ses Synthesekautschuks greift man in Geg wart von Vul ohstoff aus dem Reaktor endgultig zun nisationsbe unigern wie Ethylenthi stoff in de aturlich in erheblich weiterentwickelter form einer der ringe Hauptbestandteile von Reifen. nutzen.Buna EP (EPDM)enthailt neber Synthesekautschuke mit neuen Eigenschaften ruktur wie f而r die y In die Zeit der Arbeiten am Styrolkautschuk fiel auch die Er Prozent.Ahnliches gilt fur Butylkauts der aus Iso durch scine Buna N Nitrilkautschuk.Seine Erfinder weist gar keine Doppelbind ingen meh der Hitze-.UV ere von P entscharft Alterungs die H am 26.Apri Der Griff zu neuen omeren ist nich haften zu erhaltcn:Die Poly um ihn b Ansatze c ickelt,mit d Nitrilka nscharten mitgegeben werden kon sein digkeit Den Ein Beispiel hierfur ist die Wei den 1970er Jahren.abriebbe zugleich dynamisch hochb litt abe hmiert A egat end an einer Schwachstelle:Au al an die Hand zu geben,das er fu empfindlich gegenuber UV-Licht,Hitze 929 entwi tarkt gum offe nack chuk NBR war als asst sic中NBR erste Synthe huk mit ganz n Eigens ndem man die empfindlichen CC-Doppelbind nim P eitigt.Dab huk c ch t durch ubrig zu etzen konnten sondern neue gefragte figenschatten mit inmal gesteiger ropren und E miker fur immer ncue mere.Das vielseitige rerden muss Gummiartikel aus dem HNBR ropr piel (CR,erstmals polymerisi 93 Hydrierter Nitrilkautschuk")ahneln in ihre schem NBR:sie verkraften edoch bis zu 50 hohere Dau Chloropren (2-Chlor-B tadien).lisst sich aber schon nich atztemperaturen (NBR:maximal 110 'C.HNBR 398 200 rlag KGaA.We e Zet,2009.43.392-406 398 | © 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.chiuz.de Chem. Unserer Zeit, 2009, 43, 392 – 406 eines sehr ähnlichen Synthesekautschuks produzierten und dem neuen Reifen-Rohstoff aus dem Reaktor endgültig zum Durchbruch verhalfen. Auch heute noch ist Styrolkautschuk – natürlich in erheblich weiterentwickelter Form – einer der Hauptbestandteile von Reifen. Synthesekautschuke mit neuen Eigenschaften In die Zeit der Arbeiten am Styrolkautschuk fiel auch die Er￾findung eines weiteren Gummirohstoffs, der vor allem durch seine Ölbeständigkeit auf sich aufmerksam machte: Buna N – Nitrilkautschuk. Seine Erfinder waren neben Tschunkur auch Helmut Klei￾ner und Erich Konrad, zwei weitere Che￾miker der I.G. Farben: Sie setzen Acrylni￾tril an die Stelle des Styrols. Acrylnitril ist durch seine CN-Gruppe deutlich polarer als das hydrophobe Styrol – und diese Ei￾genschaft vererbt es auch dem mit Buta￾dien gebildeten Copolymerisat. Das Patent auf die Herstellung wurde am 26. April 1930 erteilt. Ab 1938, also drei Jahre nach Beginn der großtechnischen Produktion, wurde der neue Gummirohstoff unter dem Namen Perbunan vermarktet, um ihn bes￾ser von Buna S abzugrenzen. Das besondere an Nitrilkautschuk (NBR) ist seine Ölbeständigkeit. Denn durch die vergleichsweise hohe Polarität des Polymers quellen seine Vulkanisate in unpolaren Flüssigkeiten nicht mehr auf – ein Problem, das auch unpolaren Elasto￾meren wie Styrolkautschuk den Weg in öl￾geschmierte Aggregate verschloss. Nitril￾kautschuk kam dagegen gerade rechtzei￾tig, um einem weiteren Erfinder genau das Material an die Hand zu geben, das er für die Realisierung seiner Idee brauchte: Wal￾ther Simmer – der für die Fertigung des 1929 entwickelten und nach ihm be￾nannten Wellendichtrings dank Nitrilkaut￾schuk endlich auf Leder verzichten konnte. NBR war also der erste Synthesekautschuk mit ganz neuen Eigenschaf￾ten, die man vom Naturkautschuk nicht kannte. Daher konnte sich dieses Elastomer trotz eines gegenüber