Produção de Borracha Sintética

Os elastômeros sintéticos são produzidos em escala industrial em métodos de polimerização em solução ou em emulsão. ( Polimerização em solução e polimerização em emulsão são descritas na química de polímeros industriais .) Polímeros feitos em solução geralmente têm moléculas mais lineares (isto é, menos ramificação de cadeias laterais da cadeia principal do polímero ), e também possuem uma distribuição mais estreita de moléculas moleculares. peso (isto é, maior comprimento) e fluir mais facilmente. Além disso, a colocação das unidades monoméricas na molécula de polímero pode ser controlada mais precisamente quando a polimerização é conduzida em solução. O monómero ou monómeros são dissolvidos num solvente hidrocarboneto , usualmente hexano ou ciclo-hexano, e polimerizados, utilizando um catalisador organometálico tal como butil-lítio.

Em polimerização em emulsão , o monômero (ou monômeros) é emulsionado em água com um sabão adequado (por exemplo, estearato de sódio) empregado como surfactante , e um catalisador de radical livre solúvel em água (por exemplo, persulfato de potássio, peróxidos, um sistema redox) é adicionado para induzir a polimerização. Após a polimerização ter alcançado o nível desejado, a reação é interrompida pela adição de um inibidor de radical. Cerca de 10% do elastômero sintético produzido por meio de técnicas de emulsão é vendido como látex . O restante é coagulado com salmoura acidificada, lavado, seco e prensado em fardos de 35 kg (77 libras).

Diagrama esquemático do método de emulsão-polimerização. As moléculas monoméricas e os iniciadores de radicais livres são adicionados a um banho de emulsão à base de água, juntamente com materiais semelhantes a camadas conhecidas como surfactantes, ou agentes de ação superficial. As moléculas de surfactante, compostas de uma extremidade hidrofílica (que atrai a água) e hidrofóbica (repelente à água), formam uma emulsão estabilizadora antes da polimerização, revestindo as gotículas de monômero. Outras moléculas de surfactante se agregam em pequenos agregados chamados micelas, que também absorvem moléculas de monômero. A polimerização ocorre quando os iniciadores migram para as micelas, induzindo as moléculas de monômero a formar grandes moléculas que compõem a partícula de látex. Encyclopædia Britannica, Inc.

Quando a polimerização em emulsão de SBR é realizada “quente” (isto é, a 50 ° C ou 120 ° F), as moléculas do polímero são mais ramificadas. Quando a polimerização é realizada “a frio” (ou seja, a 5 ° C ou 40 ° F), elas são mais lineares e geralmente mais pesadas no peso molecular - características que melhoram a resistência ao rolamento e a resistência ao desgaste dos pneus. Em alguns casos, a polimerização é continuada, a fim de dar produtos com um peso molecular tão alto que normalmente seriam intratáveis. Nestes casos, cerca de 30% de um óleo pesado é adicionado antes da coagulação para produzir elastômeros “estendidos com óleo” com resistência superior ao desgaste.