Le Poly (Styrène-Butadiène-Styrène)

APERÇU

Le poly (styrène-butadiène-styrène) (pol-ee-STYE-reen-byoo-tah-DYE-een-STYE-reen) est un copolymère à blocs thermoplastique de styrène et de butadiène. Le composé est souvent appelé simplement caoutchouc SBS ou SBS. Un polymère thermoplastique est un polymère qui peut être converti d’avant en arrière entre les états liquide et solide par chauffage et refroidissement alternés. Un copolymère est un polymère constitué de deux monomères, en l’occurrence le styrène (C6H5CH = CH2) et le 1,3-butadiène (CH2 = CHCH = CH2). Le terme copolymère à blocs signifie qu’une section de la chaîne polymère est constituée de polystyrène (-n auquel est reliée une autre section constituée de polybutadiène (-n), qui, à son tour, est reliée à une autre section de polystyrène (-n), et ainsi de suite.

FAITS CLÉS

AUTRES NOMS:

SBS

FORMULE:

-n-n-n

ÉLÉMENTS:

Carbone, hydrogène

TYPE DE COMPOSÉ:

Polymère organique

ÉTAT:

Solide

MOLÉCULAIRE POIDS:

Varie

POINT DE FUSION:

160 °C à 200 °C (320 ° F à 400 ° F)

POINT D’ÉBULLITION:

Sans objet

SOLUBILITÉ :

Insoluble dans l’eau

Un copolymère comme le SBS possède des propriétés des deux polymères dont il est composé. Dans le cas du SBS, les segments en polystyrène confèrent résistance et durabilité au produit, tandis que les segments en polybutadiène offrent une flexibilité. La substance agit comme du caoutchouc naturel à température ambiante, mais devient molle et plastique lorsqu’elle est chauffée. Cette dernière propriété signifie que les produits en SBS peuvent être formés dans une variété de formes.

Le SBS résiste à l’abrasion et ne se décompose pas facilement lorsqu’il est exposé à la chaleur, à la lumière et aux produits chimiques. Il peut se dissoudre ou se décomposer lorsqu’il est exposé à des graisses et des huiles et à divers types de composés et de mélanges hydrocarbonés. Il maintient bien sa structure et ses performances sur une large plage de températures allant de -60 ° C à 150 ° C (-75 ° F à 300 ° F).

Le SBS a été développé pour la première fois au début des années 1930 par deux chimistes allemands, Walter Bock et Eduard Tschunkur. Leurs recherches s’inscrivaient dans le Plan quadriennal d’autosuffisance de l’Allemagne. Dans le cadre de ce plan, la nation a travaillé à éliminer, dans la mesure du possible, l’importation de matériaux essentiels qui pourraient être nécessaires en cas de guerre. Les Allemands avaient déjà un type de caoutchouc synthétique, connu sous le nom de Buna, mais il présentait un certain nombre d’inconvénients. Le SBS était de loin supérieur au Buna et fut bientôt produit en très grandes quantités dans les usines allemandes.

COMMENT IL EST FABRIQUÉ

Les molécules de styrène et de 1,3-butadiène contiennent des doubles liaisons. Tout composé à doubles liaisons a la capacité de former des polymères. La polymérisation se produit lorsque la double liaison d’une molécule de monomère (telle que le styrène) se brise. Un atome d’hydrogène d’une deuxième molécule du monomère s’ajoute ensuite à une extrémité de la double liaison rompue. Le reste de la deuxième molécule s’ajoute à l’autre extrémité de la double liaison rompue. Une « double molécule », constituée de deux monomères joints l’un à l’autre, se forme. La « double-molécule » contient également une double liaison. Ainsi, le processus peut être répété pour former une « triple molécule » composée de trois molécules de monomères. Le processus est répété des centaines ou des milliers de fois produisant une longue chaîne de monomères.

Dans la production d’un copolymère à blocs, une étape supplémentaire est ajoutée. Tout d’abord, une longue chaîne de monomères de styrène est produite. Ensuite, une longue chaîne de monomères de butadiène est fabriquée. Ensuite, les deux chaînes sont jointes l’une à l’autre. Enfin, des chaînes supplémentaires de polystyrène et de polybutadiène sont ajoutées, formant une très longue chaîne constituée de blocs alternés de polystyrène et de polybutadiène.

Cette méthode est utilisée pour la production de nombreux types de polymères différents. Les problèmes les plus difficiles peuvent être (1) comment obtenir la rupture des premières doubles liaisons et (2) comment arrêter la réaction de polymérisation au bon moment. La méthode utilisée aujourd’hui pour fabriquer la plupart des SBS implique l’utilisation d’un catalyseur au lithium butyle (C4H9Li), qui est très efficace pour démarrer la réaction. La réaction est terminée à un moment donné par l’addition de dichlorodiméthylsilane (SICL 2 (CH 3)2). Le dichlorodiméthylsilane réagit avec le dernier monomère à l’extrémité de la chaîne SBS, bloquant l’addition de tout monomère styrène ou butadiène supplémentaire.

UTILISATIONS COURANTES ET DANGERS POTENTIELS

Le procédé de fabrication du SBS peut être modifié pour produire des produits aux propriétés physiques et chimiques quelque peu différentes. Par exemple, certaines formes de SBS sont particulièrement solides, ce qui les rend adaptées à la fabrication de pneus, de semelles de chaussures, de courroies transporteuses et de chenilles sur des camions caterpillar. D’autres types de SBS sont conçus pour être plus flexibles, pour être utilisés comme tubes en caoutchouc, jouets flexibles, articles de sport et joints de réfrigérateur. Les produits SBS peuvent également être fabriqués dans une variété de couleurs et de formes pour être utilisés comme joints, tapis en caoutchouc, revêtements de sol, bandes de roulement de pneus et composants de chaussures.

La production de SBS fluctue ou change en fonction d’un certain nombre de facteurs, notamment la demande du marché, le prix du pétrole et le prix du caoutchouc naturel. Par exemple, lorsque le caoutchouc naturel est facilement disponible et peu coûteux, la demande de types de caoutchouc synthétiques, tels que le SBS, diminue. De plus, lorsque le prix du pétrole augmente, le SBS devient plus coûteux à fabriquer et la production diminue.

Mots à connaître

COPOLYMÈRE Un polymère fabriqué avec deux monomères différents. MONOMÈRE Une petite unité moléculaire qui se joint à d’autres pour former un polymère. POLYMÈRE Composé constitué de très grosses molécules constituées d’une ou deux petites unités répétées appelées monomères. THERMOPLASTIQUE Un matériau qui devient mou et moulable lorsqu’il est chauffé, puis durcit lorsqu’il est refroidi.

POUR PLUS D’INFORMATIONS

Johnson, Peter S. Rubber Processing: An Introduction. Cincinnati, OH: Hanser Gardner Publications, 2001.

Voir Aussi1,3-Butadiène; Polystyrène; Styrène

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