie kauczukiem EPDM. Firm a DSM, producent Sarlinku, zapowiada podwojenie swej produkcji. Uruchamia nową fabrykę w USA o wydajności 10 tys. ton rocznie oraz powiększa zdolności produkcyjne w istniejących fabrykach w Europie. Firma AES, producent Santoprenu, zapowiada ponad 30% wzrost produkcji [15].
W stopach polimerowych fazę sztywną na ogół stanowi poliolefina, a fazę elastyczną usieciowany dynamicznie EPDM lub NBR.
Coraz większego znaczenia nabiera tzw. "reaktywne wytłaczanie" (reactive extrusion). Dobrze ilustruje to przykład stopu poliamidu z polipropylenem, gdzie w wytłaczarce dwuślimakowej powstaje układ polimeryczny o wzajemnie przenikających się sieciach (XPN). Do mieszaniny poliamidu i polipropylenu wprowadza się dodatkowo monomer e-kaprolaktam, co umożliwia równoczesne wytwarzanie polimeru szczepionego. Otrzymany materiał wyróżnia się małą absorpcją wilgoci, lepszymi właściwościami przerobowymi i modułem sprężystości [16].
Mieszaniny polimerowe będą nową grupą materiałów stanowiącą pomost między elastomerami a plastomerami.
Natomiast kompozyty wytwarzane z polimerów napełnionych włóknami lub napełniaczm i izotropowymi stanowią nową grupę materiałów, których właściwości mogą być kształtowane w bardzo szerokim zakresie.
Właściwości mieszanin polimerowych mogą być kontrolowane i projektowane poprzez odpowiedni dobór makrocząsteczek. Otrzymane w ten sposób polimeryczne materiały konstrukcyjne mogą konkurować z metalami.
W tej dziedzinie również wykorzystanie katalizatorów metalocenowych stwarza nowe możliwości, np. firma GLS Corporation, stosując katalizatory metalocenowe opracowała stop polimerowy, którego głównym składnikiem jest uwodorniony kopolimer SBS. Produkty te mogą być przyjaznym dla środowiska substytutem PVC. W literaturze pojawiają się liczne inform acje o nowych mieszaninach 8
i kompozytach polimerowych i wydaje się, że coraz częściej są spełnione warunki produkowania materiałów polimerowych "na zamówienie" o określonych wymaganiach (postęp w polimeryzacji w powiązaniu z techniką komputerową).
Inne składniki mieszanek gumowych
Sytuacja na rynku surowców pomocniczych w ostatnim okresie stała się trudna dla ich producentów. W ciągu ostatnich 10 lat ceny spadły o 1/3 [17], co nie sprzyjało rozwojowi technologii i nowym odkryciom. W płynęła na to recesja początku lat 90. oraz redukcja ilości wyrobów gumowych. Obecnie wymagania ekologiczne wymuszają unowocześnianie technologii i wprowadzanie często kosztownych rozwiązań. Odpowiedzią producentów na trudną sytuację na rynku jest globalizacja i łączenie się koncernów. Spadek cen surowców pomocniczych, pozornie korzystny dla przemysłu gumowego, w dalszej perspektywie może oznaczać niewystarczającą ich podaż, szczególnie odczuwaną przez przemysł oponiarski, który aktualnie znacznie się ożywia. Obecnie nie można liczyć na radykalną zmianę technologii produkcji opon. W najbliższej przyszłości prawdopodobnie wzrośnie zapotrzebowanie na tradycyjne przyspieszacze, środki sieciujące i antydegradanty. Powstanie więc konieczność zwiększenia ich produkcji.
Jeśli istotnie dojdzie do znacznego zwiększenia produkcji i zużycia nowych elastomerów poliolefinowych, musi wzrosnąć zapotrzebowanie na nadtlenki i silany.
Zainteresowanie mieszaninami polimerów i kompozytami będzie impulsem do poszukiwania substancji chemicznych zwiększających adhezję na granicy faz polimer - polimer, a także polimer -napełniacz.
Zdaniem producentów surowców pomocniczych należy oczekiwać w najbliższej przyszłości:
- rozszerzenia asortymentu i wdrożenia do produkcji nieplamiących antyozonantów,
- pojawienia się nowych substancji zwiększających adhezję gumy do metalu zastępujących związki kobaltu, - poszukiwania nowych środków poprawiających
wytrzymałość mieszanek przed wulkanizacją, modyfikatorów lepkości, a także dodatków zwiększających odporność gumy na rozdzieranie, - zwiększenia asortymentu zespołów wulkanizujących nie
wydzielających nitrozoamin.
