Was ist Butadien?
Butadien ist ein ungesättigter Kohlenwasserstoff mit zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen im Molekül. Es gibt zwei Isomere, 1,2-Butadien und 1,3-Butadien, aber der Begriff Butadien bezieht sich auf das industriell wichtige 1,3-Butadien.
Butadien wird aus Naphtha hergestellt und dient als Rohstoff für Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Butadien-Kautschuk (BR), die hauptsächlich in Reifen verwendet werden. Butadien ist ein leicht entzündliches Gas und erfordert bei seiner Verwendung die Beseitigung von Zündquellen und eine angemessene Belüftung. Außerdem kommt es leicht zu Polymerisationsreaktionen, so dass bei der Lagerung Antioxidantien und Polymerisationsinhibitoren zugesetzt werden müssen.
Herstellungsverfahren und Anwendung von Butadien
Butadien (1,3-Butadien) wird aus Erdöl hergestellt. Es gibt zwei Herstellungsverfahren: die Extraktion, bei der die C4-Fraktion, ein Nebenprodukt des Naphtha-Crackens, extrahiert und raffiniert wird, und die Dehydrierung, die durch Dehydrierung von Butan und Buten erfolgt.
Butadien wird hauptsächlich als Rohstoff für synthetischen Kautschuk verwendet. So wird Butadien beispielsweise als Rohstoff für Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Butadien-Kautschuk (BR) verwendet, die in Autoreifen zum Einsatz kommen. Butadien wird auch als Rohstoff für ABS-Harz und Nylon 66 verwendet.
Strukturisomere von Kautschuk aus Butadien
1,3-Butadien wird als Rohstoff für Butadien-Kautschuk und andere Produkte wie oben beschrieben verwendet. Kautschuk wird durch die Polymerisationsreaktion von Butadien gewonnen, aber da Butadien zwei Doppelbindungen im Molekül hat, die die Reaktionsstellen sind, hängt das Verhältnis von cis- und trans-Typen nach der Reaktion von den Produktionsbedingungen ab. Darüber hinaus werden 1,2-Bindungen auch durch Polymerisation gebildet, wobei Vinylgruppen an den Seitenketten entstehen.
Die Anteile der oben genannten Strukturisomere können durch Änderung des Polymerisationsverfahrens variiert werden, und eine Vielzahl von Butadienkautschuken ist von verschiedenen Herstellern erhältlich. High-cis-Butadien-Kautschuk, der überwiegend dem cis-Typ angehört, hat von allen Harzen die niedrigste Glasübergangstemperatur (-105 bis -95 °C) und verfügt über ausgezeichnete Tieftemperatureigenschaften. Sein Haupteinsatzgebiet sind Autoreifen, er wird aber auch für O-Ringe und Dichtungen verwendet. Wie der High-Cis-Typ wird auch der Low-Cis-Butadien-Kautschuk in Autoreifen und anderen Anwendungen sowie in Harzmodifikatoren verwendet.
Sicherheit von Butadien
Butadien ist bei Raumtemperatur gasförmig und wird im Allgemeinen als Flüssiggas in Flaschen verkauft. Butadien ist ein hochentzündliches und brennbares Gas und muss in einer gut belüfteten Umgebung und frei von Zündquellen gehandhabt werden. Da Butadien außerdem zu Polymerisationsreaktionen neigt, müssen während der Lagerung Polymerisationsinhibitoren und Antioxidantien zugesetzt werden.