Aliphatische Kohlenwasserstoffe

Elastomere

Butadien (Abbildung 3) wird zur Herstellung von Kunststoffen und Elastomeren, einer mit den Kunststoffen verwandten Stoffgruppe, verwendet. Die Elastomere waren zunächst als synthetische Ersatzstoffe für Naturkautschuk gedacht. Wie so oft bei synthetischen Ersatzstoffen wurden jedoch verschiedene Sorten entwickelt, von denen einige in mancher Hinsicht besser waren als Naturkautschuk, während andere in anderer Hinsicht besser waren, so dass man bald erkannte, dass es sich weniger um einen Ersatz als um eine Ergänzung handelte.

Das Interesse an einem synthetischen Material, das für Autoreifen verwendet werden konnte, begann in Deutschland bereits im Ersten Weltkrieg, als die Lieferungen aus den tropischen Kautschuk produzierenden Ländern unterbrochen wurden. Es wurde eine Art synthetischer Kautschuk hergestellt, der für Reifen verwendet werden konnte, obwohl das Fahrzeug aufgebockt werden musste, wenn es nicht fuhr, um zu verhindern, dass sich an den Reifen ein Plattfuß bildete. Zahlreiche Forschungsarbeiten in Deutschland und den Vereinigten Staaten führten kurz vor dem Zweiten Weltkrieg zur Entwicklung mehrerer Elastomere. Das wichtigste und bei weitem beste Elastomer für Reifen bestand aus einem Copolymer aus 75 Teilen Butadien und 25 Teilen Styrol. Dieser Kunststoff war zunächst als GR-S (Government Rubber-Styrene) bekannt, wurde aber später als SBR-Styrol-Butadien-Kautschuk bezeichnet. Er wird in weitaus größeren Mengen hergestellt als alle anderen Kunststoffe. Er ist in mancher Hinsicht besser als Naturkautschuk, aber in anderen schlechter. Er wird häufig in Mischungen mit anderen Kautschuken verwendet.

Abbildung 3 zeigt auch, dass Acrylnitril mit Butadien (etwa ein Drittel Acrylnitril, zwei Drittel Butadien) zu Nitrilkautschuk (NBR) copolymerisiert werden kann. Dieser Kunststoff hat andere Eigenschaften als andere Kunststoffe und wird für Gummischläuche, Tankauskleidungen, Förderbänder, Dichtungen und Drahtisolierungen verwendet. Acrylnitril und Styrol bilden zusammen mit Butadien ein Terpolymer, das ABS genannt wird und für hochschlagfeste Kunststoffe geeignet ist.

Acrylnitril enthält Stickstoff und unterscheidet sich daher in seiner chemischen Zusammensetzung deutlich von Naturkautschuk, der nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. Naturkautschuk hat eine sich wiederholende Einheit aus fünf Kohlenstoffatomen. Ausgehend von dem ungesättigten Kohlenwasserstoff Isopren (C5H8) kann ein Polymer hergestellt werden, dessen räumliche Anordnung der Atome der des Naturkautschuks entspricht und das sehr ähnliche Eigenschaften aufweist. Dieses Polymer wird manchmal auch als synthetischer Naturkautschuk bezeichnet. Ein weiteres Kohlenwasserstoff-Elastomer beginnt mit Isobutylen (C4H8) und ergibt Butyl, einen Kautschuk, der sich durch seine Sauerstoffbeständigkeit und Gasundurchlässigkeit auszeichnet und in großem Umfang für die Isolierung von Kabeln und als Beschichtung von Geweben verwendet wird.

Abbildung 3 zeigt, dass Acetylen der Rohstoff für Chloropren (C4H5Cl) ist, das in Neopren umgewandelt wird, einem weiteren vielseitigen Elastomer mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Es gibt auch kautschukartige Produkte, die Schwefel enthalten und in den Vereinigten Staaten als Thiokole bekannt sind. Eine verwandte Gruppe, die Kohlenstoff, Schwefel und Sauerstoff enthält, die Sulfone, sind zähe Kunststoffe. Elastomere Werkstoffe werden im Artikel Elastomer (Natur- und Synthesekautschuk) ausführlicher behandelt.