Węglowodory alifatyczne

Elastomery

Butadien (rys. 3) jest stosowany do produkcji tworzyw sztucznych i elastomerów, grupy substancji związanych z tworzywami sztucznymi. Elastomery były początkowo uważane za syntetyczne substytuty kauczuku naturalnego. Jak to jednak często bywa z syntetycznymi substytutami, opracowano wiele różnych odmian; niektóre z nich były rzeczywiście lepsze od kauczuku naturalnego pod pewnymi względami, a inne lepsze pod innymi, więc wkrótce zdano sobie sprawę, że to, co opracowano, było nie tyle substytutem, co uzupełnieniem.

Zainteresowanie syntetycznym materiałem, który mógłby być stosowany w oponach samochodowych, rozpoczęło się w Niemczech już w czasie I wojny światowej, kiedy odcięto dostawy z tropikalnych krajów produkujących kauczuk. Wyprodukowano pewien rodzaj kauczuku syntetycznego, który mógł być stosowany w oponach, chociaż pojazd musiał być podnoszony, gdy nie był w ruchu, aby zapobiec powstawaniu płaskich miejsc na oponach. Wiele badań prowadzonych w Niemczech i Stanach Zjednoczonych doprowadziło do opracowania, na krótko przed II wojną światową, kilku elastomerów. Najważniejszy z nich, i zdecydowanie najlepszy dla opon, został wykonany z kopolimeru 75 części butadienu i 25 części styrenu. Ten syntetyk był najpierw znany jako GR-S (Government Rubber-Styrene), ale później został nazwany SBR – kauczuk butadienowo-styrenowy. Jest on produkowany w znacznie większych ilościach niż którykolwiek z pozostałych syntetyków. Pod pewnymi względami jest lepszy od kauczuku naturalnego, ale pod innymi gorszy. Jest często stosowany w mieszankach z innymi kauczukami.

Rysunek 3 pokazuje również, że akrylonitryl może być kopolimeryzowany z butadienem (w przybliżeniu jedna trzecia akrylonitrylu, dwie trzecie butadienu) w celu utworzenia kauczuku nitrylowego (NBR). Ten syntetyk ma inne właściwości niż inne syntetyki i jest stosowany do produkcji węży gumowych, wykładzin zbiorników, taśm przenośnikowych, uszczelek i izolacji przewodów. Akrylonitryl i styren, wraz z butadienem, tworzą terpolimer, zwany ABS, który jest przydatny do produkcji tworzyw sztucznych o wysokiej wytrzymałości na uderzenia.

Akrylonitryl zawiera azot i dlatego zdecydowanie różni się budową chemiczną od kauczuku naturalnego, który zawiera tylko węgiel i wodór. Kauczuk naturalny ma powtarzającą się jednostkę pięciu atomów węgla. Zaczynając od nienasyconego węglowodoru izoprenu (C5H8), można wytworzyć polimer o przestrzennym rozmieszczeniu atomów takim samym jak w kauczuku naturalnym i o bardzo podobnych właściwościach. Polimer ten jest czasami określany jako syntetyczny kauczuk naturalny. Inny elastomer węglowodorowy zaczyna się od izobutylenu (C4H8) i daje butyl, kauczuk charakteryzujący się odpornością na działanie tlenu i nieprzepuszczalnością gazów, który jest szeroko stosowany w izolacji kabli i jako powłoka tkanin.

Rysunek 3 pokazuje, że acetylen jest surowcem dla chloroprenu (C4H5Cl), który jest przekształcany w neopren, inny wszechstronny elastomer o wyjątkowych właściwościach. Istnieją również produkty gumopodobne zawierające siarkę, znane w Stanach Zjednoczonych jako tiokole. Pokrewna grupa, zawierająca węgiel, siarkę i tlen, sulfony, to wytrzymałe tworzywa sztuczne. Materiały elastomerowe są bardziej szczegółowo omówione w artykule elastomer (kauczuk naturalny i syntetyczny).