BR – Polibutadién

Properties

A polibutadién gumi (BR, PBD) az egyik legolcsóbb és legnagyobb volumenű szintetikus általános célú elasztomer, amelyet néha a természetes gumi (NR) helyettesítőjeként használnak. Előállítása vagy anionos polimerizációval vagy 1,3-butadién koordinációs polimerizációjával történik, jellemzően nem poláros oldószerben. Gyakran ez utóbbit választják, mivel ez lehetővé teszi a molekulatömeg (MW) szoros szabályozását és a kiváló sztereoregularitást1. Az 1,3-butadién három különböző módon léphet be a növekvő polimerláncba, így a három szerkezeti izomer cisz-1,4, transz-1,4 és vinil-1,2 izomer keletkezik, ahogy az alábbi ábrán látható.

A cisz-1,4- és a transz-1,4-polibutadiénnek is hasonlóan alacsony, körülbelül -107°C-os üvegesedési hőmérséklete (Tg) van, míg az 1,2-vinilnek sokkal magasabb, körülbelül 0°C-os Tg-je van, ezért nem alkalmas a legtöbb elasztomeralkalmazásra. A hasonló Tg-értékek ellenére a cisz- és a transz-PBD mechanikai tulajdonságai és felhasználási területei nagyon eltérőek. Például a cisz-1,4-ben gazdag PBD-nek nagyon alacsony a kristályossága és a legalacsonyabb az olvadáspontja, míg a magas transz-1,4-tartalmú polibutadiénnek sokkal magasabb a kristályossága, és sokkal keményebb és kevésbé rugalmas.

A butadiéngumikat jellemzően kénes rendszerekkel vulkanizálják, és gyakran más polimerekkel és adalékanyagokkal, például olajokkal, töltőanyagokkal, térhálósítószerekkel és antioxidánsokkal keverik, ami lehetővé teszi az elasztomer tulajdonságok sokoldalú variálását.

A butadiéngumi nem ellenálló az olajjal, benzinnel és szénhidrogénoldószerekkel szemben. Hőállóságuk is gyenge, és a polimer gerincében lévő kettős kötések jelenléte miatt, amelyek hajlamosak a termikus-oxidatív degradációra, hajlamosak az ózon általi támadásra. A lebomlás általában oxidatív keresztkötésen keresztül történik, és ridegséget okoz.

KERESKEDELMI IR/NR elasztomerek

A polibutadién gumik néhány jelentős gyártója a Firestone, a Cray Valley, az AsahiKasei, a GoodYear és a Lanxess. A polibutadién három típusa áll rendelkezésre: magas cisz-, közepes cisz- és alacsony cisz-értékű. Ezek közül a közép-cis gumi a legnépszerűbb fajta.

Alkalmazások

A cis-polibutadién gumi fő felhasználási területe a gumiabroncsok. Oldalfalakba és futófelületbe kerül A teljesítmény, például a vonóerő, a gördülési és kopásállóság optimalizálása érdekében általában más elasztomerekkel, például természetes gumival és SBR-rel keverik. További felhasználási területei a golflabda magok, a homokfúváshoz használt tömlők belső csövei, valamint a pneumatikus és vizes tömlők burkolatai. A polibutadiént keményítőszerként is használják műanyagokban, különösen a nagy ütésállóságú polisztirolban (HIPS) és az akrilnitril-butadién-sztirolban (ABS).

A magas vinil és magas transz-transz polibutadiént sokkal kisebb mennyiségben gyártják és sokkal kisebb mennyiségben használják. Például a magas vinil PBD-t néha kiváló minőségű gumiabroncsokban használják a visszarugó rugalmasság javítására, míg a magas transz PBD-t a golflabdák külső rétegében használják.