Polymere aus 1,3-Butadien(schematische Präsentation)M. D. Lechner, K. Gehrke, E. H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie. 4. Auflage. Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4, S. 29. zentriert|330px Ausschnitt aus einer Polymerkette von cis-1,4-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist blau eingekreist. zentriert|330px Ausschnitt aus einer Polymerkette von trans-1,4-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist blau eingekreist. zentriert|330px Ausschnitt aus einer Polymerkette von isotaktischem-1,2-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist blau eingekreist. In den Seitenketten erkennt man die Vinylgruppen. zentriert|330px Ausschnitt aus einer Polymerkette von syndiotaktischem-1,2-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist blau eingekreist. In den Seitenketten erkennt man die Vinylgruppen.

Polybutadien ist eine Sammelbezeichnung für Homopolymere, die aus 1,3-Butadien hergestellt werden. Polybutadien zählt zu den Synthesekautschuken und wird auch als Butadien-Kautschuk (Kurzzeichen BR vom ) bezeichnet.

In Bezug auf den globalen Verbrauch ist Polybutadien der zweitwichtigste synthetische Kautschuk und machte im Jahr 2012 etwa ein Viertel des Marktvolumens aus.Arne Peters: In: K-Zeitung. 24. Juni 2013.

Herstellung Polybutadien kann mittels anionischer, koordinativer oder auch radikalischer Kettenpolymerisationen hergestellt werden. Je nach Art der Polymerisation entstehen Polybutadiene mit unterschiedlich häufig auftretenden strukturellen Einheiten. Die C-C-Doppelbindungen in den Wiederholeinheiten können als 1,4-cis-, 1,4-trans- oder als 1,2-Einheiten auftreten. Eine 1,2-Einheit entspricht einer Vinylgruppe, die Doppelbindung liegt in der Seitenkette.

Radikalische Kettenpolymerisation: Emulsionspolymerisation führt zu einem statistischen Auftreten der drei Sequenzen. Bei niedriger Reaktionstemperatur (5 °C) sinkt der Anteil an Vinylgruppen. Initiierung erfolgt mit Kaliumperoxodisulfat und Eisensalzen.Bernd Tieke: Makromolekulare Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, S. 93. Mit Wasserstoffperoxid als Initiator lassen sich kurzkettige Makromoleküle herstellen, die durch Start- und Abbruchreaktion mit OH-Radikalen zu endständigen Diolen führen (Telechele). Als Diole werden sie zur Synthese von elastomeren Polyurethanen verwendet.

Anionische Kettenpolymerisation: Die Initiierung der Kettenpolymerisation erfolgt mit Butyllithium. Das so erhaltene Polybutadien enthält etwa 40 % 1,4-cis- und 50 % 1,4-trans-Einheiten. Auf diesem Weg wird Butadien jedoch bevorzugt zu Copolymeren, wie Styrol-Butadien-Kautschuken, Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymeren oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymeren umgesetzt.Bernd Tieke: Makromolekulare Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, S. 114.

Koordinative Kettenpolymerisation: Die stereospezifischen Ziegler-Natta-Katalysatoren führen zu einem Polymer mit einem hohen Anteil an 1,4-cis-Einheiten. Vulkanisate dieses Polymers werden als Elastomere verwendet.Bernd Tieke: Makromolekulare Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, S. 149.

{| class="wikitable" style="text-align:center; font-size:90%;" |- | Dirk Steinborn: Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, S. 232. (Eingeschränkte Vorschau) | Polymerisation || cis-1,4-Einheiten (%) || trans-1,4-Einheiten (%) || 1,2-Einheiten (%) |- | Neodym || koordinativ || 98 || 1 || 1 |- | Cobalt || koordinativ || 97 || 1 || 2 |- | Nickel || koordinativ || 97 || 2 || 1 |- | Titan || koordinativ || 93 || 3 || 4 |- | Butyllithium || anionisch || 36 bis 38 || 52 bis 53 || 10 bis 12

Polybutadien besitzt eine hohe Elastizität und ist im Temperaturbereich von - 80 °C bis 90 °C einsetzbar. Polybutadien besitzt auch ohne Füllstoffe eine gute Festigkeit (ähnlich wie Naturkautschuk), eine hervorragende Abriebfestigkeit, wenn gefüllt und vulkanisiert auch eine hohe Rissbeständigkeit.

Verwendung mini|hochkant=1.65|70 % des weltweit produzierten Polybutadiens werden für die Herstellung von Reifen verbraucht.

Zur Verbesserung der Eigenschaften und der Verarbeitbarkeit wird Polybutadien mit Naturkautschuk oder Styrol-Butadien-Kautschuk SBR versetzt. Es findet Verwendung in Kfz-Reifen und Golfballkernen.

Polybutadien ist ein Hauptbestandteil von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, auch bekannt als ABS-Kunststoff, ein sehr vielseitig einsetzbarer Kunststoff mit guten Materialeigenschaften. ABS verdankt seine Elastizität und Bruchfestigkeit dem Anteil an Polybutadien.

Einzelnachweise

Kategorie:Elastomer Kategorie:Polyen Kategorie:Kohlenwasserstoff