Als Synthesekautschuke werden elastische Polymere bezeichnet, aus denen man Gummi herstellen kann und die auf der Basis von petrochemischen Rohstoffen hergestellt werden. Der wichtigste Synthesekautschuk ist Styrol-Butadien-Kautschuk.

Kautschuke können zudem natürlichen Ursprungs sein. Außer Synthesekautschuk gibt es daher Naturkautschuktypen, allen voran der Milchsaft des Kautschukbaums.

Die Geschichte des Synthesekautschuks

Charles Hanson Greville Williams gelang es im Jahr 1860, Isopren aus Naturkautschuk zu destillieren und dessen Summenformel CSH8 zu bestimmen. Dies war die Basis dafür, dass Gustave Bouchardat im Jahr 1879 erstmals Synthesekautschuk herstellen konnte. Hierfür war ein mehrere Monate dauernder Prozess notwendig. Er erhitzte das aus Naturkautschuk gewonnene Isopren zusammen mit Salzsäure und erhielt dadurch eine gummiartige Substanz. Um das Jahr 1900 gelang es schließlich Iwan Kondakow aus Dimethylbutadien den ersten vollständig synthetischen Kautschuk herzustellen. Ein erstes Patent zur Herstellung eines solchen Werkstoffs wurde 1909 erteilt, an Fritz Hoffmann. Bayer in Leverkusen stellte von diesem synthetischen Kautschuk in den Jahren 1915 bis 1918 rund 2.500 Tonnen her.

Beständigkeit von Elastomeren wie SBR, NBR, CR u.a.

Durch die Weltkriege bedingt verlor Deutschland den Zugang zu Quellen für Naturkautschuk. Daher förderte man die Suche nach Alternativen. Fritz Hoffmann stellt während des Ersten Weltkriegs Methyl-Kautschuk als Gummiersatz her. Wirtschaftlich nutzbar war zuerst der Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), entwickelt von Walter Bock in Form eines Emulsionspolymerisats im Jahr 1929. 1930 schließlich gelang es Erich Konrad und Eduard Tschunkur, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR) herzustellen und in den USA wurde der DuPont Chlorpen-Kautschuk entwickelt, der heute als Neopren gehandelt wird. Ebenfalls in den USA wurde 1942 der Silikonkautschuk und 1948 Fluorkautschuk entwickelt.

Chemische Struktur von Chloropren-Kautschuk (CR)

Während des Zweiten Weltkriegs herrschte Knappheit an Naturkautschuk auch in den USA aufgrund der Tatsache, dass Japan nahezu alle asiatischen Plantagen erobert hatte. Währenddessen wurde in Deutschland von der IG Farben ab 1935 Styrol-Butadien-Kautschuk in größeren Mengen hergestellt. Als Rohstoff wurde unter anderem Braunkohle verwendet, während die Leuna-Werke den benötigten Wasserstoff lieferten.

Ab 1940 erfolgte eine Einlagerung von Naturkautschuk in den USA, da befürchtet wurde, dass bei einem Angriff Japans in Asien ein Lieferstopp drohte. Nachdem der Ernstfall eingetreten war, finanzierte der Staat in den USA 15 Werke in denen Buna-Kautschuk produziert wurde. Die Produktion in den USA übertraf im Jahr 1943 zum ersten Mal die deutsche und wurde bis Kriegsende weiterhin deutlich gesteigert, auf zuletzt rund 730.000 Tonnen pro Jahr. In der Folgezeit gelang es, immer weitere Synthesekautschuke zu entwickeln, die hinsichtlich ihrer Eigenschaften auf spezielle Bedürfnisse abgestimmt waren.

Herstellung von Synthesekautschuk

Die Herstellung von Kautschuk erfolgt heute meist synthetisch auf dem Wege der Polymerisation. Meist entsteht er aus Styrol und 1,3-Butadien. Weitere gängige Rohstoffbasen sind zum Beispiel Styrolacrylat, Vinylacetat sowie Reinacrylat.
Im Regelfall sind die Polymerketten aus Kohlenwasserstoffen aufgebaut. Ebenfalls möglich sind jedoch Ketten auf Basis von Silikonen und anderen Verbindungen.

Einteilung von Synthesekautschuken

Abhängig von der Art der Heteroatome in der Hauptkette werden Synthesekautschuke in verschiedene Gruppen eingeteilt.

Darüber hinaus gibt es diverse Modifikationen, die ebenfalls durch Buchstaben gekennzeichnet werden.

Weltproduktion von Synthesekautschuk

Der Anteil an synthetischen Kautschuken am gesamten Kautschukmarkt beträgt derzeit rund 60 Prozent. Die Gesamtproduktion lag im Jahr 1998 bei rund 10,4 Millionen Tonnen, basierend auf Informationen des International Institute for Synthetic Rubber Producers (IISRP). Hiervon gingen rund 70 Prozent zur Weiterverarbeitung in die Autoindustrie. Am umsatzstärksten sind die folgenden Sorten Synthesekautschuk: Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Polybutadien-Kautschuk (BR), Nitrilkautschuk (NBR), Chloropren-Kautschuk (CR) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).

Kautschukchemikalien

Die IG Farben produzierte Vulkazit bzw. Vulkacit als Vulkanisationsbeschleuniger. Diese Chemikalie wird noch heute im Nachfolgeunternehmen Lanxess eingesetzt. Andere Hersteller verwenden für diese Substanz andere Handelsnahmen. Eine Auflistung von verschiedenen Chemikalien, die für die Herstellung von Synthesekautschuk eingesetzt werden, ist in der folgenden Tabelle zu finden.

Verwendungsmöglichkeiten für synthetischen Kautschuk

Man kann synthetischen Kautschuk als alleiniges Polymer oder in Mischung mit Naturkautschuk verwenden. Rund 65 bis 70 Prozent des Kautschuks werden für die Produktion von Autoreifen aller Art eingesetzt. Darüber hinaus sind weitere Hauptanwendungsgebiete als Bindemittel für die Papierstreicherei, zur Beschichtung von Teppichrücken und getauchte Artikel, etwa dünne Handschuhe.

Man verwendet aufgeschäumten Kautschuk in Form von Matratzen und Schwämmen. Weiterhin wird er für Kondome, Handschuhe und Luftballons verwendet. Außerdem findet er Einsatz bei der Produktion von Abgussformen, LKW- und PKW-Reifen, Motorlagern sowie Dichtungen und Gummi-Metall-Verbindungen.