Polybutadien

Polybutadien(BR) je umělýkaučuk, který vznikápolymeracímonomeru1,3-butadienu. Polybutadien má vysokou odolnost proti opotřebení. Používá se při výrobě pneumatik a také ke zlepšení odolnosti proti nárazu uplastů(napříkladpolystyrenaakrylonitrilbutadienstyren). Polybutadien se používá i při výrobě golfových míčků, elastických předmětů a k potahování nebo zapouzdření elektronických sestav, jež nabízejí vysokýelektrický odpor.Přidává se také do různých směsových pryskyřic.
V roce 2012 tvořil polybutadien přibližně jednu čtvrtinu celosvětové spotřeby syntetických kaučuků.Vedlestyren-butadienového kaučukuje to nejpoužívanějšíumělý kaučukvůbec.
Butadien byl poprvé polymerizován v roce 1910. Povedlo se to ruskému chemikuSergeji Vasiljeviči Lebeděvovi.V roce 1926 vynalezl proces výroby butadienu z ethanolu a o dva roky později vyvinul metodu výroby polybutadienu pomocísodíku- katalyzátoru.
V roce 1930 byl postaven první pilotní závod na použití polybutadienu jako alternativy k přírodnímu kaučuku s použitím etanolu vyrobeného z brambor, protože právě o to usilovala vládaSovětského svazu. Tento experiment se setkal s úspěchem a v roce 1936 byla postavena první polybutadienová továrna, kde byl polybutadien získáván z ropy. Do roku 1940 byl Sovětský svaz největším výrobcem polybutadienu na světě. V návaznosti na Lebeděvovi vynálezy vyvinuly i další státy polybutadien jako alternativu k přírodnímu kaučuku.
V padesátých letech dvacátého století došlo k pokroku v oblasti katalyzátorů, což vedlo k lepším verzím polybutadienu. Do ropné krize v roce 1973 bylo trendem petrochemických společností a výrobců pneumatik stavění polybutadienových továren po celém světě. Expanze továren na několik let skoro ustala. Od té doby je tento trend spíše skromný a je zaměřen hlavně směrem na dálnou východní oblast (Jižní Korea, Čína).
Společnost Bayer reprodukovala Lebeděvovy procesy se sodíkem jako katalyzátorem. NázevBuna rubber(buna kaučuk) je odvozený od butadienBua sodíkNa. Tento termín je používán k popisu této generace polybutadienového kaučuku s katalyzátorem sodíkem. Během výroby zjistili, že při přidání styrenu dochází k lepším vlastnostem polybutadienu a tím vynalezlistyren-butadien(jinak také Buna-S).
Po druhé světové válce výroba syntetického kaučuku klesala z důvodu poklesu poptávky. Zájem ovšem ale opět stoupl po roce 1950, kdy byly objevenyZieglerrovy-Nattovy katalyzátory. Metoda s těmito katalyzátory se prokázala jako mnohem lepší pro výrobu pneumatik než metoda se sodíkem.
Mezi prvními výrobci v komerčním měřítku byly například výrobci pneumatik jakoGoodyear Tire and Rubber Companynebo také ropná společnostShell.
Na počátku roku 2000 byla výroba syntetického kaučuku opět v krizi, protože největší výrobce polybutadieunu, Bayer, prošel restrukturalizací z důvodu finančních ztrát. Došlo k uzavření několika závodů v Sarnii a Marl. Výroba byla přesunuta do Francie a USA. Výroba syntetického kaučuku byla přesunuta z firmy Bayer na společnost Lanxess.
1,3-Butadien je organická sloučenina, jejíž spojením je vytváří polybutadien. Butadien je schopný polymerizovat třemi způsoby:cis, trans, vinyl.
Polybutadien má obvykle (jako ostatní polymery) vysokoumolární hmotnost, neboť jedna molekula polybutadienu se skládá i z více než 2000 jednotek butadienu. Tyto jednotky se v reaktoru řadí za sebe, a to za přítomnostikatalyzátoru(komplexyobsahujícíneodym,niklčikobalt, nebo např.butyllithium). Reakce je silněexotermická(uvolňuje se při ní energie) a hrozí při ní riziko výbuchu.
Použitý katalyzátor při výrobě dokáže významně ovlivnit typ polybutadienového produktu.
Roční produkce polybutadienu v roce 2003 byla 2 miliony tun, což z něj činí jeden z nejčastěji vyráběných syntetických kaučuků.K výrobě různých druhů kaučuku se nyní používá jedna rostlina, dříve tomu bylo jinak, protože výrobní procesy kaučuků bývaly odlišné. Polybutadienový kaučuk se používá samostatně velmi málo. Často se spíše mísí s ostatními kaučuky.
Polybutadien je z velké části používán v různých částech výroby automobilových pneumatik. Výroba pneumatika spotřebovává zhruba 70 % celkové produkce polybutadienu (především s vysokýmcis). Polybutadien se používá hlavně v bočnicích pneumatik pro nákladní automobily, což zlepšuje výdrž pneumatik.
Zhruba 25 % vyrobeného polybutadienu se zpracovává do výroby plastů. Polybutadien zlepšuje mechanické vlastnosti plastů (odolnost nárazu). Například při přidání polybutadienu do výroby polystyrenu se polystyren mění z křehkého a jemného materiálu na tvárný a odolný. Kvalita procesu je zde důležitější než při výrobě pneumatik, například kvůli tomu, že plasty jsou používány v potravinářském průmyslu a musí tedy splňovat různé zdravotní požadavky.
Většina míčků je vyrobena z elastického jádra z polybutadienu, které je obklopeno vrstvou tvrdšího materiálu. Polybutadien je v této výrobě upřednostňován díky své vysoké odolnosti.Polybutadien spotřebovaný na výrobu golfových míčků činí asi 20 000 tun ročně.