Polibutadieno
El polibutadieno es un elastómero o caucho sintético que se obtiene mediante la polimerización de 1,3-Butadieno.
Otras grandes potencias de la época como Alemania y los Estados Unidos optaron por desarrollar el SBR como alternativa al caucho natural.
Si, por el contrario, ambos dobles enlaces participan en la reacción, los cuatro carbonos del butadieno se incorporan a la cadena principal y se forma espontáneamente un nuevo doble enlace entre los carbonos 2 y 3.
Si quedan en el mismo lado del doble enlace (configuración cis), la molécula sufrirá un giro mientras que si quedan en lados opuestos (configuración trans), la molécula sigue polimerizando en la misma dirección.
Tanto en la polimerización 1-2 como en la 1-4, al final queda en la molécula de polibutadieno un doble enlace, que constituye un sitio activo, disponible para reaccionar.
Si no tuviera dobles enlaces, el polibutadieno tendría una estructura muy similar al polietileno, con largas cadenas poco unidas entre sí, y por ello se comportaría como un termoplástico, que se deforma permanentemente ("fluye") al someterlo a un esfuerzo.
Sin embargo, los dobles enlaces tienen una fuerte tendencia a reaccionar entre sí o con sustancias añadidas expresamente para ello, formando puentes entre las moléculas.
Cuando el polibutadieno sale de la fábrica sus dobles enlaces están prácticamente intactos.
A veces contiene pequeños grumos duros, llamados geles, que se pueden separar por filtración.
Hay que evitar un grado de vulcanización excesivo, si no el objeto se volverá rígido y quebradizo.
Además del promedio, también importa si la distribución de pesos moleculares es ancha o estrecha.
Los polibutadienos fabricados con catalizador de litio son los que presentan distribuciones más estrechas.
La ramificación reduce la viscosidad del polímero respecto a otro de mismo peso molecular pero lineal.
[2] Según el catalizador utilizado en su producción se pueden obtener diferentes tipos de polibutadieno, cada uno con unas propiedades específicas.
[4] El cobalto da moléculas ramificadas que confieren una baja viscosidad al material y facilitan su uso.
También se obtiene una procesabilidad aceptable, gracias a una distribución de pesos moleculares bastante ancha.
Se puede aumentar el porcentaje de vinilo añadiendo al reactor sustancias polares, generalmente compuestos con nitrógeno u oxígeno.
[1] Los grupos vinilo tienen dos consecuencias: en primer lugar aumentan la temperatura de transición vítrea, Tg,[2] y en segundo lugar reaccionan fácilmente, por lo que el material tiende a reticular al someterlo a alta temperatura.
Por su alta Tg, el polibutadieno bajo-cis no se utiliza apenas para la fabricación de neumáticos.
[1] Hoy en día no se usa industrialmente pero compañías como Ube están investigando posibles aplicaciones.
[10] El núcleo de la pelota se conforma mediante moldeo por compresión con reacción química.
Secciones principales del proceso: En algún punto del proceso se añaden antioxidantes, esenciales para que el polibutadieno conserve sus propiedades tanto durante su almacenamiento como en el momento de su transformación ulterior.
El gobierno de la Unión Soviética apostó por el polibutadieno como alternativa al caucho natural y construyó en 1930 la primera planta piloto,[13] que consumía etanol producido a partir de patatas.
[13] Sin embargo, también descubrieron que al añadir estireno en los reactores el caucho obtenido presentaba mejores propiedades y se decantaron por esa vía.
Habían inventado así el caucho estireno-butadieno, al que bautizaron Buna-S.
Por ello hubo poca producción industrial de polibutadieno en América durante esta época.
Este producto demostró ser mucho mejor para los neumáticos que el antiguo polibutadieno sodio.
Al año siguiente, Firestone obtuvo por primera vez polibutadieno bajo-cis empleando butil-litio como catalizador.
En 1965 la japonesa JSR desarrolló su propio proceso de bajo-cis y empezó a vender licencias la década siguiente.