Napełniacze
Jeżeli założymy, że postęp w przemyśle gumowym będzie dokonywał się przez wprowadzenie nowych elastomerów, mie
szanin polimerów i kompozytów o znanej strukturze i właści
wościach, to można by sądzić, że napełniacze i zmiękezacze będą odgrywały mniejszą rolę. Takie podejście byłoby jednak znacznym uproszczeniem. Trzeba liczyć się z tym, że napeł
niacze długo będą jeszcze stosowane w produkcji opon.
Aktualnie ocenia się zużycie napełniaczy w oponach na 1,3- -1,4 min. ton rocznie [18]. Powstały nowe fabryki na Węgrzech i w Czechach, projektowane są rónież nowe fabryki w Azji o wydajności rzędu 200 kt/rok. Aktualną sytuację w dziedzinie produkcji sadzy przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 3. Perspektywy produkcji sadzy, nowe moce produkcyjne
Firma Kraj Zdolność
produkcyjna, t/r
Rok uruchomienia
Degussa Chiny 5300 1994
Chiny 3000 1993
Cabot Corp. Czechy 50000 1994
Malezja 80000 1996
Indonezja 60000 1996
Columbian Carbon Węgry 50000 1994
Phillips Carbon
Black Ltd. Indie 78000 1994
Consolidation
Petrotech Industries Ltd. Indie 23000 1994
Hi-Tec Carbon Indie 40000 1995
Witco Corp. Concarb Egipt 20000 1994
J. H. Huber Corp. - Sun
Carbon Ltd. Indie 50000 1994
W ostatnim okresie obserwuje się znaczną intensyfikację badań w dziedzinie napełniaczy. Coraz powszechniejsze jest stosowanie metod umożliwiających badanie powierzchni na poziomie molekularnym. Pojawiły się mikroskopy nowej generacji - "tunelowe" i "sił atomowych" o zdolności rozdzielczej rzędu 0,1 nm, jak również precyzyjne metody analizy zawartości powierzchniowych ciał stałych, np. spektroskopia elektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim - metoda XPS, spektroskopia Augera i in. Stwarza to przesłanki postępu w zakresie produkcji napełniaczy oraz włókien wprowadzanych do elastomerów jako materiał wzmacniający. Można im będzie nadawać odpowiednią strukturę oraz energię powierzchniową przez wbudowanie odpowiednich grup funkcyjnych.
W zględy ekologiczne wpłynęły na większe zainteresowanie krzemionką aktywną. Pojawiają się nowe gatunki krzemionki łatwo dyspergującej w ośrodku polimerowym (Ultrasil 3370gk) i krzemionki modyfikowanej silanami. Koncepcja tzw. "opony zielonej", o dużej odporności na ścieranie i m ałym oporze toczenia, jest możliwa do zrealizowania właśnie dzięki nowoczesnym krzemionkom. Producenci krzem ionek informują o uruchomieniu nowych mocy produkcyjnych ok. 100 kt rocznie, co ilustruje tabela 4.
Nowe kierunki w technologii
Dostępność materiałów polimerowych "na zamówienie może w przyszłości wyraźnie zmienić oblicze przemysłu
9
Tabela 4. Perspektywy rozwoju produkcji krzem ionki strącanej, nowe moce produkcyjne
Z dolność
Rok uruchom ienia
Firma Kraj produkcyjna,
t/r
R hone P oulenc U S A 2 0 0 0 0 1994
Basic C hem . C o. C hiny 2 0 0 0 0 1995
PPG Industries C hiny
U S A
j
15000 1994J. M. Huber U S A F in lan d ia Indie
| ok. 5 0 0 0 0 1 9 9 3 -1 9 9 6
gumowego. Należy się spodziewać odejścia od tradycyjnego systemu sporządzania m ieszanek gumowych. Producenci kauczuków w coraz większym zakresie będą producentami przedm ieszek polimerowych spełniających określone wymagania odbiorcy.
