PANORAMICA
Poly(stirene-butadiene-stirene) (pol-ee-STYE-reen-byoo-tah-DYE-een-STYE-reen) è un copolimero a blocchi termoplastici di stirene e butadiene. Il composto è spesso chiamato semplicemente SBS o SBS gomma. Un polimero termoplastico è uno che può essere convertito avanti e indietro tra stato liquido e solido alternando riscaldamento e raffreddamento. Un copolimero è un polimero costituito da due monomeri, in questo caso stirene (C6H5CH=CH2) e 1,3-butadiene (CH2=CHCH=CH2). Il termine copolimero a blocchi significa che una sezione della catena polimerica è costituita da polistirene (- n a cui è collegata un’altra sezione costituita da polibutadiene (-n), che a sua volta è collegata ad un’altra sezione di polistirene (-n) e così via.
i FATTI CHIAVE
ALTRI NOMI:
SBS
FORMULA:
-n-n-n
ELEMENTI:
di Carbonio, idrogeno
COMPOSTO TIPOLOGIA:
di polimeri Organici
STATO:
Solid
PESO MOLECOLARE:
Varia
PUNTO di FUSIONE:
160°C a 200°C (320°F 400°F)
PUNTO di EBOLLIZIONE:
Non applicabile
SOLUBILITÀ:
Insolubile in acqua
Un copolimero come SBS ha proprietà di entrambi i polimeri di cui è composto. Nel caso di SBS, i segmenti di polistirene conferiscono resistenza e durata al prodotto, mentre i segmenti di polibutadiene forniscono flessibilità. La sostanza agisce come gomma naturale a temperatura ambiente, ma diventa morbida e plastica quando riscaldata. Quest’ultima proprietà significa che i prodotti fatti di SBS possono essere formati in una varietà di forme.
SBS è resistente all’abrasione e non si rompe facilmente quando esposto a calore, luce e sostanze chimiche. Può dissolversi o rompersi quando esposto a grassi e oli e vari tipi di composti idrocarburici e miscele. Mantiene la sua struttura e le sue prestazioni in un ampio intervallo di temperature da -60 ° C a 150°C (da -75°F a 300°F).
SBS è stato sviluppato nei primi anni 1930 da due chimici tedeschi, Walter Bock e Eduard Tschunkur. La loro ricerca faceva parte del piano quadriennale della Germania per l’autosufficienza. In base a tale piano, la nazione ha lavorato per eliminare, per quanto possibile, l’importazione di materiali essenziali che potrebbero essere necessari in caso di guerra. I tedeschi avevano già un tipo di gomma sintetica, noto come Buna, ma aveva una serie di svantaggi. SBS era di gran lunga superiore a Buna, e fu presto prodotto in grandi quantità nelle fabbriche tedesche.
COME È FATTO
Le molecole di stirene e 1,3-butadiene contengono doppi legami. Qualsiasi composto con doppi legami ha la capacità di formare polimeri. La polimerizzazione si verifica quando il doppio legame in una molecola di monomero (come lo stirene) si rompe. Un atomo di idrogeno da una seconda molecola del monomero si aggiunge quindi a un’estremità del doppio legame rotto. Il resto della seconda molecola si aggiunge all’altra estremità del doppio legame rotto. Una” doppia molecola”, costituita da due monomeri uniti l’uno all’altro, si forma. La” doppia molecola ” contiene anche un doppio legame. Quindi il processo può essere ripetuto per formare una “tripla molecola” composta da tre molecole monomeriche. Il processo viene ripetuto centinaia o migliaia di volte producendo una lunga catena di monomeri.
Nella produzione di un copolimero a blocchi, viene aggiunto un passaggio in più. Innanzitutto, viene prodotta una lunga catena di monomeri di stirene. Quindi viene prodotta una lunga catena di monomeri di butadiene. Successivamente, le due catene sono unite l’una all’altra. Infine, vengono aggiunte ulteriori catene di polistirene e polibutadiene, creando una catena molto lunga costituita da blocchi alternati di polistirene e polibutadiene.
Questo metodo viene utilizzato per la produzione di molti diversi tipi di polimeri. I problemi più difficili possono essere (1) come ottenere i primi doppi legami per rompere a parte, e (2) come fermare la reazione di polimerizzazione al punto giusto. Il metodo usato per fare oggi la maggior parte di SBS comprende l’uso di un catalizzatore del litio butilico (C4H9Li), che è molto efficace nell’ottenere la reazione iniziata. La reazione è terminata ad un certo punto dato dall’aggiunta di diclorodimetilsilano (SiCl2 (CH3)2). Il diclorodimetilsilano reagisce con l’ultimo monomero all’estremità della catena SBS, bloccando l’aggiunta di eventuali monomeri aggiuntivi di stirene o butadiene.
USI COMUNI E POTENZIALI PERICOLI
Il processo con cui viene prodotto SBS può essere modificato per produrre prodotti con proprietà fisiche e chimiche leggermente diverse. Ad esempio, alcune forme di SBS sono particolarmente forti, che li rende adatti per la produzione di pneumatici, suole delle scarpe, nastri trasportatori, e le tracce su camion caterpillar. Altri tipi di SBS sono progettati per essere più flessibili, per l’uso come tubi di gomma, giocattoli flessibili, articoli sportivi e guarnizioni del frigorifero. I prodotti SBS possono anche essere realizzati in una varietà di colori e forme per l’uso come guarnizioni, tappetini in gomma, rivestimenti per pavimenti, battistrada per pneumatici e componenti per scarpe.
La produzione di SBS oscilla o cambia in base a una serie di fattori, tra cui la domanda del mercato, il prezzo del petrolio e il prezzo della gomma naturale. Ad esempio, quando la gomma naturale è facilmente disponibile e poco costosa, la domanda di tipi sintetici di gomma, come SBS, diminuisce. Inoltre, quando il prezzo del petrolio aumenta, SBS diventa più costoso da fare e la produzione diminuisce.
Parole da sapere
COPOLIMERO Un polimero realizzato con due diversi monomeri. MONOMERO Una piccola unità molecolare che si unisce con gli altri per formare un polimero. POLIMERO Un composto costituito da molecole molto grandi costituite da una o due piccole unità ripetute chiamate monomeri. TERMOPLASTICO Un materiale che diventa morbido e modellabile quando riscaldato, poi si indurisce quando viene raffreddato.
PER ULTERIORI INFORMAZIONI
Johnson, Peter S. Rubber Processing: An Introduction. Cincinnati, OH: Hanser Gardner Publications, 2001.
Vedi Anche1,3-butadiene; Polistirene; Stirene