기계공학 취준일기 #9 SBR(Styrene Butadiene Rubber)

앞서 포스트한 부타디엔은 SBR(스티렌+부타디엔), NBR(니트릴+부타디엔), BR(부타디엔)등의 합성고무를 제조한다.

 

이중에서 SBR제조 공정에 대해 알아보자.

 

출처 한국산업안전공단

출처 한국산업안전공단

위 첫 그림은 이해를 높이기 위해 간단하게 나타낸 과정이고 두번째 그림은 밑에서 부터 나올 그림들의 맥락을 이해하기

 

위해 넣었다.

 

 

저장탱크와 중합반응공정

1. 저장탱크와 중합반응공정이다.

 

중합반응이란 단위체라 불리는 간단한 분자들이 서로 결합하여 거대한 고분자 물질을 만드는 반응이다. 

 

원료 단위체(monomer)인 Butadiene과 Styrene 및 기타 원부재료(산화제인 oxidant등)을 저장했다가, 필요한 공정으로

 

이송한다. Monomer, 유화제, 그외 약품등을 반응 기내에 투입하여 반응시킨다.

 

SBR은 저온 유화중합으로 LATEX를 생산한다. 이때, 균일한 제품을 얻기위해 각 반응기(reactor)는 

 

7~10도로 온도를 유지하며 일정하게 휘저어 준다. 투입된 혼합물은 반응기를 지나면서

 

전환율이 증가하고 마지막에는 Displacement Column으로 들어간다.

 

2. Monomer 회수공정

 

출처 한국산업안전공단

 

중합반응후 반응되지 않은 단위체를 RECYCLE하기 위해 회수하는 공정이다.

 

BD Degassing(탈기)와 ST Stripping으로 구분된다. 탈기에서 미반응 부타디엔은 증발되고, 부타디엔 증기는 BD압축기와

 

Vacuum Pump에서 압축되고, 응축기에서 다시 응축되어 1번의 탱크로 이송된다. 탈기한 라텍스는 ST 스트리퍼에

 

이송되어 증기증류 하여 미반응 ST를 제거한다.

 

3. 저장 및 혼합공정

 

출처 한국산업안전공단

 

라텍스를 이송하여 저장하고, 노화방지제와 신전유를 혼합한다. 라텍스는 저장 탱크로부터

 

Latex Blend Tank에 주기적으로 이송되며, 필요한양의 extended oil과 산화방지제가 첨가된다.

 

최종 혼합된 라텍스는 응고공정으로 투입된다.

 

4.응고 및 탈수 공정

출처 한국산업안전공단

 

혼합된 라텍스는 Blend 탱크로부터 응고(coagulation)탱크로 연속적으로 공급되면서 소금과 산용액이 혼합된다.

 

응고 탱크에서 라텍스가 Agitator에 의해 격렬히 섞여 대부분의 고무는 작은 입자 상태로 응집된다. 

 

응집된 고무입자중 액체는 스크린에서 분리되고, 세척 탱크에물로 세척되며, 탈수기로 이송후 건조가 용이하도록

 

작은 조각으로 분쇄된다.

 

5. 건조 성명 포장 공정

한국산업안전공단

수분이 포함된 고무조각은 열풍 건조기에서 건조된다. 건조기를 통과하여 자동무게 계량기로 이송되는데,

 

자동무게 계량기에 의해 일정량이 계량된 된다. 이후 제품 성형기에 투입되면 균일화된 모양과 크기로 성형되어 

 

포장된다.