1. Introducció aCautxú estirè-butadiè (SBR)
1.1 Definició i composició bàsica
El cautxú estirè-butadiè (SBR) és un cautxú sintètic important que es copolimeritza a partir de dos monòmers, estirè i butadiè. L'estructura química es pot representar de la següent manera:
[-CH2-CH(C6H5)-CH2-CH{2-]n
El monòmer d'estirè ofereix SBR qualitats mecàniques excepcionals, mentre que el monòmer de butadiè proporciona una gran flexibilitat i resistència al desgast. SBR amb característiques variables es pot generar alterant la relació estirè-butadiè.
1.2 Procés de producció i desenvolupament històric
El cautxú d'estirè-butadiè va ser fabricat i creat per primer cop per científics alemanys l'any 1929. Durant la Segona Guerra Mundial, els Estats Units van començar a produir SBR en massa per satisfer la demanda de pneumàtics i altres productes de cautxú.
Actualment, les principals tecnologies de fabricació de SBR són la polimerització en solució i la polimerització en emulsió. Entre aquests, la tècnica de polimerització en solució té un major rendiment del producte però uns costos de producció més elevats, i el mètode de polimerització en emulsió és més econòmic i eficient, tot i que el rendiment del producte difereix una mica. En els darrers anys, a mesura que la tecnologia ha avançat, el procés de fabricació del cautxú d'estirè-butadiè s'ha ajustat contínuament, així com l'eficiència de la producció i la qualitat del producte.
2. Principals característiques de rendiment del cautxú estirè-butadiè
2.1 Resistència al desgast i resistència a la calor
El cautxú d'estirè-butadiè ofereix una resistència al desgast i a la calor excepcional gràcies a la presència d'unitats de butadiè. Les unitats de butadiè poden crear una estructura reticulada, augmentant la resistència al desgast del cautxú. Simultàniament, el cautxú d'estirè-butadiè té una bona estabilitat tèrmica i es pot utilitzar a altes temperatures durant períodes prolongats de temps sense cap envelliment ni deteriorament del rendiment. Això li permet actuar amb eficàcia en aplicacions que necessiten resistència al desgast i a la calor, com ara pneumàtics i corretges de transmissió.
2.2 Bona flexibilitat i resistència al trencament
En comparació amb el cautxú natural, el cautxú d'estirè-butadiè és més flexible i resistent a les llàgrimes. Això es deu principalment a l'addició d'unitats d'estirè, que poden augmentar la resistència a la tracció i als impactes del cautxú. Aquesta característica fa que el cautxú d'estirè-butadiè sigui atractiu en productes industrials, segellat d'edificis i altres aplicacions que requereixen una gran duresa.
2.3 Excel·lent resistència al petroli i als productes químics
El cautxú d'estirè butadiè és molt resistent als olis i als productes químics. Això es deu a la hidrofobicitat de la unitat d'estirè, que li permet resistir l'erosió de diferents olis i dissolvents. Aquesta característica el fa popular en aplicacions que necessiten resistència a l'oli, com ara segells de canonades i components d'automòbil.
2.4 Cost relativament baix
El cautxú d'estirè butadiè és menys car que el cautxú natural a causa dels preus de les matèries primeres més barats i un mètode de producció més senzill. Això li proporciona un avantatge diferent en diverses aplicacions sensibles als costos, com ara articles bàsics per a la llar i articles industrials bàsics.
3. Àrees d'aplicació del cautxú estirè-butadiè
3.1 Goma dels pneumàtics
El cautxú d'estirè butadiè s'utilitza àmpliament en la fabricació de pneumàtics a causa de la seva resistència al desgast, resistència a la calor i flexibilitat superiors. S'utilitza habitualment com a matèria primera principal per a les bandes de rodament i les parets laterals dels pneumàtics, donant als pneumàtics una resistència al desgast i una durabilitat superiors. També és adequat per al revestiment interior i el taló del pneumàtic. Al mateix temps, el cautxú d'estirè butadiè es pot combinar amb altres compostos de cautxú per augmentar el rendiment global del pneumàtic.
3.2 Productes industrials
El cautxú d'estirè butadiè també s'utilitza sovint en la fabricació d'articles industrials. Es pot utilitzar per fer una varietat de segells mecànics, corretges de transmissió, segells de canonades, etc., i és molt resistent tant al petroli com als productes químics. Al mateix temps, la seva alta resistència a l'esquinçament el converteix en un material perfecte per a mànegues industrials i pastilles de xoc. El cautxú d'estirè butadiè també es pot utilitzar per a segelladors de construcció, adhesius industrials i altres aplicacions.
3.3 Necessitats diàries
El cautxú d'estirè butadiè s'utilitza habitualment en diversos articles de cautxú quotidians a causa del seu cost econòmic. El cautxú d'estirè butadiè és un material bàsic comú en una varietat d'aplicacions, com ara segells, juntes i articles esportius. També es pot utilitzar per fabricar guants d'un sol ús, joguines i altres articles. Tot i que pot ser marginalment inferior al cautxú natural en algunes mètriques de rendiment, el seu avantatge de rendibilitat li permet mantenir una quota de mercat important en el camp dels requisits quotidians.
4. Tendència de desenvolupament futur del cautxú d'estirè butadiè
4.1 Optimització de la fórmula i del procés de fabricació
A mesura que avança la tecnologia, el disseny de la fórmula i el mètode de fabricació del cautxú d'estirè butadiè es perfeccionarà encara més. D'una banda, alterant la relació estirè-butadiè, es pot crear cautxú d'estirè butadiè d'alt rendiment per a una varietat d'aplicacions. La millora contínua dels mètodes de fabricació, com ara l'ús de la polimerització en solució i la polimerització en emulsió en tàndem, milloraria, d'altra banda, l'eficiència i la qualitat de la sortida. A més, la introducció de tecnologies de fabricació sofisticades, com ara la producció contínua i automatitzada, contribuirà a reduir els costos addicionals.
4.2 Desenvolupament de cautxú especial d'estirè-butadiè d'alt rendiment
En el futur, a mesura que la demanda del mercat continuï augmentant, el desenvolupament de cautxú d'estirè-butadiè d'alt rendiment per a propòsits especials es convertirà en una prioritat. Per exemple, mitjançant la introducció de nous monòmers o l'ús de tecnologia de modificació, es pot fabricar cautxú d'estirè-butadiè amb un bon rendiment a baixa temperatura, resistència a la calor o conductivitat per adaptar-se als requisits de l'aplicació en algunes circumstàncies difícils. Simultàniament, en resposta a la tendència cap a un rendiment lleuger i alt, la investigació i el desenvolupament es centraran en la creació de cautxú d'estirè-butadiè més fort i resistent al desgast.
4.3 Protecció del medi ambient i utilització de matèries primeres renovables
Amb la creixent preocupació de la societat per la protecció del medi ambient, el desenvolupament del cautxú estirè-butadiè prioritzarà la protecció del medi ambient i la sostenibilitat. D'una banda, millorant el procés de fabricació i disminuint el consum de recursos i les emissions contaminants; de l'altra, experimentant amb monòmers de base biològica, cautxú reciclat i altres matèries primeres renovables per crear productes de cautxú estirè-butadiè més respectuosos amb el medi ambient. Això augmentarà la utilitat del cautxú d'estirè-butadiè en el camp de la protecció del medi ambient verd.