Caoutchouc styrène-butadiène

Les caoutchoucs styrène-butadiène ou styrène-butadiène (SBR) désignent des familles de caoutchoucs synthétiques dérivés du styrène et du butadiène (la version développée par Goodyear est appelée Neolite). 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 SBR ont été transformées dans le monde. Environ 50 % des pneus de voiture sont fabriqués à partir de différents types de SBR. Le rapport styrène/butadiène influence les propriétés du polymère : à forte teneur en styrène, les caoutchoucs sont plus durs et moins caoutchouteux. Le SBR ne doit pas être confondu avec l'élastomère thermoplastique, copolymère séquencé styrène-butadiène, bien qu'étant dérivé des mêmes monomères.
Types de SBR
Le SBR est issu de deux monomères, le styrène et le butadiène. Le mélange de ces deux monomères est polymérisé par deux procédés : en solution (S-SBR) ou en émulsion (E-SBR). L'E-SBR est le plus utilisé.
Polymérisation en émulsion
L'E-SBR produit par polymérisation en émulsion est initié par des radicaux libres. Les récipients de réaction 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 « bouchant » les radicaux organiques en croissance, les mercaptans (par exemple le dodécylthiol) contrôlent le poids moléculaire du produit. En général, les polymérisations ne peuvent se dérouler que jusqu'à environ 70 %, une méthode appelée « arrêt court ». De cette façon, divers additifs peuvent être éliminés du polymère.
Polymérisation en solution
Le SBR en solution 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 du procédé et une personnalisation du polymère. Le composé organolithien s'ajoute à l'un des monomères, générant un carbanion qui s'ajoute ensuite à un autre monomère, et ainsi de suite. Pour la fabrication de pneus, le S-SBR 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 plus grande sécurité et une meilleure économie de carburant