Kauczuk styrenowo-butadienowy

Kauczuk styrenowo-butadienowy lub kauczuk styrenowo-butadienowy (SBR) to określenie rodziny kauczuków syntetycznych pochodzących ze styrenu i butadienu (wersja opracowana przez Goodyear nosi nazwę Neolite). Materiały te charakteryzują się dobrą odpornością na ścieranie i dobrą stabilnością starzenia, gdy są chronione dodatkami. W 2012 r. na całym świecie przetworzono ponad 5,4 miliona ton SBR. Około 50% opon samochodowych jest wytwarzanych z różnych rodzajów SBR. Współczynnik styrenu/butadienu wpływa na właściwości polimeru: przy wysokiej zawartości styrenu kauczuki są twardsze i mniej gumowate. SBR nie należy mylić z elastomerem termoplastycznym, kopolimerem blokowym styrenu i butadienu, chociaż pochodzą z tych samych monomerów.
Rodzaje SBR
SBR pochodzi z dwóch monomerów, styrenu i butadienu. Mieszanina tych dwóch monomerów jest polimeryzowana w dwóch procesach: z roztworu (S-SBR) lub jako emulsja (E-SBR). E-SBR jest szerzej stosowany.
Polimeryzacja emulsyjna
E-SBR wytwarzany przez polimeryzację emulsyjną jest inicjowany przez wolne rodniki. Naczynia reakcyjne są zazwyczaj ładowane dwoma monomerami, generatorem wolnych rodników i środkiem przenoszącym łańcuch, takim jak alkilomerkaptan. Inicjatory rodnikowe obejmują nadsiarczan potasu i wodoronadtlenki w połączeniu z solami żelaza. Środki emulgujące obejmują różne mydła. Poprzez „zamykanie” rosnących rodników organicznych, merkaptany (np. dodecylotiol) kontrolują masę cząsteczkową produktu. Zazwyczaj polimeryzacje mogą przebiegać tylko do ok. 70%, metodą zwaną „krótkim zatrzymaniem”. W ten sposób różne dodatki mogą zostać usunięte z polimeru.
Polimeryzacja w roztworze
Solution-SBR powstaje w procesie polimeryzacji anionowej. Polimeryzacja jest inicjowana przez związki alkilolitu. Woda i tlen są surowo wykluczone. Proces jest jednorodny (wszystkie składniki są rozpuszczone), co zapewnia większą kontrolę nad procesem, umożliwiając dostosowanie polimeru. Związek organolitowy przyłącza się do jednego z monomerów, generując karbanion, który następnie przyłącza się do innego monomeru itd. W przypadku produkcji opon S-SBR jest coraz bardziej preferowany, ponieważ zapewnia lepszą przyczepność na mokrej nawierzchni i zmniejszone opory toczenia, co przekłada się odpowiednio na większe bezpieczeństwo i lepszą oszczędność paliwa.