Natur￾kautschuk deutlich höheren Preises am Markt durchsetzen. Zum ersten Mal in der Technikgeschichte waren Elastome￾re zugänglich geworden, die nicht nur Naturkautschuk er￾setzen konnten, sondern neue, gefragte Eigenschaften mit￾brachten. In den Jahrzehnten nach 1930 begeisterten sich die Che￾miker für immer neue Elastomere. Das vielseitige Poly￾chloropren zum Beispiel (CR, erstmals polymerisiert 1930 von Arnold Collins, einem Chemiker im Team um Polyamid￾Entdecker Wallace Hume Carothers) besteht zwar noch aus Chloropren (2-Chlor-Butadien), lässt sich aber schon nicht mehr mit Schwefel vulkanisieren. Für die Vernetzung die￾ses Synthesekautschuks greift man in Gegenwart von Vul￾kanisationsbeschleunigern wie Ethylenthioharnstoff in der Regel zu Metalloxiden wie ZnO oder MgO, die letztlich die Reaktivität geringer Anteile vinylisch gebundenen Chlors im Elastomer ausnutzen. Buna EP (EPDM) enthält neben Ethylen und Propylen gerade so viele Monomere mit Dien￾Struktur, wie für die Vernetzung benötigt werden: wenige Prozent. Ähnliches gilt für Butylkautschuk (IIR), der aus Iso￾buten und geringen Mengen Isopren hergestellt wird. EVA￾Kautschuk – aus den Bausteinen Ethylen und Vinylacetat – weist gar keine Doppelbindungen mehr auf, zeichnet sich dadurch aber durch ei￾ne besonders herausragende Witterungs-, Hitze-, UV- und Ozonbeständigkeit aus und wird mit Hilfe von Peroxiden radikalisch oder mit Hilfe energiereicher Strahlung vernetzt. Hydrierung entschärft Alterungs￾problematik Der Griff zu neuen Monomeren ist nicht der einzige Weg, um Kautschuke mit neu￾en Eigenschaften zu erhalten: Die Poly￾merchemie hat Ansätze entwickelt, mit de￾ren Hilfe auch bekannten Elastomeren Spe￾zialeigenschaften mitgegeben werden kön￾nen. Ein Beispiel hierfür ist die Weiterent￾wicklung des robusten Nitrilkautschuks in den 1970er Jahren. Das öl- und abriebbe￾ständige und zugleich dynamisch hochbe￾lastbare NBR hatte sich längst einen festen Platz im Maschinenbau erobert, litt aber zunehmend an einer Schwachstelle: Auf Grund der vielen Doppelbindungen im Kettenmolekül ist es wie Naturkautschuk empfindlich gegenüber UV-Licht, Hitze und Ozon. Der Maschinenbau fragte jedoch ver￾stärkt gummielastische Werkstoffe nach, die gegen Alterung gefeit sind. Tatsächlich lässt sich NBR jedoch in ein solches Material verwandeln, indem man die empfindlichen CC-Doppelbindungen im Po￾lymer durch Hydrierung beseitigt. Dabei muss lediglich da￾rauf geachtet werden, einen geringen Restdoppelbin￾dungsanteil übrig zu lassen, damit die Vulkanisation mit Schwefel weiterhin möglich ist. Auf dem Markt sind auch durchhydrierte Typen erhältlich, die sich durch eine noch einmal gesteigerte Alterungsbeständigkeit auszeichnen, al￾lerdings – wie Polychloropren und EVA – mit alternativen Vulkanisationsreagenzien (in diesem Fall meist Peroxiden) vernetzt werden müssen. Gummiartikel aus dem HNBR￾Kautschuk („Hydrierter Nitrilkautschuk“) ähneln in ihren mechanischen Eigenschaften sehr stark solchen aus klassi￾schem NBR; sie verkraften jedoch bis zu 50° höhere Dau￾ereinsatztemperaturen (NBR: maximal 110 °C, HNBR: 160 °C) und Temperaturspitzen bis zu 170 °C. Abb. 7 Walter Bock und Eduard Tschunkur, zwei weitere Synthese￾kautschuk-Pionie￾re. Beide hatten maßgeblichen An￾teil an der Ent￾wicklung eines gangbaren Weges zum Polybutadien￾Kautschuk. 15213781, 2009, 6, Downloaded from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ciuz.200600515 by Guangdong University Of Technology, Wiley Online Library on [14/03/2023]. 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