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Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502, de loin le type de caoutchouc synthétique le plus utilisé, est quatre fois plus consommé, toutes applications confondues, que le polybutadiène, son principal concurrent, et 1,5 fois plus que tous les autres élastomères réunis.
Sa fabrication repose sur la copolymérisation de trois parts de butadiène pour une part de styrène.
Ces matériaux sont mis en suspension sous forme d'émulsion finement divisée dans une grande proportion d'eau, en présence de savon ou de détergent.
CAS : 9003-55-8
Formule moléculaire : (C8H8.C4H6)x
Masse molaire : 158,24 g/mol
EINECS : 618-370-2
Synonymes : Copolymères 1,3-butadiène/styrène ; Caoutchouc styrène-butadiène à l’huile ; Copolymère séquencé styrène-butadiène-styrène ; SD345 (polymère) ; SD354 ; SKS85 ; Stabilisateur de sol 661 ; Solprene 300
Il contient également, en faibles quantités, un initiateur ou catalyseur, généralement un peroxyde, et un agent modificateur de chaîne tel que le dodécylmercaptan.
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est un polymère. Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 désigne une famille de caoutchoucs synthétiques dérivés du styrène et du butadiène (la version développée par Goodyear est appelée Néolite).
Ces matériaux présentent une bonne résistance à l'abrasion et une bonne stabilité au vieillissement lorsqu'ils sont protégés par des additifs.
En 2012, plus de 5,4 millions de tonnes de caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 ont été transformées dans le monde.
Environ 50 % des pneumatiques automobiles sont fabriqués à partir de différents types de caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502.
Le rapport styrène/butadiène influence les propriétés du polymère : plus la teneur en styrène est élevée, plus le caoutchouc est dur et moins élastique.
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 ne doit pas être confondu avec l'élastomère thermoplastique copolymère séquencé styrène-butadiène, bien qu'il soit dérivé des mêmes monomères. Le copolymère butadiène-styrène (CAS 9003-55-8), communément appelé caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502, est un élastomère thermoplastique qui combine les propriétés du caoutchouc et du plastique.
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est synthétisé par copolymérisation du styrène et du butadiène, ce qui lui confère une excellente élasticité, résilience et flexibilité.
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 se caractérise par sa haute résistance à la traction et sa bonne résistance à l'abrasion, le rendant adapté à diverses applications, notamment les adhésifs, les mastics et les revêtements.
La structure du copolymère est composée de domaines rigides de polystyrène qui lui confèrent sa résistance et de segments souples de polybutadiène qui lui apportent son élasticité.
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est également reconnu pour sa compatibilité avec d'autres polymères et additifs, ce qui accroît sa polyvalence dans les formulations. De plus, le caoutchouc butaldéhyde styrène SKS-30 SBR-1502 présente une bonne stabilité thermique et peut être transformé par des techniques thermoplastiques standard, telles que l'extrusion et le moulage par injection.
Cependant, ce caoutchouc est sensible aux UV et peut se dégrader avec le temps lorsqu'il est exposé à des conditions environnementales difficiles, ce qui nécessite l'utilisation de stabilisants ou de revêtements protecteurs dans certaines applications.
Historique Le caoutchouc butadylène styrène SKS-30 SBR-1502 a été initialement développé en Allemagne, avant la Seconde Guerre mondiale, par le chimiste Walter Bock en 1929.
Sa production industrielle a débuté pendant la Seconde Guerre mondiale et il a été largement utilisé par le Programme américain de caoutchouc synthétique pour produire le caoutchouc styrène gouvernemental (GR-S), destiné à remplacer l'approvisionnement en caoutchouc naturel d'Asie du Sud-Est, devenu inaccessible aux nations alliées sous l'occupation japonaise.
Propriétés chimiques du caoutchouc butadylène styrène SKS-30 SBR-1502 :
Point de fusion : 253 °C
Densité : 1,04 g/mL à 25 °C
Indice de réfraction : 1,57
Solubilité : soluble dans les solvants dont le paramètre de solubilité est compris entre 7,7 et 9,4
Forme : plaque/morceau
Stabilité : stable. Combustible. Incompatible avec les agents oxydants puissants. Fonctions des ingrédients cosmétiques : Opaciforme
InChI : InChI=1S/C8H8.C4H6/c1-2-8-6-4-3-5-7-8;1-3-4-2/h2-7H,1H2;3-4H,1-2H2
InChIKey : MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N
LogP : 2,700 (est.)
IARC : 3 (Vol. 19, Sup. 7) 1987
Système d’enregistrement des substances de l’EPA : Caoutchouc butyle-styrène SKS-30 SBR-1502 (9003-55-8)
Utilisations :
Moulé ou extrudé pour la fabrication de jouets, d’emballages, d’appareils électroménagers, de cassettes de communication, de vaisselle et d’articles de service.
Composant des adhésifs thermofusibles, des mastics, des gels d’asphalte et des gels d’huile.
Modificateur pour polymères, thermodurcissables et composés de caoutchouc en général. Pièces automobiles moulées ou extrudées, articles de sport, chaussures et films.
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est un matériau courant qui concurrence le caoutchouc naturel.
Cet élastomère est largement utilisé dans les pneumatiques.
