El caucho de estireno-butadieno o caucho de estireno-butadieno ( SBR ) describen 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] Alrededor del 50% de los neumáticos para automóviles se fabrican con diversos 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] SBR no debe confundirse con el elastómero termoplástico , copolímero de bloques de estireno-butadieno , aunque deriva de los mismos monómeros.
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 en emulsión (E-SBR). [4] E-SBR se utiliza más ampliamente.
El E-SBR producido por polimerización en emulsión se inicia mediante radicales libres . Los recipientes de reacción suelen estar cargados con los dos monómeros, un generador de radicales libres y un agente de transferencia de cadena como un alquilmercaptano . Los iniciadores 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 tanto, la viscosidad del producto. Normalmente, se permite que las polimerizaciones continúen sólo hasta ca. 70%, método llamado "parada corta". De esta manera se pueden eliminar distintos aditivos del polímero. [3]
Solution-SBR se produce mediante un proceso de polimerización aniónica. La polimerización se inicia mediante compuestos de alquil litio . El agua y el oxígeno están estrictamente excluidos. El proceso es homogéneo (todos los componentes se disuelven), lo que proporciona un mayor control sobre el proceso, permitiendo la adaptación del polímero. El compuesto de organolitio se suma a uno de los monómeros, generando un carbanión que luego se suma a otro monómero, y así sucesivamente. Para la fabricación de neumáticos, el S-SBR se prefiere cada vez más 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]
El material se comercializó inicialmente con la marca Buna S. Su nombre deriva Bu de butadieno y Na de sodio (natrio en varios idiomas, incluidos el latín, alemán y holandés), y S de estireno . [6] [7] [5] Buna S es un copolímero de adición.
El estireno-butadieno es un material básico que compite con el caucho natural . El elastómero se utiliza ampliamente en neumáticos . Esta aplicación requiere principalmente E-SBR, aunque S-SBR está ganando popularidad. Otros usos incluyen tacones y suelas de zapatos, juntas e incluso chicle . [3]
El látex (emulsión) SBR se utiliza ampliamente en papeles estucados , siendo una de las resinas más baratas para unir revestimientos pigmentados.
También se utiliza en aplicaciones de construcción, como agente sellador y aglutinante detrás de revoques 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 utiliza 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 la unión, reduce el potencial de contracción y agrega un elemento de flexibilidad.
También lo utilizan los fabricantes de controladores de altavoces como material para marcos de goma de baja amortiguación.
Además, se utiliza en algunas tablas de cortar de caucho .
El SBR también se utiliza como aglutinante en electrodos de baterías de iones de litio , en combinación con carboximetilcelulosa como alternativa a base de agua, por ejemplo, para fluoruro de polivinilideno . [8]
El caucho de estireno-butano también se utiliza en intercambiadores de calor de placas con juntas. Se utiliza a temperaturas moderadas de hasta 85 grados C (358 K) para sistemas acuosos. [9]
Los filamentos SBS [10] también existen para la impresión 3D FDM
SBR es un sustituto del caucho natural . Fue desarrollado originalmente antes de la Segunda Guerra Mundial en Alemania por el químico Walter Bock en 1929. [11] La fabricación industrial comenzó durante la Segunda Guerra Mundial y fue utilizado ampliamente por el Programa de Caucho Sintético de EE. UU. para producirCaucho-Estireno del Gobierno (GR-S); para reemplazar el suministro de caucho natural del sudeste asiático que, bajo la ocupación japonesa, no estaba disponible para las naciones aliadas . [12] [13]
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