Аббревиатура СБС означает «стирол-бутадиен-стирол». Если добавить этот полимер в материал, например в битум, он образует в нем прочную и эластичную сеть связей, которая не допустит расслоения и растрескивания. Но благодаря чему? Все дело в особом строении этого соединения.

Как видно из названия, в этом полимере два компонента: бутадиен и стирол. Первый — это газ, который выделяют из природного или попутного нефтяного газа. Эту операцию делают, например, на ЗапСибНефтехиме. Стирол же — жидкий ароматический углеводород, которые производят из бензола и этилена (например, на СИБУР-Химпроме).

«При производстве СБС полистирольные блоки разных молекул полимера организуются вместе в твердые шарики — домены, которые связываются эластичными полибутадиеновыми блоками — нитями в трехмерную сетку. Получается прочная эластичная структура, армированная жесткими полистирольными доменами», — объясняет Кирилл Аксенов, главный эксперт Службы разработки продуктов и технологий Воронежсинтезкаучука.

СБС-полимеры относят к группе термоэластопластов (ТЭП) — это материалы, которые при нормальной температуре похожи по характеристикам на резину, а при нагреве размягчаются. В отличие от резины из ТЭП легко отливать изделия разной формы.

Резинотехнические изделия (РТИ), изготовленные с применением ТЭП, отличаются одновременно долговечностью, гибкостью, упругостью, прочностью.

Среди термоэластопластов СБС-полимеры выделяются тем, что не боятся экстремальных холодов, а значит, их можно использовать в полярных регионах. Кроме того, СБС легко формуется. Готовое изделие из него просто получить в термопластавтомате или экструдере.

Для того чтобы модифицировать материал под требования клиента или сделать его дешевле, полимер смешивают с другими компонентами в компаунды. Это смеси, которые обычно используют для защиты электрических устройств от влаги и коротких замыканий, в качестве изоляции, а также для производства резиновых изделий, например подошв для обуви и ковриков для машин. Изоляция из компаундов устойчива к влаге и за счет эластичности гасит вибрации.

Первые ТЭП-материалы появились в 1920–1930-х годах (одним из них был, к примеру, пластифицированный ПВХ). Однако действительно серьезные разработки в этой области начались в 1960-х.

Пионерами стали сотрудники лаборатории синтетических каучуков компании Shell. Они пытались решить проблему слишком высокой текучести и плохой прочности каучука, полученного из полиизопрена и полибутадиена. Решением проблемы и стали СБС-полимеры, которые показали и низкую текучесть, и большую прочность.

Именно СБС быстро стали самыми распространенными среди ТЭП-материалов. Не в последнюю очередь благодаря доступности сырья и относительной дешевизне, особенно в сравнении с термопластичными полиуретанами или полиамидами. Их стали использовать, например, для производства дорожных и кровельных материалов, а также полимерной основы для клеев. Кстати, в 2022 году мы в СИБУРе запустили производство новых марок СБС как раз для этих нужд.

СИБУР стал первым производителем СБС-полимеров в России — в 1991 году, используя разработки ВНИИСК, мы выпустили 35 тысяч тонн этого материала. А 30 лет спустя, в сентябре 2021 года, СИБУР достиг рекордной отметки — на Воронежсинтезкаучуке произвели миллионную тонну СБС-полимеров. Из такого объема можно получить 8,5 миллиарда квадратных метров кровли или покрытие для 350 тысяч километров четырехполосной автодороги.

Применение СБС-полимеров в дорожном строительстве в асфальтобетоне ПБВ (полимерно-битумное вяжущее) дает высокую устойчивость дорожного покрытия к образованию трещин и колеи и продлевает жизнь покрытия в условиях высоких и низких температур, что позволяет продлить срок службы дорог и снижает расходы на их содержание. По оценкам экспертов, 80% федеральных трасс строится и ремонтируется с использованием ПБВ на СБС. Марки вяжущего PG c СБС будут применяться при строительстве трассы М12 Москва-Казань.

Производство ПБВ с применением СБС-полимеров в России выросло за 5 лет в 4 раза (до 1,1 млн тонн), из них потребление ПБВ на СБС в РФ выросло в 3 раза, экспорт – в 13 раз (с 26 до 340 тысяч тонн). Как ожидается, в 2021 году потребление ПБВ в России составит 0,8 млн тонн или 11% от совокупного потребления дорожных битумов. По процентному показателю потребления ПБВ от объема использования дорожных битумов Россия приближается к среднеевропейскому уровню (12-17%). Роль модифицированных дорожных битумов можно оценить по динамике применения в развитых странах - например, в Германии доля применения ПБВ приближается к 30% Преимущества использования СБС-полимеров были высоко оценены также в других странах Европы, Канаде, Китае и США. Сегодня каждая пятая тонна СБС-полимеров в Европе производится СИБУРом, при этом география поставок компании охватывает более 50 стран мира.

В фокусе внимания СИБУРа сегодня находится национальный проект «Безопасные и качественные дороги». Реализация проекта с использованием ПБВ на СБС позволит решить ряд задач нацпроекта и выйти на целевой ориентир по межремонтному сроку эксплуатации не менее 12 лет , что существенно увеличит срок безаварийного состояния дорог.

В статье используются материалы из источников:

https://dzen.ru/a/ZC5-d_bL0Ffhz6Bt

https://old.sibur.ru/voronejkauchuk/press-center/news/sibur-pervym-v-rossii-vypustil-millionnuyu-tonnu-sbs-polimerov/#:~:text=Применение%20СБС%2Dполимеров%20в%20дорожном,снижает%20расходы%20на%20их%20содержание.