El caucho de estireno-butadieno o 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] Aproximadamente el 50% de los neumáticos para automóviles se fabrican con varios tipos de SBR. La relación estireno / butadieno influye en las propiedades del polímero: con un alto contenido de estireno, los cauchos son más duros y menos gomosos.[3] El SBR no debe confundirse con el elastómero termoplástico , copolímero de bloque de estireno-butadieno, aunque se deriva de los mismos monómeros.
Identificadores | |
---|---|
| |
Tarjeta de información ECHA | 100.127.439 |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Tipos de SBR
El SBR se deriva de dos monómeros , estireno y butadieno . La mezcla de estos dos monómeros se polimeriza mediante dos procesos: en solución (S-SBR) o como emulsión (E-SBR). [4] E-SBR se utiliza más ampliamente.
Polimerización en emulsión
El E-SBR producido por polimerización en emulsión es iniciado por radicales libres . Los recipientes de reacción se cargan típicamente con los dos monómeros, un generador de radicales libres y un agente de transferencia de cadena como un alquilmercaptano . Los iniciadores de radicales incluyen persulfato de potasio e hidroperóxidos en combinación con sales ferrosas. Los agentes emulsionantes incluyen varios jabones . Al "tapar" los radicales orgánicos en crecimiento, los mercaptanos (por ejemplo, dodeciltiol ) controlan el peso molecular y, por lo tanto, la viscosidad del producto. Normalmente, se permite que las polimerizaciones procedan sólo hasta aprox. 70%, un método llamado "parada corta". De esta manera, se pueden eliminar varios aditivos del polímero. [3]
Polimerización en solución
Solution-SBR se produce mediante un proceso de polimerización aniónica. La polimerización se inicia mediante compuestos de alquil litio . El agua está estrictamente excluida. El proceso es homogéneo (todos los componentes se disuelven), lo que proporciona un mayor control sobre el proceso, lo que permite adaptar el polímero. El compuesto de organolitio se agrega a uno de los monómeros, generando un carbanión que luego se agrega a otro monómero, y así sucesivamente. Para la fabricación de neumáticos, el S-SBR se ve cada vez más favorecido porque ofrece un mejor agarre en mojado y una menor resistencia a la rodadura, lo que se traduce en una mayor seguridad y una mejor economía de combustible, respectivamente. [5]
Buna S
El material fue comercializado inicialmente con el nombre comercial de Buna S . Su nombre deriva de Bu para butadieno y Na para sodio ( natrio en varios idiomas, incluidos el latín, alemán y holandés) y S para estireno . [6] [7] [5] Buna S es un copolímero de adición.
Propiedades
Propiedad | S-SBR | E-SBR |
---|---|---|
Resistencia a la tracción (MPa) | 36 | 20 |
Alargamiento al desgarro (%) | 565 | 635 |
Viscosidad Mooney , 100 ° C | 48,0 | 51,6 |
Temperatura de transición vítrea (° C) | −65 | −50 |
Polidispersidad | 2.1 | 4.5 |
Aplicaciones
Es un material básico que compite con el caucho natural . El elastómero se utiliza ampliamente en neumáticos neumáticos . Esta aplicación requiere principalmente E-SBR, aunque S-SBR está ganando popularidad. Otros usos incluyen tacones y suelas de zapatos, juntas e incluso goma de mascar . [3]
El látex (emulsión) SBR se usa ampliamente en papeles estucados , siendo una de las resinas más baratas para unir recubrimientos pigmentados.
También se utiliza en aplicaciones de construcción, como agente sellador y aglutinante detrás de enlucidos como alternativa al PVA , pero es más caro. En esta última aplicación, ofrece mayor durabilidad, menor contracción y mayor flexibilidad, además de ser resistente a la emulsificación en condiciones de humedad.
El SBR se usa a menudo como parte de sistemas de impermeabilización subestructurales (sótanos) a base de cemento, donde como líquido se mezcla con agua para formar la solución de medición para mezclar el material de tanque en polvo en una lechada. SBR ayuda a la fuerza de unión, reduce el potencial de contracción y agrega un elemento de flexibilidad.
También es utilizado por los fabricantes de controladores de altavoces como material para envolventes de goma de baja amortiguación.
Además, se utiliza en algunas tablas de cortar de caucho .
El SBR también se usa 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 . [8]
El caucho de estireno-butano también se utiliza en intercambiadores de calor de placas con juntas. Se utiliza a temperatura moderada hasta 85 grados C, (358 K) para sistemas acuosos. [9]
Historia
SBR es un reemplazo del caucho natural . Fue desarrollado originalmente antes de la Segunda Guerra Mundial en Alemania por el químico Walter Bock en 1929. [10] La fabricación industrial comenzó durante la Segunda Guerra Mundial y fue utilizado ampliamente por el Programa de Caucho Sintético de EE. UU. Para producirGobierno de caucho-estireno (GR-S); para reemplazar el suministro de caucho natural del sudeste asiático que, bajo la ocupación japonesa, no estaba disponible para las naciones aliadas . [11] [12]
Ver también
- Elastómero
- Agrietamiento por ozono
- Neumático
- Caucho sintético
Referencias
- ^ Steven Di Pilla (2 de junio de 2004), Prevención de resbalones y caídas: un manual práctico , CRC, p. 82, ISBN 978-0-203-49672-5
- ^ Caucho sintético de estudio de mercado "Copia archivada" . Archivado desde el original el 18 de marzo de 2015 . Consultado el 23 de agosto de 2013 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ), publicado por Ceresana, junio de 2013
- ^ a b c Werner Obrecht, Jean-Pierre Lambert, Michael Happ, Christiane Oppenheimer-Stix, John Dunn, Ralf Krüger (2012). "Caucho, 4. Emulsión de caucho". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.o23_o01 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Artículo del Instituto Internacional de Productores de Caucho Sintético, Inc. (IISRP) sobre S-SBR (consultado el 2 de diciembre de 2011 )
- ^ a b H.-D.Brandt y col. "Caucho, 5. Cauchos en solución" en la Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.o23_o02
- ^ Mark Michalovic (2000) "La historia del caucho. Alemania: El nacimiento de Buna" de The Polymer Learning Center y Chemical Heritage Foundation
- ^ Evonik Industries Invención y producción de Buna
- ^ http://www.jsrmicro.be/emerging-technologies/battery-binder/water-based-anode-binder
- ^ K., Sinnott, R. (2009). Diseño de ingeniería química . Towler, Gavin. (5ª ed., SI ed.). Oxford: Butterworth-Heinemamn. ISBN 9780750685511. OCLC 774295558 .
- ^ Malcolm Tatum ¿Qué es el caucho de sireno -butadieno de Wisegeek?
- ^ Wendt, Paul (1947). "El control del caucho en la Segunda Guerra Mundial". Revista Económica del Sur . Asociación Económica del Sur . 13 (3): 203–227. doi : 10.2307 / 1053336 . JSTOR 1053336 .
- ^ "Asuntos de caucho: solución del problema del caucho de la Segunda Guerra Mundial y colaboración" . Fundación Patrimonio Químico . Archivado desde el original el 5 de diciembre de 2014 . Consultado el 24 de junio de 2013 .