polybutadiene

By Admin 17/09/2023 0

Polybutadien ist eine Sammelbezeichnung für Homopolymere, die aus 1,3-Butadien hergestellt werden. Polybutadien zählt zu den Synthesekautschuken und wird auch als Butadien-Kautschuk (Kurzzeichen BR vom englisch butadiene rubber) bezeichnet.

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In Bezug auf den globalen Verbrauch ist Polybutadien der zweitwichtigste synthetische Kautschuk und machte yên ổn Jahr 2012 etwa ein Viertel des Marktvolumens aus.[2]

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Polybutadien kann mittels anionischer, koordinativer oder auch radikalischer Kettenpolymerisationen hergestellt werden. Je nach Art der Polymerisation entstehen Polybutadiene mit unterschiedlich häufig auftretenden strukturellen Einheiten. Die C-C-Doppelbindungen in den Wiederholeinheiten können als 1,4-cis-, 1,4-trans- oder als 1,2-Einheiten auftreten. Eine 1,2-Einheit entspricht einer Vinylgruppe, die Doppelbindung liegt in der Seitenkette.

Radikalische Kettenpolymerisation: Emulsionspolymerisation führt zu einem statistischen Auftreten der drei Sequenzen. Bei niedriger Reaktionstemperatur (5 °C) sinkt der Anteil an Vinylgruppen. Initiierung erfolgt mit Kaliumperoxodisulfat und Eisensalzen.[3] Mit Wasserstoffperoxid als Initiator lassen sich kurzkettige Makromoleküle herstellen, die durch Start- und Abbruchreaktion mit OH-Radikalen zu endständigen Diolen führen (Telechele). Als Diole werden sie zur Synthese von elastomeren Polyurethanen verwendet.

Anionische Kettenpolymerisation: Die Initiierung der Kettenpolymerisation erfolgt mit Butyllithium. Das sánh erhaltene Polybutadien enthält etwa 40 % 1,4-cis- und 50 % 1,4-trans-Einheiten. Auf diesem Weg wird Butadien jedoch bevorzugt zu Copolymeren, wie Styrol-Butadien-Kautschuken, Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymeren oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymeren umgesetzt.[4]

Koordinative Kettenpolymerisation: Die stereospezifischen Ziegler-Natta-Katalysatoren führen zu einem Polymer mit einem hohen Anteil an 1,4-cis-Einheiten. Vulkanisate dieses Polymers werden als Elastomere verwendet.[5]

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[6] Polymerisation cis-1,4-Einheiten (%) trans-1,4-Einheiten (%) 1,2-Einheiten (%)
Neodym koordinativ 98 1 1
Cobalt koordinativ 97 1 2
Nickel koordinativ 97 2 1
Titan koordinativ 93 3 4
Butyllithium anionisch 36 bis 38 52 bis 53 10 bis 12

Polybutadien besitzt eine hohe Elastizität und ist yên ổn Temperaturbereich von - 80 °C bis 90 °C einsetzbar. Polybutadien besitzt auch ohne Füllstoffe eine gute Festigkeit (ähnlich wie Naturkautschuk), eine hervorragende Abriebfestigkeit, wenn gefüllt und vulkanisiert auch eine hohe Rissbeständigkeit.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

70 % des weltweit produzierten Polybutadiens werden für die Herstellung von Reifen verbraucht.

Zur Verbesserung der Eigenschaften und der Verarbeitbarkeit wird Polybutadien mit Naturkautschuk oder Styrol-Butadien-Kautschuk SBR versetzt. Es findet Verwendung in Kfz-Reifen und Golfballkernen.

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Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. ↑ M. D. Lechner, K. Gehrke, E. H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie. 4. Auflage. Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4, S. 29.
  2. ↑ Arne Peters: Elastomermarkt mit Perspektive. (Memento vom 14. Juli năm trước yên ổn Internet Archive) In: K-Zeitung. 24. Juni 2013.
  3. ↑ Bernd Tieke: Makromolekulare Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, năm trước, S. 93.
  4. ↑ Bernd Tieke: Makromolekulare Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, năm trước, S. 114.
  5. ↑ Bernd Tieke: Makromolekulare Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, năm trước, S. 149.
  6. ↑ Dirk Steinborn: Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, S. 232. (Eingeschränkte Vorschau)