NR – Natural Rubber IR – Polyisoprene
Properties
Hevea rubber (NR) is het enige niet-synthetische rubber en wordt al sinds het begin van de 20e eeuw commercieel gebruikt. Het is een natuurlijk elastomeer dat wordt gewonnen uit het sap van de Hevea Brasiliensis-boom die op plantages groeit. Het is volledig biologisch afbreekbaar en bestaat hoofdzakelijk uit cis-1,4-polyisopreen:
Het synthetische equivalent is polyisopreen (IR) dat kan worden geproduceerd door polymerisatie van 2-methyl-1,3-butadieen met Ziegler-Natta katalysator. Zowel NR- als IR-rubbers worden vaak gemengd met andere ingrediënten zoals oliën, vulstoffen, crosslinkers en antioxidanten, waardoor een veelzijdige variatie van de elastomeereigenschappen mogelijk is.
Natuurlijk en synthetisch polyisopreen zijn goedkope elastomeren met een goede weerstand tegen vermoeiing en zijn daarom een uitstekende keuze voor dynamische toepassingen bij lage en omgevingstemperaturen. De treksterkte, rek en slijtvastheid van natuurrubber is uitstekend over het werktemperatuurbereik van ongeveer -50°C tot +100°C. Het chemisch vergelijkbare synthetische polyisopreen heeft een lagere sterkte dan natuurrubber, maar betere eigenschappen bij lage temperaturen. In toepassingen waar consistentie en goede verwerkbaarheid vereist zijn, is synthetisch polyisopreen vaak de betere keuze. Aangezien de polymerisatie van isopreen onder strikt gecontroleerde omstandigheden plaatsvindt, is er zeer weinig variatie in samenstelling, structuur en resulterende eigenschappen, terwijl natuurlijk rubber van nature onzuiverheden bevat en het molecuulgewicht varieert naar gelang van de groeiomstandigheden van de rubberboom. Beide hebben een merkbare invloed op de fysische eigenschappen en de verwerkbaarheid van het rubber. Over het algemeen is synthetisch rubber beter bestand tegen veroudering en verwering en is het gemakkelijker te verwerken door de lagere viscositeit. Het is ook vaak compatibeler met andere rubbers zoals SBR en EPDM.
Natuurlijk en synthetisch rubber verschillen in de microstructuur; natuurlijk rubber bestaat bijna volledig uit het cis-1,4 polymeer, terwijl synthetisch isopreen een mengsel is van cis-1,4, trans-1,4 en 3,4 polymeer. De hoeveelheid cis-1,4 ligt meestal tussen 90 en 98 %. Een toename van cis-1,4 verlaagt gewoonlijk de glasovergangstemperatuur, verhoogt de kristalliniteit en verbetert de mechanische sterkte. De treksterkte en de scheurweerstand van synthetisch polyisopreen zijn dus meestal iets lager dan die van natuurlijk rubber.
Hoewel natuurrubber (NR) en poyisopreen (IR) kunnen worden gebruikt met water, polaire organische stoffen (organische zuren, alcoholen, ketonen) en sommige verdunde zuren en alkaliën, verdienen andere elastomeren zoals EPDM de voorkeur voor deze toepassingen. Zowel natuurlijke als synthetische isopreenrubberverbindingen worden aangetast door apolaire oplosmiddelen, brandstoffen en oliën op petroleumbasis. Zij hebben ook een geringe hittebestendigheid en zijn gevoelig voor aantasting door ozon door de aanwezigheid van dubbele bindingen in de polymeerruggengraat die gevoelig zijn voor thermische en oxidatieve degradatie. De afbraak vindt meestal plaats door ketensplitsing en leidt tot een afname van de mechanische eigenschappen.
COMMERCIÕLE IR/NR Elastomeren
De belangrijkste fabrikanten van polyisopreenrubber zijn Firestone, Eni, Cray Valley, LG Chem, GoodYear, en Lanxess.