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スチレンブタジエンゴム（ SBR ）は、スチレンとブタジエンから誘導される合成ゴムのファミリーを指します（グッドイヤーが開発したバージョンはネオライトと呼ばれています[ 1 ]）。これらの材料は、添加剤で保護すると、優れた耐摩耗性と優れた老化安定性を持ちます。2012年には、世界中で540万トン以上のSBRが加工されました[ 2 ] 。自動車用タイヤの約50%は、さまざまなタイプのSBRで作られています。スチレン/ブタジエン比はポリマーの特性に影響を与えます。スチレン含有量が高いほど、ゴムは硬くなり、ゴムらしさは少なくなります[ 3 ] 。SBRは、同じモノマーから誘導されるにもかかわらず、熱可塑性エラストマーであるスチレンブタジエンブロックコポリマーと混同してはいけません。
SBRは、スチレンとブタジエンという2つのモノマーから作られます。これら2つのモノマーの混合物は、溶液重合（S-SBR）またはエマルジョン重合（E-SBR）の2つのプロセスで重合されます。[ 4 ] E-SBRの方が広く使用されています。
乳化重合によって製造されるE-SBRは、フリーラジカルによって開始されます。反応容器には通常、2種類のモノマー、フリーラジカル発生剤、およびアルキルメルカプタンなどの連鎖移動剤が投入されます。ラジカル開始剤には、過硫酸カリウムやヒドロペルオキシドと鉄塩の組み合わせなどがあります。乳化剤には、さまざまな石鹸が含まれます。メルカプタン（例えばドデシルチオール）は、成長中の有機ラジカルを「キャッピング」することで、生成物の分子量を制御します。通常、重合は70%程度までしか進行させず、この方法は「ショートストッピング」と呼ばれます。このようにして、ポリマーからさまざまな添加剤を除去することができます。[ 3 ]
溶液SBRはアニオン重合プロセスによって製造されます。重合はアルキルリチウム化合物によって開始されます。水と酸素は厳密に排除されます。このプロセスは均一（すべての成分が溶解）であるため、プロセスをより細かく制御でき、ポリマーの調整が可能になります。有機リチウム化合物はモノマーの1つに付加し、カルバニオンを生成し、それが別のモノマーに付加し、これを繰り返します。タイヤ製造において、S-SBRはウェットグリップの向上と転がり抵抗の低減をもたらし、それぞれ安全性の向上と燃費の向上につながるため、ますます好まれています。[ 5 ]
この材料は当初、 Buna Sというブランド名で販売されていました。その名前は、ブタジエンを表す Bu、ナトリウム(ラテン語、ドイツ語、オランダ語などいくつかの言語でnatrium ) を表すNa 、スチレンを表すSから成り立っています。[ 6 ] [ 7 ] [ 5 ] Buna S は付加共重合体です。
スチレンブタジエンは天然ゴムと競合する汎用材料です。このエラストマーは空気入りタイヤに広く使用されています。この用途では主にE-SBRが求められます。S-SBRの人気は高まっているものの、その他の用途としては靴のかかとや靴底、ガスケット、さらにはチューインガムなどがある。[ 3 ]
ラテックス（乳化）SBRは、顔料入りコーティングを結合するための最も安価な樹脂の1つとして、塗工紙に広く使用されています。2010年には、使用された乾燥バインダーの半分以上（54%）がSBベースのラテックスで構成されていました。これは約120万メトリックトン（130万ショートトン）に相当します。[ 8 ]
SBRは、例えばポリフッ化ビニリデンの水性代替品としてカルボキシメチルセルロースと組み合わせて、リチウムイオン電池電極のバインダーとしても使用されます。[ 9 ]
スチレンブタジエンゴムは、ガスケット付きプレート式熱交換器にも使用されています。水系システムでは、85 °C (185 °F; 358 K)までの中温で使用されます。 [ 10 ]
SBRは天然ゴムの代替品である。もともとは第二次世界大戦前の1929年にドイツの化学者ウォルター・ボックによって開発された。 [ 11 ]工業生産は第二次世界大戦中に始まり、米国の合成ゴムプログラムで広く使用された。政府ゴムスチレン（GR-S）は、日本占領下で連合国が入手できなくなった東南アジアからの天然ゴムの供給を代替するために作られた。[ 12 ] [ 13 ]