BR – Polibutadiene

Proprietà

La gomma di polibutadiene (BR, PBD) è uno degli elastomeri sintetici di uso generale più economici e di maggior volume, talvolta usato come sostituto della gomma naturale (NR). Viene prodotta per polimerizzazione anionica o per polimerizzazione di coordinazione di 1,3-butadiene, tipicamente in un solvente non polare. Quest’ultimo è spesso il metodo preferito perché permette sia uno stretto controllo del peso molecolare (MW) che un’eccellente stereoregolarità.1 L’1,3-butadiene può entrare nella catena polimerica in crescita in tre modi diversi, producendo i tre isomeri strutturali cis-1,4, trans-1,4 e vinil-1,2, come mostrato nella figura sottostante.

Sia il cis-1,4- che il trans-1,4-polibutadiene hanno una bassa temperatura di transizione vetrosa (Tg) simile di circa -107°C mentre l’1,2-vinilico ha una Tg molto più alta di circa 0°C e quindi non è adatto alla maggior parte delle applicazioni degli elastomeri. Nonostante le Tg simili, i PBD cis e trans hanno proprietà meccaniche e usi molto diversi. Per esempio, il PBD ricco di cis-1,4 ha una cristallinità molto bassa e il punto di fusione più basso, mentre il polibutadiene con un alto contenuto di trans-1,4 ha una cristallinità molto più alta ed è molto più duro e meno flessibile.

Le gomme di butadiene sono tipicamente polimerizzate con sistemi a zolfo e sono spesso composte con altri polimeri e additivi come oli, riempitivi, agenti reticolanti e antiossidanti, il che permette una variazione versatile delle proprietà elastomeriche.

Le gomme butadiene non sono resistenti a olio, benzina e idrocarburi. Hanno anche una scarsa resistenza al calore e sono suscettibili all’attacco dell’ozono a causa della presenza di doppi legami nella spina dorsale del polimero che sono inclini alla degradazione termico-ossidativa. La degradazione avviene generalmente attraverso la reticolazione ossidativa e causa l’infragilimento.

Elastomeri IR/NR COMMERCIALI

Alcuni importanti produttori di gomme di poibutadiene sono Firestone, Cray Valley, AsahiKasei, GoodYear e Lanxess. Sono disponibili tre tipi di polibutadiene: high-cis, medium-cis e low-cis. Tra questi, la gomma medium-cis è il grado più popolare.

Applicazioni

L’uso principale della gomma polibutadiene cis è nei pneumatici. Per ottimizzare le prestazioni come la trazione, il rotolamento e la resistenza all’abrasione, è tipicamente composto con altri elastomeri come la gomma naturale e SBR. Altre applicazioni sono le anime delle palline da golf, le camere d’aria dei tubi per la sabbiatura e le coperture dei tubi pneumatici e dell’acqua. Il polibutadiene è anche usato come agente indurente nella plastica, in particolare nel polistirene ad alto impatto (HIPS) e nell’acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS).

Il polibutadiene ad alto contenuto vinilico e ad alto contenuto trans sono prodotti su una scala molto più piccola e sono utilizzati su una scala molto più piccola. Per esempio, il PBD ad alto contenuto vinilico è talvolta usato in pneumatici di alta qualità per migliorare la resilienza del rimbalzo, mentre il PBD ad alto contenuto trans è usato nello strato esterno delle palline da golf.