Butadien-Kautschuk

Polymere aus 1,3-Butadien (schematische Präsentation)^[1]
Ausschnitt aus einer Polymerkette von cis-1,4-Polybutadien. Eine C₄-Einheit ist blau markiert.
Ausschnitt aus einer Polymerkette von trans-1,4-Polybutadien. Eine C₄-Einheit ist blau markiert.
Ausschnitt aus einer Polymerkette von isotaktischem-1,2-Polybutadien. Eine C₄-Einheit ist blau markiert. In den Seitenketten erkennt man die Vinylgruppen.
Ausschnitt aus einer Polymerkette von syndiotaktischem-1,2-Polybutadien. Eine C₄-Einheit ist blau markiert. In den Seitenketten erkennt man die Vinylgruppen.

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

Butadien-Kautschuk (Kürzel: BR (engl. Butadiene Rubber) oder BuNA—Butadien katalysiert durch Natrium) gehört zu den Elastomeren.

Herstellung

Butadien-Kautschuk kann mittels anionischer koordinativer Polymerisation aus 1,3-Butadien hergestellt werden. Je nach verwendetem Katalysator entstehen Polybutadien mit unterschiedlichen Anteilen an Polymeren mit der 1,4- Verknüpfung (cis und trans) oder der 1,2-Verknüpfung mit den Vinylgruppen in der Seitenkette. In der Praxis entstehen also Makromoleküle mit verschieden Verknüpfungsarten in der Kette (siehe Tabelle).


	cis-1,4-Polybutadien (%)	trans-1,4-Polybutadien (%)	1,2-Polybutadien (%)
Neodym	98	1	1
Cobalt	96	2	2
Nickel	96	3	1
Titan	93	3	4
Lithium	10 bis 30	20 bis 60	10 bis 70

Ein anderes Verfahren ist die radikalische Emulsionspolymerisation.^[2]

1949 gelang in einem Kaltpolymerverfahren (5 °C) die Herstellung von Polybutadien mit brauchbaren kautschuk- technologischen Eigenschaften. Als Katalysator wird ein Redoxsystem (Hyperperoxid, Na-Formaldehydsulfat und Fe(II)-Komplexe) verwendet. Fett- und Harzsäuren kommen als Emulgatoren zum Einsatz. Um den Verzweigungsgrad gering zu halten, wird die Reaktion bei 60 % Umsatz gestoppt. Das so hergestellte Polybutadien besitzt folgende Mikrostruktur:

14 % cis 1,4-Polybutadien

69 % trans-1,4-Polybutadien

17 % 1,2-Polybutadien

Eigenschaften

Polybutadien besitzt eine hervorragende Elastizität und ist im Temperaturbereich von - 80 °C bis 90 °C einsetzbar. Butadien-Kautschuk besitzt auch ohne Füllstoffe eine gute Festigkeit (ähnlich wie Naturkautschuk), eine hervorragende Abriebfestigkeit, wenn gefüllt und vulkanisiert auch eine hohe Rissbeständigkeit. Zur Verbesserung der Eigenschaften und der Verarbeitbarkeit wird Poly(butadien) mit Naturkautschuk oder Styrol-Butadien-Kautschuk SBR versetzt. Es findet Verwendung in KFZ-Reifen und Golfballkernen.

Einzelnachweise

↑ M. D. Lechner, K. Gehrke und E. H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie, 4. Auflage, Birkhäuser Verlag, 2010, S. 29, ISBN 978-3-7643-8890-4.
↑ Kautschuk Technologie: Werkstoffe, Verarbeitung, Produkte von Fritz Röthemeyer, 2006, Hanser Verlag, Seite 85f.

[Lechner-1] M. D. Lechner, K. Gehrke und E. H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie, 4. Auflage, Birkhäuser Verlag, 2010, S. 29, ISBN 978-3-7643-8890-4.

[2] Kautschuk Technologie: Werkstoffe, Verarbeitung, Produkte von Fritz Röthemeyer, 2006, Hanser Verlag, Seite 85f.

[1]

[2]