overzicht
Poly (styreen-butadieen-styreen) (pol-ee-STYE-reen-byoo-tah-DYE-een-STYE-reen) is een thermoplastisch blokcopolymeer van styreen en butadieen. De verbinding wordt vaak gewoon SBS of SBS rubber genoemd. Een thermoplastisch polymeer is een polymeer dat heen en weer kan worden omgezet tussen vloeibare en vaste Staten door alternatieve verwarming en koeling. Een copolymeer is een polymeer gemaakt van twee monomeren, in dit geval styreen (C6H5CH=CH2) en 1,3-butadieen (CH2=CHCH=CH2). De term blokcopolymeer betekent dat een deel van de polymeerketen bestaat uit polystyreen (- n waaraan een ander deel is verbonden dat bestaat uit polybutadieen (-n), dat op zijn beurt verbonden is met een ander deel van polystyreen (-n), enzovoort.
belangrijkste feiten
andere namen:
SBS
formule:
-n-n-n
elementen:
koolstof, waterstof
samengestelde type:
organisch polymeer
toestand:
vast
moleculair gewicht:
varieert
smeltpunt:
160°C tot 200°c
kookpunt:
niet van toepassing
oplosbaarheid:
onoplosbaar in water
een copolymeer zoals SBS heeft eigenschappen van beide polymeren waaruit het is samengesteld. In het geval van SBS geven de segmenten van polystyreen het product sterkte en duurzaamheid, terwijl de segmenten van polybutadieen flexibiliteit bieden. De stof werkt als natuurlijk rubber bij kamertemperatuur, maar wordt zacht en plastic bij verhitting. Deze laatste eigenschap betekent dat producten gemaakt van SBS kunnen worden gevormd in een verscheidenheid van vormen.
SBS is bestand tegen slijtage en breekt niet gemakkelijk af bij blootstelling aan warmte, licht en chemicaliën. Het kan oplossen of afbreken bij blootstelling aan vetten en oliën en verschillende soorten koolwaterstofverbindingen en mengsels. Het handhaaft zijn structuur en prestaties goed over een brede temperatuurwaaier van -60°C aan 150°C (-75°F aan 300°F).
SBS werd voor het eerst ontwikkeld in de vroege jaren 1930 door twee Duitse chemici, Walter Bock en Eduard Tschunkur. Hun onderzoek maakte deel uit van het vierjarenplan van Duitsland voor zelfvoorziening. Onder dat plan werkte de natie aan het elimineren, voor zover mogelijk, van de import van essentiële materialen die nodig zouden kunnen zijn in het geval van een oorlog. Duitsers hadden al een soort synthetisch rubber, bekend als Buna, maar het had een aantal nadelen. SBS was veel beter dan Buna en werd al snel in grote hoeveelheden geproduceerd in Duitse fabrieken.
hoe het wordt gemaakt
moleculen van zowel styreen als 1,3-butadieen bevatten dubbele bindingen. Elke verbinding met dubbele bindingen heeft de mogelijkheid om polymeren te vormen. Polymerisatie treedt op wanneer de dubbele binding in één monomeermolecuul (zoals styreen) uiteenvalt. Een waterstofatoom van een tweede molecuul van het monomeer voegt dan toe aan één uiteinde van de gebroken dubbele binding. De rest van het tweede molecuul voegt toe aan het andere uiteinde van de gebroken dubbele binding. Een” dubbel-molecuul”, bestaande uit twee monomeren die aan elkaar zijn verbonden, vormt zich. Het “dubbelmolecuul” bevat ook een dubbele binding. Zo kan het proces worden herhaald om een “triple-molecule” te vormen die uit drie monomeermoleculen bestaat. Het proces wordt honderden of duizenden keren herhaald en produceert een lange keten van monomeren.
bij de productie van een blokcopolymeer wordt een extra stap toegevoegd. Ten eerste wordt een lange keten van styreenmonomeren geproduceerd. Vervolgens wordt een lange keten van butadieenmonomeren gemaakt. Vervolgens worden de twee kettingen met elkaar verbonden. Ten slotte worden extra ketens van polystyreen en polybutadieen toegevoegd, waardoor een zeer lange keten bestaat uit afwisselende blokken van polystyreen en polybutadieen.
Deze methode wordt gebruikt voor de productie van vele verschillende soorten polymeren. De moeilijkste problemen kunnen zijn (1) Hoe de eerste paar dubbele bindingen uit elkaar te krijgen, en (2) Hoe de polymerisatiereactie op precies het juiste punt te stoppen. De methode die wordt gebruikt om de meeste SBS vandaag te maken impliceert het gebruik van een butyllithium (c4h9li) katalysator, die zeer efficiënt in het krijgen van de reactie begonnen is. De reactie wordt op een bepaald punt beëindigd door toevoeging van dichloordimethylsilaan (SiCl2(CH3)2). Het dichloordimethylsilaan reageert met het laatste monomeer aan het einde van de SBS-keten en blokkeert de toevoeging van extra styreen-of butadieenmonomeren.
algemeen gebruik en potentiële gevaren
het proces waarbij SBS wordt gemaakt, kan worden gewijzigd om producten te produceren met enigszins verschillende fysische en chemische eigenschappen. Bijvoorbeeld, sommige vormen van SBS zijn bijzonder sterk, waardoor ze geschikt zijn voor de vervaardiging van banden, schoenzolen, transportbanden, en de sporen op caterpillar vrachtwagens. Andere soorten SBS zijn ontworpen om flexibeler te zijn, voor gebruik als rubberen buizen, flexibel speelgoed, sportartikelen en koelkastpakkingen. SBS-producten kunnen ook in verschillende kleuren en vormen worden gemaakt voor gebruik als afdichting, rubberen matten, Vloerbedekking, bandensporen en schoencomponenten.
SBS de productie fluctueert of verandert afhankelijk van een aantal factoren, waaronder de marktvraag, de prijs van aardolie en de prijs van natuurrubber. Wanneer natuurlijk rubber bijvoorbeeld gemakkelijk en goedkoop verkrijgbaar is, neemt de vraag naar synthetische soorten rubber, zoals SBS, af. Ook wanneer de prijs van aardolie stijgt, wordt SBS duurder om te maken en neemt de productie af.
words to Know
copolymeer een polymeer gemaakt van twee verschillende monomeren. Monomeer een kleine moleculaire eenheid die samen met anderen een polymeer vormt. Polymeer een verbinding bestaande uit zeer grote moleculen gemaakt van een of twee kleine herhaalde eenheden genaamd monomeren. Thermoplastisch een materiaal dat zacht en vormbaar wordt bij verhitting, dan verhardt wanneer het wordt gekoeld.
voor verdere informatie
Johnson, Peter S. Rubber Processing: An Introduction. Cincinnati, OH: Hanser Gardner Publications, 2001.
zie Also1,3-butadieen; polystyreen; styreen