BR – Polybutadien

Egenskaber

Polybutadiengummi (BR, PBD) er en af de billigste og største mængder syntetiske elastomerer til generelle formål, som undertiden anvendes som erstatning for naturgummi (NR). Det fremstilles enten ved anionisk polymerisation eller ved koordinationspolymerisation af 1,3-butadien, typisk i et ikke-polært opløsningsmiddel. Sidstnævnte er ofte den foretrukne metode, fordi den giver mulighed for både nøje kontrol af molekylvægten (MW) og fremragende stereoregularitet.1 1,3-butadien kan indgå i den voksende polymerkæde på tre forskellige måder, hvilket giver de tre strukturelle isomerer cis-1,4, trans-1,4 og vinyl-1,2, som vist i figuren nedenfor.

Både cis-1,4- og trans-1,4-polybutadien har en tilsvarende lav glasovergangstemperatur (Tg) på ca. -107 °C, mens 1,2-vinyl har en meget højere Tg på ca. 0 °C og derfor ikke er egnet til de fleste elastomeranvendelser. På trods af lignende Tg’er har cis- og trans-PBD meget forskellige mekaniske egenskaber og anvendelsesmuligheder. For eksempel har cis-1,4-rigt PBD en meget lav krystallinitet og det laveste smeltepunkt, mens polybutadien med et højt indhold af trans-1,4 har en meget højere krystallinitet og er meget hårdere og mindre fleksibelt.

Butadiengummi hærdes typisk ved hjælp af svovlsystemer og blandes ofte med andre polymerer og additiver som f.eks. olier, fyldstoffer, tværbindingsmidler og antioxidanter, hvilket giver mulighed for en alsidig variation af de elastomere egenskaber.

Butadiengummi er ikke modstandsdygtigt over for olie, benzin og kulbrinteopløsningsmidler. De har også dårlig varmebestandighed og er modtagelige for angreb fra ozon på grund af tilstedeværelsen af dobbeltbindinger i polymerryggen, som er udsat for termisk-oxidativ nedbrydning. Nedbrydningen sker generelt gennem oxidativ tværbinding og forårsager forsprødning.

KOMMERCIELLE IR/NR-elastomerer

Nogle større producenter af poybutadiengummi er Firestone, Cray Valley, AsahiKasei, GoodYear og Lanxess. Der findes tre typer polybutadien: high-cis, medium-cis og low-cis. Blandt disse er medium-cis-gummi den mest populære kvalitet.

Anvendelser

Den vigtigste anvendelse af cis-polybutadiengummi er i dæk. Det indgår i sidevægge og slidbaner For at optimere ydeevnen, f.eks. trækkraft, rulle- og slidstyrke, blandes det typisk med andre elastomerer som naturgummi og SBR. Andre anvendelser er kerner til golfbolde, inderrør i slanger til sandblæsning og dæksler til luft- og vandslanger. Polybutadien anvendes også som et hærdningsmiddel i plast, især i HIPS (high-impact polystyren) og ABS (acrylonitrilbutadien-styren).

Højvinyl- og højtrans-polybutadien fremstilles i meget mindre målestok og anvendes i meget mindre målestok. F.eks. anvendes højvinyl-PBD undertiden i dæk af høj kvalitet for at forbedre elasticiteten ved rebound, mens højtrans-PBD anvendes i det ydre lag på golfbolde.