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Estireno-butadieno

El caucho de estireno- butadieno ( SBR ) describe familias de cauchos sintéticos derivados del estireno y el butadieno (la versión desarrollada por Goodyear se llama Neolite [ 1...

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El caucho de estireno- butadieno ( SBR ) describe familias de cauchos sintéticos derivados del estireno y el butadieno (la versión desarrollada por Goodyear se llama Neolite [ 1 ] ). Estos materiales tienen buena resistencia a la abrasión y buena estabilidad al envejecimiento cuando están protegidos por aditivos. En 2012, se procesaron más de 5,4 millones de toneladas de SBR en todo el mundo. [ 2 ] Alrededor del 50% de los neumáticos de automóviles están hechos de varios tipos de SBR. La proporción estireno/butadieno influye en las propiedades del polímero: con un alto contenido de estireno, los cauchos son más duros y menos elásticos. [ 3 ] El SBR no debe confundirse con el elastómero termoplástico , copolímero de bloque de estireno-butadieno , aunque se deriven de los mismos monómeros.

Tipos

El SBR se obtiene a partir de dos monómeros : estireno y butadieno . La mezcla de estos dos monómeros se polimeriza mediante dos procesos: a partir de una solución (S-SBR) o como una emulsión (E-SBR). [ 4 ] El E-SBR es el más utilizado.

Polimerización en emulsión

La polimerización en emulsión del E-SBR se inicia mediante radicales libres . Los reactores suelen contener los dos monómeros, un generador de radicales libres y un agente de transferencia de cadena, como un alquilmercaptano . Entre los iniciadores de radicales se incluyen el persulfato de potasio y los hidroperóxidos en combinación con sales ferrosas. Los agentes emulsionantes incluyen diversos jabones . Al "bloquear" los radicales orgánicos en crecimiento, los mercaptanos (por ejemplo, el dodeciltiol ) controlan el peso molecular del producto. Normalmente, las polimerizaciones se dejan avanzar solo hasta aproximadamente el 70%, un método denominado "parada corta". De esta forma, se pueden eliminar diversos aditivos del polímero. [ 3 ]

Polimerización en solución

El SBR en solución se produce mediante un proceso de polimerización aniónica. La polimerización se inicia con compuestos de alquil litio . Se excluyen estrictamente el agua y el oxígeno. El proceso es homogéneo (todos los componentes están disueltos), lo que proporciona un mayor control y permite adaptar el polímero. El compuesto de organolitio se adiciona a uno de los monómeros , generando un carbanión que luego se adiciona a otro monómero, y así sucesivamente. Para la fabricación de neumáticos, el SBR en solución es cada vez más popular porque ofrece un mejor agarre en mojado y una menor resistencia a la rodadura, lo que se traduce en mayor seguridad y mejor ahorro de combustible, respectivamente. [ 5 ]

Buna S

El material se comercializó inicialmente con la marca Buna S. Su nombre deriva de Bu por butadieno y Na por sodio ( natrium en varios idiomas, incluidos el latín, el alemán y el neerlandés), y S por estireno . [ 6 ] [ 7 ] [ 5 ] Buna S es un copolímero de adición.

Propiedades

Aplicaciones

Una cadena SBR

El estireno-butadieno es un material comercial que compite con el caucho natural . El elastómero se utiliza ampliamente en neumáticos. Esta aplicación requiere principalmente E-SBR,Aunque el S-SBR está ganando popularidad, otros usos incluyen tacones y suelas de zapatos, juntas e incluso chicles. [ 3 ]

El látex (emulsión) SBR se utiliza ampliamente en papeles estucados , siendo una de las resinas más económicas para unir recubrimientos pigmentados. En 2010, más de la mitad (54%) de todos los aglutinantes secos utilizados consistían en látex a base de SB. Esto equivalía a aproximadamente 1,2 millones de toneladas métricas (1,3 millones de toneladas cortas) . [ 8 ]  

El SBR también se utiliza como aglutinante en electrodos de baterías de iones de litio , en combinación con carboximetilcelulosa como alternativa a base de agua para, por ejemplo, el fluoruro de polivinilideno . [ 9 ]

El caucho de estireno-butadieno también se utiliza en intercambiadores de calor de placas con juntas. Se emplea a temperaturas moderadas de hasta 85 °C (185 °F; 358 K) para sistemas acuosos. [ 10 ]   

Historia

SBR is a replacement for natural rubber. It was originally developed prior to World War II in Germany by chemist Walter Bock in 1929.[11] Industrial manufacture began during World War II, and was used extensively by the U.S. Synthetic Rubber Program to produce Government Rubber-Styrene (GR-S) to replace the Southeast Asian supply of natural rubber which, under Japanese occupation, was unavailable to Allied nations.[12][13]

See also

References

  1. ↑Steven Di Pilla (2 June 2004), Slip and Fall Prevention: A Practical Handbook, CRC, p. 82, ISBN 978-0-203-49672-5
  2. ↑Market Study Synthetic Rubber "Marktstudie Synthetische Elastomere von Ceresana". Archived from the original on 2015-03-18. Retrieved 2013-08-23., published by Ceresana, June 2013
  3. 123Werner Obrecht; Jean-Pierre Lambert; Michael Happ; Christiane Oppenheimer-Stix; John Dunn; Ralf Krüger (2012). "Rubber, 4. Emulsion Rubber". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.o23_o01. ISBN 978-3-527-30673-2.
  4. ↑International Institute of Synthetic rubber Producers, Inc. (IISRP) article on S-SBR (retrieved 2011-12-02)
  5. 12H.-D.Brandt et al. "Rubber, 5. Solution Rubbers" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.o23_o02
  6. ↑Mark Michalovic (2000) "The Story of Rubber. Germany: The Birth of Buna" from The Polymer Learning Center and Chemical Heritage Foundation
  7. ↑Evonik IndustriesInvention and Production of Buna
  8. ↑Sangl, R.; Auhorn, W.J.; Gliese, T.; Kogler, W. (2013). Holik, Herbert (ed.). Handbook of Paper and Board. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. p. 250. doi:10.1002/9783527652495. ISBN 9783527331840.
  9. ↑"Water based anode binder | JSR Micro NV". Archived from the original on 2016-03-25.
  10. ↑Sinnott, R.K. (2009). Chemical engineering design. Towler, Gavin. (5th ed., SI ed.). Oxford: Butterworth-Heinemamn. ISBN 978-0-7506-8551-1. OCLC 774295558.
  11. ↑ Malcolm Tatum ¿Qué es el caucho de sireno-butadieno? de Wisegeek
  12. ↑ Wendt, Paul (1947). "El control del caucho en la Segunda Guerra Mundial". Southern Economic Journal . 13 (3). Southern Economic Association : 203–227 . doi : 10.2307/1053336 . JSTOR 1053336 . 
  13. ↑ "El caucho importa: la solución al problema del caucho en la Segunda Guerra Mundial y la colaboración" . Chemical Heritage Foundation . Archivado del original el 5 de diciembre de 2014. Consultado el 24 de junio de 2013 .