Wyraźnie zarysowuje się tendencja, by produkować nowe kauczuki w postaci granulatów, co umożliwia zastąpienie tradycyjnych mikserów wytłaczarkami i wtryskarkami, jest też szansa na wprowadzenie procesów ciągłych w technologii pewnej grupy wyrobów. Tendencje te zapowiadają znaczne uproszczenie procesów przetwórczych w przemyśle gumowym.
Trudniej to sobie wyobrazić w odniesieniu do opon lub innych wyrobów wzmacnianych. Jednak i w tym przypadku dużą nadzieję pokłada się w kompozytach z dodatkiem specjalnych promotorów adhezji ułatwiających równomierne przenoszenie naprężeń z polimeru do włókien. Zapewne w przyszłości dotychczasowe wyroby gumowo-metalowe będą zastępowane przez odpowiednie kompozyty polimerowe. M ożna również oczekiwać, że nastąpi odejście od tradycyjnych klejów rozpuszczalnikowych, zamiast których będą stosowane wodne emulsje i dyspersje polimerów.
Podsumowanie
W świetle powyższych rozważań m ożna oczekiwać, że wiek XXI dla przemysłu gumowego zapowiada się optymistycznie, choć niewątpliwie nastąpią istotne zmiany w technologii, a granice między przemysłem tworzyw sztucznych a przem ysłem gumowym będą stopniowo zanikać. Postęp będzie się wiązał z uruchamianiem produkcji nowych lub zmodyfikowanych polimerów oraz rozwojem nauki o materiałach.
Drugim ważnym wyznacznikiem postępu w przemyśle gumowym będą wymagania dotyczące ochrony środowiska.
Sukces przemysłu gumowego w przyszłości będzie wymagał restrukturyzacji, przewiduje się dalszą globalizację, specjalizację i wykorzystywanie wszelkich rezerw organizacyjnych. Rysujące się dziś tendencje w przemyśle gumowym można podsumować następująco:
10
- rozszerzenie asortymentu kauczuków - nowe polimery, - zwiększenie produkcji elastomerów poliolefinowych,
rozszerzanie obszaru ich zastosowań,
- wzrost zastosowań termoplastów, większy udział TPE i TPV,
- uproszczenie procesów przetwórstwa, przedmieszki w postaci granulatów,
- przeniesienie procesów mieszania do producenta polimerów,
- kompozyty zamiast wyrobów konfekcjonowanych, - wytwarzanie wyrobów spełniających dokładnie
określone wymagania "na zamówienie", - priorytety ochrony środowiska,
- zmniejszenie energochłonności,
- eliminacje pyłów i toksycznych chemikaliów, - recykling,
- eliminacja rozpuszczalników,
- komputerowa symulacja, kontrola i sterowanie procesami technologicznymi,
- automatyzacja procesów produkcyjnych, - restrukturyzacja przemysłu.
Literatura
1. Szczesio M ., ŚlusarskiL.; K auczuki ciekłe, budowa, przetwórstwo, właściwości - referat wygł. na konferencji Elastom ery’85, 26-28marca 1985 (Materiały konferencyjne str. 19)
2. Klarskov K , Timling T: Kautschuk Gummi Kunstst.
1992, 45, 11, 964
3. Barlow G , Jayasuńya S. Suan Tan C: The World Rubber Industry Rautledye, Londyn 1994
4. Europ. Rubb. I 1995, 177, 4,5
5 IRSG - Elastomer Industry Report, Styczeń 1995 6. Gummi Fasem Kunstst. 1995, 48, 3,184
7. M ulhauptR. : Macplas 1995, 113
8. M aciejewski M.: Polimery 1995, 49, 404 9 Kuran W.; Polimery 1995, 49,391
10. AartsM . W.,Fanichet L.; Kautschuk u. Gummi Kunstst. 1995, 48,497
11. Europ. Rubb. I. 1995, 177, 7, 20 12. The Elastomers Times, 1995,12,1
13. White L.; Europ. Rubb. J. 1995, 177, 5, 24
14. The Vanderbilt Rubber Handbook Thirteenth Edition.
R. T. Vanderbilt Company Inc., 1990,273 15. White E.: Europ. Rubb. I. 1995, 177, 7, 28 16. Hornsby P. R. , Tung J. F : Piast. Rubb.
a Composites, Processing a. Application, 1995, 24, 2, 63
17. White E.: Europ. Rubb. 1994, 176,12, 16 18. Davis B.: Europ. Rubb. J. 1994, 176, 7/8, 31
