Polibutadien


mer cis-1,4-	mer trans-1,4-

Nazewnictwo

Inne nazwy i oznaczenia
PB, PBA

Ogólne informacje

Monomery

1,3-butadien

Struktura meru

-[-CH₂-CH=CH-CH₂-]-

Właściwości

Rozpuszczalność
chlorek metylenu, toluen

Temperatura mięknienia	145 °C
Biodegradowalność	niebiodegradowalny
Biokompatybilność	niska
Właściwości mechaniczne	elastomer

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Multimedia w Wikimedia Commons

Polibutadien (poli(1,3-butadien)^[1]; BR^[2]) - polimer otrzymywany w wyniku polimeryzacji 1,3-butadienu, stosowany jako tworzywa sztuczne z grupy elastomerów, stosowany do produkcji kauczuku syntetycznego.

Otrzymywanie

Polibutadien został po raz pierwszy otrzymany w 1910 r. przez rosyjskiego chemika Siergieja Lebiediewa, który następnie opracował technologię produkcji polibutadienu przy użyciu sodu jako katalizatora (1932 r.).

Polibutadien może być również otrzymywany w wyniku polimeryzacji emulsyjnej w obecności katalizatorów wolnorodnikowych. Obecnie na skalę przemysłową jest produkowany głównie za pomocą polimeryzacji w roztworze przy użyciu związków litu (polimeryzacja anionowa) lub katalizatorów Zieglera-Natty (polimeryzacja koordynacyjna).

W trakcie polimeryzacji powstają mery 1,4-trans, 1,4-cis oraz 1,2- (vinyl), które w zależności od warunków prowadzenia tej reakcji mogą występować w różnych konfiguracjach i proporcjach co znacząco zmienia własności tego polimeru:

Dodatkowo mer 1,2-, który posiada chiralny atom węgla może występować w trzech formach stereoizomerycznych jako izotaktyczny, syndiotaktyczny oraz ataktyczny^[3].

Mikrostruktura, masa molowa i jej rozkład otrzymanego polibutadienu zależy od metody otrzymywania oraz katalizatora. Polimer otrzymany w wyniku polimeryzacji anionowej przy użyciu katalizatora alkilolitowego (Li-BR) charakteryzuje się węższym rozkładem masy molowej niż polimer otrzymany przy użyciu katalizatorów Zieglera-Natty^[4].

Typowy skład polibutadienu w zależności od użytego katalizatora^[5].
	cis (%)	trans (%)	vinyl (%)
Neodym	98	1	1
Kobalt	96	2	2
Nikiel	96	3	1
Tytan	93	3	4
Lit	10 do 30	20 do 60	10 do 70

Zastosowanie

Polibutadien jest drugim na świecie kauczukiem syntetycznym pod względem produkcji (po kauczuku butadienowo-styrenowym).

1,4-cis-polibutadien jest bardziej elastyczny od izomeru trans, a zawartość struktur trans i cis zależy od zastosowanych katalizatorów. Polibutadien jest szeroko wykorzystywany w przemyśle gumowym – produkuje się z niego gumę o różnej twardości i ścieralności, stosowaną m.in. w oponach samochodowych. Pod względem właściwości jest zbliżony do kauczuku naturalnego (zawierającego wyłącznie izomer cis), który został wyparty przez polimer syntetyczny w latach 30. XX w.

Przypisy

↑ Jones, RichardR. G. RichardR., International Union of Pure and Applied Chemistry. Commission on MacromolecularI.U.P.A.Ch.C.M. Nomenclature. International Union of Pure and Applied Chemistry. Commission on MacromolecularI.U.P.A.Ch.C.M., Compendium of polymer terminology and nomenclature : IUPAC recommendations, 2008, Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2009, ISBN 978-1-84755-942-5, OCLC 406528399 [dostęp 2019-12-12] .
↑ Macromolecules 1: Structure and Properties. Hans-Georg Elias (red.). Nowy Jork: Springer-Verlag, 1977, s. 1133. DOI: 10.1007/978-1-4615-7364-7. ISBN 978-1-4615-7364-7.
↑ TakuoT. Sone TakuoT., Industrial Synthetic Method of the Rubbers. 1. Butadiene Rubber, „International Polymer Science and Technology”, 43 (1), 2016, s. 49–54, DOI: 10.1177/0307174x1604300110, ISSN 0307-174X [dostęp 2019-12-12] (ang.).
↑ J.P. (Jean Pierre)J.P.(J.P.) Arlie J.P. (Jean Pierre)J.P.(J.P.), Synthetic rubbers : processes and economic data, Paris: Editions Technip, 1992, ISBN 2-7108-0619-3, OCLC 28040382 [dostęp 2019-12-12] .
↑ ChemSystems (2004). New York: Nexant (ed.). Styrene Butadiene Rubber / Butadiene Rubber.