Cette application requiert principalement de l'E-SBR, bien que le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 gagne en popularité.
On l'utilise également pour les talons et semelles de chaussures, les joints et même les chewing-gums.
Le caoutchouc butadylène styrène SKS-30 SBR-1502 est largement utilisé dans les papiers couchés, car il s'agit de l'une des résines les plus économiques pour lier les revêtements pigmentés.
En 2010, plus de la moitié (54 %) des liants secs utilisés étaient des latex à base de SB.
Cela représentait environ 1,2 million de tonnes (1,3 million de tonnes courtes).
Le caoutchouc butadylène styrène SKS-30 SBR-1502 est également utilisé comme liant dans les électrodes des batteries lithium-ion, en combinaison avec la carboxyméthylcellulose comme alternative aqueuse, par exemple, au fluorure de polyvinylidène.
Le caoutchouc butadylène styrène SKS-30 SBR-1502 est aussi utilisé dans les échangeurs de chaleur à plaques à joints. Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est utilisé à des températures modérées, jusqu'à 85 °C (185 °F ; 358 K), pour les systèmes aqueux.
Méthodes de production
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est principalement préparé par polymérisation en émulsion et en solution, selon un procédé radicalaire utilisant un mercaptan, tel que le dodécylmercaptan, comme agent de transfert de chaîne pour contrôler la masse moléculaire.
Lors du procédé en émulsion, une émulsion aqueuse de styrène et de butadiène stabilisée par un savon est polymérisée dans des réacteurs continus pour former l'élastomère SKS-30 SBR-1502.
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 « froid » est produit à une température de 5 à 10 °C, et le SBR « chaud » à environ 50 °C.
Le caoutchouc butaldéhyde styrène SKS-30 SBR-1502 est généralement fabriqué en solution hydrocarbonée avec un initiateur au n-butyllithium.
Les principales différences entre le caoutchouc butaldéhyde styrène SKS-30 SBR-1502 en émulsion et en solution résident dans la linéarité et la distribution des masses moléculaires des chaînes polymères.
Dans les solvants non polaires, il tend à former des copolymères séquencés, tandis que dans les solvants polaires, ce sont des copolymères aléatoires qui se forment.
Le caoutchouc butaldéhyde styrène SKS-30 SBR-1502 peut être vulcanisé de la même manière que le caoutchouc naturel, mais il nécessite généralement moins de soufre et sa vulcanisation est plus rapide grâce à sa faible insaturation.
Risques pour la santé
Le caoutchouc butaldéhyde styrène SKS-30 SBR-1502 est produit en grandes quantités pour les bandes de roulement des pneumatiques et d'autres applications similaires.
Les propriétés, la masse moléculaire et le pourcentage de monomère peuvent tous être contrôlés lors de la polymérisation.
Les risques liés à l'industrie du caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 ont été identifiés et sont principalement imputables aux monomères et aux additifs.
Des cas de dermatite de contact et de leucémie ont été associés à l'utilisation de solvants et d'additifs, mais pas au polymère lui-même (Checkoway et al., 1984 ; Kilpikari, 1982).
Les études épidémiologiques menées dans ce secteur n'ont pas révélé d'augmentation significative des maladies ou des causes de décès (Matanoski et Schwartz, 1987 ; Meinhardt et al., 1982).
Les risques liés aux monomères de butadiène et de styrène ont été abordés précédemment.
Types
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est composé de deux monomères : le styrène et le butadiène.
Le mélange de ces deux monomères est polymérisé selon deux procédés : en solution (SBR-S) ou en émulsion (SBR-E). Le caoutchouc butaldéhyde styrène SKS-30 SBR-1502 est plus largement utilisé.
Polymérisation en émulsion
Le caoutchouc butaldéhyde styrène SKS-30 SBR-1502, produit par polymérisation en émulsion, est initié par des radicaux libres.
Les réacteurs sont généralement chargés avec les deux monomères, un générateur de radicaux libres et un agent de transfert de chaîne tel qu'un alkylmercaptan.
Les initiateurs de radicaux comprennent le persulfate de potassium et les hydroperoxydes en combinaison avec des sels ferreux.
Les agents émulsifiants comprennent divers savons.
En « bloquant » les radicaux organiques en croissance, les mercaptans (par exemple, le dodécylthiol) contrôlent la masse moléculaire du produit.
Généralement, les polymérisations sont arrêtées à environ 70 %, une méthode appelée « arrêt partiel ».
De cette façon, divers additifs peuvent être éliminés du polymère.
Polymérisation en solution
Le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est produit par un procédé de polymérisation anionique.
La polymérisation est initiée par des composés alkyl-lithium.
L'eau et l'oxygène sont strictement exclus.
Le procédé est homogène (tous les composants sont dissous), ce qui permet un meilleur contrôle et une personnalisation du polymère.
Le composé organolithien s'additionne à l'un des monomères, générant un carbanion qui s'additionne ensuite à un autre monomère, et ainsi de suite.
Pour la fabrication des pneumatiques, le caoutchouc butadiène-styrène SKS-30 SBR-1502 est de plus en plus privilégié car il offre une meilleure adhérence sur sol mouillé et une résistance au roulement réduite, ce qui se traduit respectivement par une sécurité accrue et une consommation de carburant optimisée.
