162.23.30.61 am 13. Dezember 2024 um 15:59 Uhr

2024-12-13T15:59:03Z

Neue Seite

{| class="wikitable float-right" style="text-align:left" width="25%"
|- class="hintergrundfarbe6" align="center"
| Polymere aus 1,3-Butadien (schematische Präsentation)<ref name="Lechner">M. D. Lechner, K. Gehrke, E. H. Nordmeier: ''Makromolekulare Chemie.'' 4. Auflage. Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4, S. 29.</ref>
|-
| [[Datei:Cis-1,4-Polybutadiene V.1.png|zentriert|330px]] Ausschnitt aus einer Polymerkette von ''cis''-1,4-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist '''blau''' eingekreist.
|-
| [[Datei:Trans-1,4-Polybutadiene V.2.svg|zentriert|330px]] Ausschnitt aus einer Polymerkette von ''trans''-1,4-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist '''blau''' eingekreist.
|-
| [[Datei:Isotactic-1,2-Polybutadiene V.1.png|zentriert|330px]] Ausschnitt aus einer Polymerkette von ''iso''taktischem-1,2-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist '''blau''' eingekreist. In den Seitenketten erkennt man die [[Vinylgruppe]]n.
|-
| [[Datei:Syndiotactic-1,2-Polybutadiene V.1.png|zentriert|330px]] Ausschnitt aus einer Polymerkette von ''syndio''taktischem-1,2-Polybutadien. Eine C4-Einheit ist '''blau''' eingekreist. In den Seitenketten erkennt man die [[Vinylgruppe]]n.
|}

'''Polybutadien''' ist eine Sammelbezeichnung für [[Homopolymer]]e, die aus [[1,3-Butadien]] hergestellt werden. Polybutadien zählt zu den [[Synthesekautschuk]]en und wird auch als '''Butadien-Kautschuk''' ([[Kurzzeichen (Kunststoff)|Kurzzeichen]] BR vom {{enS|butadiene rubber}}) bezeichnet.

In Bezug auf den globalen Verbrauch ist Polybutadien der zweitwichtigste synthetische Kautschuk und machte im Jahr 2012 etwa ein Viertel des Marktvolumens aus.<ref>Arne Peters: ''{{Webarchiv|url=http://www.k-zeitung.de/elastomermarkt-mit-perspektive/150/1193/68340/ |wayback=20140714145444 |text=Elastomermarkt mit Perspektive. }}'' In: ''K-Zeitung.'' 24. Juni 2013.</ref>

== Herstellung ==
Polybutadien kann mittels anionischer, koordinativer oder auch radikalischer [[Kettenpolymerisation]]en hergestellt werden. Je nach Art der Polymerisation entstehen Polybutadiene mit unterschiedlich häufig auftretenden strukturellen Einheiten. Die C-C-[[Doppelbindung]]en in den [[Konstitutionelle Repetiereinheit|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.<ref name="MakroChem1">Bernd Tieke: ''Makromolekulare Chemie.'' 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, S. 93.</ref> Mit [[Wasserstoffperoxid]] als [[Initiator (Chemie)|Initiator]] lassen sich kurzkettige [[Makromolekül]]e herstellen, die durch Start- und [[Abbruchreaktion]] mit OH-Radikalen zu endständigen Diolen führen ([[Telechele]]). Als [[Diole]] werden sie zur Synthese von elastomeren [[Polyurethane]]n 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-Kautschuk]]en, [[Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer]]en oder [[Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer]]en umgesetzt.<ref name="MakroChem2">Bernd Tieke: ''Makromolekulare Chemie.'' 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, S. 114.</ref>

''Koordinative Kettenpolymerisation'': Die stereospezifischen [[Ziegler-Natta-Katalysator]]en führen zu einem Polymer mit einem hohen Anteil an 1,4-''cis''-Einheiten. [[Vulkanisierung|Vulkanisate]] dieses Polymers werden als [[Elastomer]]e verwendet.<ref name="MakroChem3">Bernd Tieke: ''Makromolekulare Chemie.'' 3. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim, 2014, S. 149.</ref>

:{| class="wikitable" style="text-align:center; font-size:90%;"
|-
| <ref>Dirk Steinborn: ''Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse.'' Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, S. 232. [https://books.google.ch/books?id=20px-imQEGUC&lpg=PA196&dq=Polybutadien&hl=de&pg=PA232#v=onepage&q=Polybutadien&f=false (Eingeschränkte Vorschau)]</ref>
| 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 (Element)|Titan]] || koordinativ || 93 || 3 || 4
|-
| [[Butyllithium]] || anionisch || 36 bis 38 || 52 bis 53 || 10 bis 12
|}

Polybutadien besitzt eine hohe [[Elastizität (Physik)|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 [[Vulkanisation|vulkanisiert]] auch eine hohe Rissbeständigkeit.

== Verwendung ==
[[Datei:Yokohama ADVAN Tires WTCC 2006.jpg|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 [[Autoreifen|Kfz-Reifen]] und [[Golfball]]kernen.

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 ==
<references />

[[Kategorie:Elastomer]]
[[Kategorie:Polyen]]
[[Kategorie:Kohlenwasserstoff]]

Polybutadien - Versionsgeschichte

162.23.30.61 am 13. Dezember 2024 um 15:59 Uhr