El Caucho Estireno Butadieno más conocido como caucho SBR es un copolímero (polímeroformado por la polimerización de una mezcla de dos o más monómeros) del Estireno y el1,3-Butadieno.Este es el caucho sintético mas utilizado a nivel mundial.Procesosde polimerización en soluciónEstos procesos representan el 10% de la capacidad mundial, y se usan en algunos paísesademás del proceso de emulsión.El método de solución ofrece la ventaja de una granflexibilidad, dado que permite la producción de SBR o polibutadieno mediante el uso deiniciadores con base de litio.Sin embargo, las gradaciones de SBR de los procesos en solución son más difíciles de procesar que los polímeros de procesos en emulsión,dificultando su uso en neumáticos.

El iniciador es butilo de litio.El solvente es un hidrocarburo como el hexano.La proporción de pesos solvente/monómero es de 8.Esto produce un polímero más viscoso hacia el final de la reacción, en tanto que asegura adecuada agitación del reactor y una buena transferencia de calor.Una concentración de monómero más elevada en el solvente ayudaría a incrementar la velocidad de polimerización y a reducir el número de reactores,pero exigiría mayor área de intercambio de calor y limitaría el peso molecular del monómero, dada la alta viscosidad del medio reactivo.

Los reactores son de acero vitrificado, en camisados y equipados con un agitador de turbina.La reacción de polimerización tiene lugar a 1,5 bares y 50ºC.El tiempo de la reacción es de 4h para una conversión de un 98%.El sistema de purificación por remoción por golpe y vapor debería servir para obtener el máximo de recuperación de hexano, y también para con centrar la SBR de la pasta(la pasta es la solución de polímero con centrada del 10 al 15%).Las operaciones de acabado son las mismas que aquellas descriptas para el caso del proceso de emulsión.

2.2.2.2. Polimerización en Disolución

En la polimerización en disolución, además del monómero y del iniciador, se emplea un DISOLVENTE, que deve disolverlos, formando un sistema homogéneo. El solvente ideal deve ser barato, de bajo PUNTO DE EBULLICIÓN y de fácil posterior separación del polímero. Al final de esta polimerización, el polímero formado puede ser soluble o no en el disolvente usado. Caso el polímero sea insoluble, se obtiene un lodo, facilmente separado del medio reaccional por filtración. Si el polímero fuese soluble, se utiliza un no-disolvente para PRECIPITARLO en forma de fibras o polvo.

La polimerización en solución tiene como ventaja la temperatura homogénea debido a la fácil agitación del sistema, que evita el problema del sobrecalentamiento. Entretanto, el coste del disolvente y el retraso de la reacción son los inconvenientes de esta técnica.La polimerización en solución se utiliza principalmente cuando se desea aplicar la propia solución polimérica, y se emplea bastante en policondensación.

La Tabla 2 compara las características de las polimerizaciones en masa, solución, suspensión y emulsión.

TIPO VENTAJAS DESVENTAJASMasa # Alto grado de pureza

# Requiere equipos sencillos# Control de temperatura difícil# Distribución de peso molecular ancha

Solución # Control de temperatura fácil# La disolución polimérica formada puede ser utilizada directamente

# El disolvente causa reducción en el peso molecular y en la velocidad de reacción# Dificultades en la extracción del disolvente

Emulsión # Polimerización rápida# Obtención de polímeros con alto peso molecular # Fácil control de la temperatura

# Contaminación del polímero con agentes emulsionantes y agua

Suspensión # Control de temperatura fácil# Obtención del polímero en forma de perlas

# Contaminación del polímero con agentes estabilizadores y agua# Requiere agitación continua

Tabla 2 – Comparación de los sistemas de polimerización

DISOLVENTE

Líquido que disuelve otra o mas sustancias para formar una disolución

PUNTO DE EBULLICIÓN

temperatura en que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica externa

PRECIPITACIÓN

Formación de un precipitado (depósito de material)

5. ¿Cuales son las características necesarias para que un solvente sea usado en la polimerización en solución?a) Solubilizar el monómero y el iniciador, tener bajo costo, tener bajo punto de ebullición y ser facilmente removido del medio b) Solubilizar el monómero y el polímero formado, tener bajo costo y ser facilmente removido del medio. c) Solubilizar el polímero formado y el iniciador, tener bajo costo y ser facilmente removido del medio d) Solubilizar el monómero y el iniciador, tener bajo punto de fusión y bajo costo.

El monomero se disuelve en un solvente no reactivo que contiene un catalizador. El calor desprendido por la reaccion es absorbido por el solvente y entonces la velocidad de reaccion se reduce. Es dificil eliminar todo el solvente.

Monómero

Separador

Iniciador

Solvente

Reactor (Solución)

Polímero

Solvente

VENTAJAS

El Solvente disminuye la viscosidad del medio de reacción

Se facilita el retiro del calor producido por la reacción de polimerización. Se facilita el control de la reacción. Control de temperatura fácil Agitacion fácil Puede permitir la formación de cadenas mas largas

DESVENTAJAS

La menor concentración del monómero reduce la velocidad de polimerización y el grado de polimerización

Es necesaria la eliminación y el reciclado del disolvente Se requiere separar el solvente del polímero formado para la recuperación de éste. Esto

conlleva aun fuerte aumento en los costos de producción.

Dificultades en la extracción del disolvente. El disolvente causa reducción en el peso molecular y en la velocidad

de reacción. La reacción con el disolvente puede ser nociva

Existen tres grandes procesos comerciales de polimerización de caucho etileno-propileno: en solución, en suspensión y en fase gaseosa. Los sistemas de producción varían según el productor. Hay diferencias en el grado del producto obtenido dependiendo de cada productor y proceso usado, pero todos son capaces de generar una variedad de polímero de EPM o EPDM. La forma física puede variar desde sólidos como balas, pellets y gránulos a mezclas con aceites

El proceso de polimerización en solución es el más ampliamente utilizado y su gran versatilidad logra una amplia gama de polímeros. El sistema de etileno, propileno y catalizador son polimerizados en exceso de solvente hidrocarbonado. Si son utilizados estabilizadores y aceites, estos son añadidos directamente después de la polimerización. El solvente y monómeros no reaccionados son entonces separados mediante agua caliente, vapor o mediante evaporación mecánica. El polímero, el cual se halla en forma de grumos, es secado mediante eliminación del agua en tornillos, prensas mecánicas y/o hornos de secado. Los grumos secos son luego conformados en balas o extruidos en pellets. Los polímeros de alta viscosidad son vendidos a granel en forma de balas desmenuzadas o pellets. Los grados amorfos son comercializados comúnmente en balas sólidas.