Styrol-Butadien-Kautschuk

Styrol-Butadien oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) bezeichnet eine Familie synthetischer Kautschuke auf Basis von Styrol und Butadien (die von Goodyear entwickelte Variante heißt Neolite). Diese Werkstoffe weisen eine gute Abriebfestigkeit und eine gute Alterungsbeständigkeit auf, wenn sie durch Additive geschützt werden. 2012 wurden weltweit über 5,4 Millionen Tonnen SBR verarbeitet. Etwa 50 % der Autoreifen bestehen aus verschiedenen SBR-Typen. Das Styrol/Butadien-Verhältnis beeinflusst die Eigenschaften des Polymers: Bei hohem Styrolgehalt sind die Kautschuke härter und weniger gummiartig. SBR ist nicht zu verwechseln mit dem thermoplastischen Elastomer Styrol-Butadien-Blockcopolymer, obwohl es aus den gleichen Monomeren gewonnen wird.
Arten von SBR
SBR wird aus zwei Monomeren gewonnen, Styrol und Butadien. Die Mischung dieser beiden Monomere wird in zwei Verfahren polymerisiert: aus Lösung (S-SBR) oder als Emulsion (E-SBR). E-SBR wird häufiger verwendet.
Emulsionspolymerisation
Durch Emulsionspolymerisation hergestelltes E-SBR wird durch freie Radikale initiiert. Reaktionsgefäße werden typischerweise mit den beiden Monomeren, einem Radikalbildner und einem Kettenübertragungsmittel wie einem Alkylmercaptan befüllt. Radikalinitiatoren umfassen Kaliumpersulfat und Hydroperoxide in Kombination mit Eisensalzen. Emulgatoren umfassen verschiedene Seifen. Durch „Verkappung“ der wachsenden organischen Radikale steuern Mercaptane (z. B. Dodecylthiol) das Molekulargewicht des Produkts. Typischerweise lässt man Polymerisationen nur bis zu ca. 70 % fortschreiten, eine Methode, die als „kurzes Stoppen“ bezeichnet wird. Auf diese Weise können verschiedene Additive aus dem Polymer entfernt werden.
Lösungspolymerisation
Lösungs-SBR wird durch ein anionisches Polymerisationsverfahren hergestellt. Die Polymerisation wird durch Alkyllithiumverbindungen eingeleitet. Wasser und Sauerstoff werden streng ausgeschlossen. Der Prozess ist homogen (alle Komponenten sind gelöst), was eine bessere Kontrolle über den Prozess ermöglicht und eine Anpassung des Polymers erlaubt. Die Organolithiumverbindung fügt sich einem der Monomere hinzu und erzeugt ein Carbanion, das sich dann einem anderen Monomer hinzufügt, und so weiter. Für die Reifenherstellung wird S-SBR zunehmend bevorzugt, da es eine verbesserte Nasshaftung und einen geringeren Rollwiderstand bietet, was wiederum zu mehr Sicherheit bzw. einem besseren Kraftstoffverbrauch führt.