BR – Polibutadien

Właściwości

Kauczuk polibutadienowy (BR, PBD) jest jednym z najtańszych i występujących w największych ilościach syntetycznych elastomerów ogólnego przeznaczenia, który jest czasami stosowany jako substytut kauczuku naturalnego (NR). Jest on wytwarzany w procesie polimeryzacji anionowej lub polimeryzacji koordynacyjnej 1,3-butadienu, zazwyczaj w niepolarnym rozpuszczalniku. Ta ostatnia metoda jest często wybierana, ponieważ umożliwia zarówno ścisłą kontrolę masy cząsteczkowej (MW), jak i doskonałą stereoregularność.1 1,3-butadien może wejść do rosnącego łańcucha polimeru na trzy różne sposoby, dając trzy izomery strukturalne cis-1,4, trans-1,4 i winyl-1,2, jak pokazano na rysunku poniżej.

Obaj polibutadien cis-1,4 i trans-1,4 mają podobną niską temperaturę zeszklenia (Tg) wynoszącą około -107°C, podczas gdy 1,2-winyl ma znacznie wyższą Tg wynoszącą około 0°C i dlatego nie nadaje się do większości zastosowań w elastomerach. Pomimo podobnych wartości Tg, cis i trans PBD mają bardzo różne właściwości mechaniczne i zastosowania. Na przykład PBD bogaty w cis-1,4 ma bardzo niską krystaliczność i najniższą temperaturę topnienia, podczas gdy polibutadien z dużą zawartością trans-1,4 ma znacznie wyższą krystaliczność i jest znacznie twardszy i mniej elastyczny.

Kauczuki butadienowe są zwykle utwardzane układami siarkowymi i często łączone z innymi polimerami i dodatkami, takimi jak oleje, napełniacze, środki sieciujące i przeciwutleniacze, co pozwala na wszechstronne zróżnicowanie właściwości elastomeru.

Kauczuki butadienowe nie są odporne na działanie oleju, benzyny i rozpuszczalników węglowodorowych. Posiadają również słabą odporność na ciepło i są podatne na atak ozonu ze względu na obecność podwójnych wiązań w szkielecie polimeru, które są podatne na degradację termiczno-utleniającą. Degradacja zazwyczaj zachodzi poprzez sieciowanie oksydacyjne i powoduje kruchość.

KOMERCYJNE elastomery IR/NR

Kilku głównych producentów kauczuków poybutadienowych to Firestone, Cray Valley, AsahiKasei, GoodYear i Lanxess. Dostępne są trzy rodzaje polibutadienu: high-cis, medium-cis i low-cis. Wśród nich najpopularniejszym gatunkiem jest kauczuk średni cis.

Zastosowanie

Głównym zastosowaniem kauczuku polibutadienowego cis są opony. Aby zoptymalizować wydajność, taką jak trakcja, toczenie i odporność na ścieranie, jest on zazwyczaj łączony z innymi elastomerami, takimi jak kauczuk naturalny i SBR. Inne zastosowania to rdzenie piłek golfowych, wewnętrzne rurki węży do piaskowania oraz osłony węży pneumatycznych i wodnych. Polibutadien jest również stosowany jako środek hartujący w tworzywach sztucznych, w szczególności w wysokoudarowym polistyrenie (HIPS) i akrylonitrylo-butadieno-styrenie (ABS).

Polibutadien wysokowinylowy i polibutadien wysokotransowy są produkowane na znacznie mniejszą skalę i są stosowane na znacznie mniejszą skalę. Na przykład, wysokowinylowy PBD jest czasami stosowany w wysokiej jakości oponach w celu poprawy sprężystości odbicia, podczas gdy wysokotransowy PBD jest stosowany w zewnętrznej warstwie piłek golfowych.

.