Copolímeros de bloques estirénicos - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Los elastómeros termoplásticos de copolímero de butadieno estirénico son composiciones multifase en las que las fases se unen químicamente por copolimerización en bloque. A veces se llaman copolímeros de bloque estirénico. Al menos una de las fases es un polímero estirénico duro. Esta fase estirénica puede volverse fluida cuando la composición de TPE se calienta. Otra fase es un material elastomérico más blando que es similar al caucho a temperatura ambiente. Los bloques de poliestireno actúan como enlaces cruzados, uniendo las cadenas elastoméricas en una red tridimensional. Los TPE de copolímero de bloque estirénico no tienen aplicaciones comerciales cuando el producto es solo un polímero puro. Deben combinarse con otros polímeros, aceites, rellenos y aditivos para tener algún valor comercial.

Tiene un excelente estabilidad térmica que permite reducir la formación de ampollas. A temperatura ambiente, los copolímeros de bloques estirénicos (SBR) son más "parecidos al caucho" que cualquier otro elastómero termoplástico. El límite de temperatura de servicio superior bajo de hecho tiene unas temperaturas de servicio varían de -55°C a 100°C. Por debajo de la temperatura de transición vítrea del poliestireno, los SBR actúan como caucho vulcanizado, mientras que por encima de esta temperatura, actúan como termoplásticos.

SBR son normalmente buenos aislantes con una relativa alta resistividad eléctrica, siendo los no polares mejores que los polares.  Sin embargo, las propiedades eléctricas de los compuestos de SBR son más dependientes de los ingredientes utilizado en la mezcla que del elastómero base. No es posible hacer una distinción clara entre elastómeros aislantes, antiestáticos y conductores. Generalmente los SBS que tienen una resistividad por debajo de los 10² Ohms son considerados conductores; entre 10¹³ y 10² Ohms, antiestáticos; y por encima de 10¹³ Ohms, aislantes.

Los copolímeros de bloques estirénicos saturados son el miembro de "valor agregado" de la familia de copolímeros de bloques estirénicos. Resistencia superior a la oxidación y la radiación UV en comparación con los copolímeros de bloques estirénicos insaturados Exhiben mejor oxígeno, ozono y resistencia química general que las versiones insaturadas. Todos los SBR termoplástico tienen una buena resistencia química al agua, ácidos y bases, y disolventes polares, pero poca resistencia a los aceites, combustibles y disolventes a base de hidrocarburos , pero tienen pobre resistencia a los hidrocarburos.

En la polimerización, el copolímero dibloque de estireno-butadieno vivo se convierte en un tribloque lineal SBS copolímero mediante la adición posterior de un agente de acoplamiento difuncional, cuyo la cantidad se puede variar para obtener diferentes rendimientos de polímeros SBS acoplado y SB no acoplado. Alternativamente, la adición de un agente de acoplamiento con una funcionalidad de tres o más conduce a la formación de copolímero de SBS de bloque radial, cuyo número de brazos SB depende de la estructura del agente de acoplamiento polifuncional. Cuando se agrega estireno en lugar del agente de acoplamiento, nos referimos a la polimerización SBS de tres etapas , conduce al copolímero SBS lineal. Finalmente, se debe agregar un agente de terminación para terminar los extremos de cadena activos. Los residuos químicos de las reacciones de terminación o acoplamiento deben ser inactivos hacia el antioxidante para evitar el amarilleamiento del copolímero SBS. Sobre la base de lo anterior, se obtiene que el SBS lineal se puede obtener a partir de las tres etapas, un proceso de polimerización y las dos etapas, mientras que el SBS radial solo se puede obtener del proceso de polimerización de las dos etapas. Cuando la reacción de polimerización de butadieno y estireno se lleva a cabo al mismo tiempo en un reactor discontinuo, se obtiene un copolímero de tipo SB. En este caso, los bloques de polibutadieno y poliestireno se unen a través de una porción de cadena polimérica (unión cónica) en la que se observa una variación progresiva de la composición. La consiguiente falta del segundo bloque de poliestireno no permite las propiedades mecánicas de los copolímeros de tribloques puros, pero mejora otras propiedades útiles para aplicaciones de adhesivos y modificaciones del betún. Los grados secos y extendidos en aceite se encuentran disponibles en diferentes presentaciones: pellets, grumos y polvo. Los residuos químicos de las reacciones de terminación o acoplamiento deben ser inactivos hacia el antioxidante para evitar el amarilleamiento del copolímero SBR.

Para producir cauchos en solución hidrogenados, la solución de polímero se introduce en un reactor que funciona con unas temperaturas y presiones muy elevadas que permiten que la hidrogenación se realice con mucha rapidez. Las reacciones se pueden producir en un modo discontinuo, semicontinuo o continuo. Los catalizadores más habituales son especies de Ti y Ni, en algunos casos en combinación con alquiles de aluminio.

Algunos grados tiene una excelente moldeabilidad, otros grados se agrega aceite (OE oil extended) para poderlo trabajar. Es una resina transparente de alto rendimiento que se adapta bien a varios métodos de moldeo, incluidos los moldes de inyección y extrusión (para la formación de películas y láminas), moldeado por soplado, moldeado de inflado, extrusión de perfiles, etc. La resina , sola o mezclada con poliestireno de uso general, puede ser extrusado en lámina y termoconformado en un equipamiento convencional.  Ya que no absorben la humedad, TPES pellets no suele requerir secado. Sin embargo, pueden retener suficiente humedad en la superficie para requerir secado si se almacenan en recipientes abiertos bajo condiciones de humedad.

Su amplia variedad de usos incluye: películas retráctiles, hojas de material de embalaje de alimentos, materiales de embalaje de componentes electrónicos, hojas de material de embalaje para la fabricación, blísters, ampollas, tapas de cosméticos, zapatos, botas ,suelas, juguetes, artículos diversos, pantallas, film retráctil, sistemas de pisos, artículos deportivos, productos industriales y envases para alimentación, la industria de componentes y dispositivos médicos y cajas integrales, decorativas y de bienes de consumo, tapones, colgadores, tapas de cosmética, perchas transparentes y biberones, perfil de ventana etc.