Polibutadien
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.
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||
| Monomery | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Struktura meru |
-[-CH2-CH=CH-CH2-]- | ||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||
Otrzymywanie
edytujPolibutadien 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].
| 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
edytujPolibutadien 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
edytuj- ↑ Jones, Richard G., International Union of Pure and Applied Chemistry. Commission on Macromolecular Nomenclature., 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.
- ↑ Takuo Sone, 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) Arlie, 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.
Bibliografia
edytuj- NIMS PolyInfo Database. polymer.nims.go.jp. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-03-05)].