Полибутадиен

Полимеры из 1,3-бутадиена
(схематическое изображение)
Цис-1,4-полибутадиен V.1.png
Отрезок из полимерной цепи цис- 1,4-полибутадиена. A C 4 блока обведен синим .
Транс-1,4-полибутадиен V.2.svg
Отрезок из полимерной цепи транс- 1,4-полибутадиена. A C 4 блока обведен синим .
Изотактический-1,2-Полибутадиен V.1.png
Отрезок из полимерной цепи изотактического 1,2-полибутадиена. A C 4 блока обведен синим . Виниловые группы можно увидеть в боковых цепях .
Синдиотактический-1,2-Полибутадиен V.1.png
Отрезок из полимерной цепи синдиотактического 1,2-полибутадиена. A C 4 блока обведен синим . Виниловые группы можно увидеть в боковых цепях .

Полибутадиен - собирательное название гомополимеров из 1,3-бутадиена . Полибутадиен - один из синтетических каучуков, а также бутадиеновый каучук ( сокращенно BR от английского бутадиенового каучука ).

С точки зрения мирового потребления полибутадиен является вторым по важности синтетическим каучуком, на долю которого в 2012 году приходилось около четверти объема рынка.

Производство

Полибутадиен может быть получен посредством анионной, координационной или радикальной цепной полимеризации . В зависимости от типа полимеризации полибутадиены образуются со структурными единицами, которые выглядят по-разному. Двойные связи CC в повторяющихся звеньях могут встречаться в виде 1,4- цис , 1,4- транс или 1,2-звеньев. 1,2-звено соответствует винильной группе , двойная связь находится в боковой цепи.

Радикально-цепная полимеризация : эмульсионная полимеризация приводит к случайному возникновению трех последовательностей. При низкой температуре реакции (5 ° C) доля винильных групп уменьшается. Инициирование происходит с пероксодисульфатом калия и солями железа. С пероксидом водорода в качестве инициатора могут образовываться короткоцепочечные макромолекулы, которые приводят к концевым диолам за счет реакций инициации и обрыва с радикалами ОН ( телехелические ). В качестве диолов они используются для синтеза эластомерных полиуретанов .

Анионная цепная полимеризация : цепная полимеризация инициируется бутиллитием . Полученный таким образом полибутадиен содержит около 40% 1,4- цис и 50% 1,4- транс звеньев. Однако таким способом бутадиен предпочтительно превращается в сополимеры, такие как стирол-бутадиеновые каучуки , блок-сополимеры стирол-бутадиен-стирол или сополимеры акрилонитрил-бутадиен-стирол .

Координационная цепная полимеризация : стереоспецифические катализаторы Циглера-Натта приводят к полимеру с высокой долей 1,4- цис- звеньев. Вулканизаты этого полимера используются в качестве эластомеров .

Полимеризация цис -1,4 ед. (%) транс -1,4 ед. (%) 1,2 единицы (%)
Неодим координирующий 98 1 1
Кобальт координирующий 97 1 2
никель координирующий 97 2 1
титан координирующий 93 3 4-й
Бутиллитий анионный От 36 до 38 52–53 От 10 до 12

Полибутадиен обладает высокой эластичностью и может использоваться в диапазоне температур от - 80 ° C до 90 ° C. Даже без наполнителей полибутадиен обладает хорошей прочностью (аналогично натуральному каучуку) и отличной стойкостью к истиранию, а после наполнения и вулканизации он также обладает высокой стойкостью к растрескиванию.

использовать

70% производимого в мире полибутадиена используется в производстве шин.

Для улучшения свойств и технологичности полибутадиен смешивают с натуральным каучуком или бутадиен-стирольным каучуком SBR. Он используется в автомобильных шинах и сердечниках мячей для гольфа .

Индивидуальные доказательства

  1. ^ MD Lechner, K. Gehrke, EH Nordmeier: Makromolekulare Chemie. 4-е издание. Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4 , стр.29 .
  2. ↑ Арне Петерс: Рынок эластомеров с точки зрения перспективы. ( Memento из в оригинале с 14 июля 2014 года в Internet Archive ) Info: @ 1@ 2Шаблон: Webachiv / IABot / www.k-zeitung.de архив ссылка была вставлена автоматически и еще не была проверена. Проверьте исходную ссылку и ссылку на архив в соответствии с инструкциями, а затем удалите это уведомление. В: Газета К. 24 июня 2013 г.
  3. ↑ Бернд Тике: Макромолекулярная химия. 3. Издание. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, стр.93.
  4. ↑ Бернд Тике: Макромолекулярная химия. 3. Издание. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, с. 114.
  5. ↑ Бернд Тике: Макромолекулярная химия. 3. Издание. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, с. 149.
  6. ↑ Дирк Стейнборн: Основы металлоорганического комплексного катализа. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, p. 232. (Предварительный просмотр с ограничениями)