Polibutadiena, jenis karet sintetis yang dikenal luas karena sifat elastisitasnya yang luar biasa, terutama diproduksi melalui polimerisasi monomer 1,3-butadiena. Proses pembuatannya dapat bervariasi berdasarkan sifat yang diinginkan dari produk akhir dan biasanya melibatkan metode polimerisasi larutan, polimerisasi emulsi, atau polimerisasi curah. Berikut ini adalah gambaran umum dari proses-proses tersebut:
Polimerisasi Larutan
Dalam metode ini, monomer 1,3-butadiena dilarutkan dalam pelarut hidrokarbon bersama dengan sistem katalis. Katalis berbasis nikel, seperti nikel oktanoat yang dikombinasikan dengan aktivator seperti aluminium alkil, umumnya digunakan. Reaksi dilakukan pada suhu dan tekanan yang terkendali, sering kali dengan adanya pengatur untuk mengontrol berat molekul dan struktur mikro polimer yang dihasilkan. Setelah polimerisasi, polimer diisolasi dengan menguapkan pelarut, dan diproses lebih lanjut untuk menghilangkan monomer yang tidak bereaksi dan pengotor lainnya.
Polimerisasi Emulsi
Proses ini melibatkan dispersi berair dari monomer butadiena, yang distabilkan oleh surfaktan atau pengemulsi, dengan inisiator yang larut dalam air untuk memulai reaksi polimerisasi. Inisiator kalium persulfat atau redoks sering digunakan. Polimerisasi emulsi memungkinkan kontrol suhu yang lebih baik dan sangat cocok untuk memproduksi polibutadiena cis tinggi dengan sifat mekanik yang ditingkatkan. Setelah dipolimerisasi, lateks digumpalkan, dicuci, dan dikeringkan untuk mendapatkan karet polibutadiena padat.
Polimerisasi Massal
Polimerisasi massal terjadi tanpa adanya pengencer atau pelarut, dengan monomer itu sendiri yang berfungsi sebagai media reaksi. Metode ini kurang umum untuk produksi komersial karena masalah dengan manajemen panas karena sifat eksotermik reaksi dapat menyebabkan kenaikan suhu yang tidak terkendali dan potensi reaksi yang tidak terkendali. Namun, dalam kondisi yang dikontrol dengan cermat, metode ini dapat menghasilkan polibutadiena dengan berat molekul tinggi dengan karakteristik spesifik.
Sistem dan Modifikasi Katalis
Sistem katalis yang berbeda menyebabkan variasi dalam struktur mikro rantai polibutadiena, yang memengaruhi sifat-sifat seperti kristalinitas, stabilitas termal, dan elastisitas. Sebagai contoh, penggunaan katalis tanah jarang dapat menghasilkan polibutadiena yang sangat stereospesifik dengan proporsi tautan cis-1,4 yang tinggi, yang diinginkan untuk aplikasi tertentu seperti pembuatan ban.
Secara keseluruhan, pemilihan teknik polimerisasi dan sistem katalis disesuaikan untuk mencapai karakteristik kinerja yang ditargetkan untuk aplikasi yang diinginkan, baik itu peningkatan ketahanan untuk tapak ban, cengkeraman yang lebih baik untuk bola golf, atau sifat khusus untuk penggunaan industri.
