Gomma SBR (gomma stirene-butadiene): proprietà meccaniche del polimero, applicazioni dell’SBR e componenti in gomma stirene-butadiene su misura

Aggiornato a novembre 2026 · Revisione tecnica a cura del team di ingegneria di Guangdong Engelhardt Rubber & Plastic Technology Co., Ltd. (Engelhardt-Meitu)

La gomma SBR (gomma stirene-butadiene) è un copolimero di gomma sintetica per impieghi generali ottenuto da due monomeri: stirene e 1,3-butadiene. I gradi standard di E-SBR polimerizzati a freddo sono costituiti dal 23,5 % in peso di stirene legato e dal 76,5 % in peso di butadiene (Guida SBR SpecialChem). I gradi S-SBR in soluzione coprono uno spettro di stirene più ampio. Prodotta inizialmente su scala industriale come Buna-S e GR-S, questa diffusa gomma sintetica è un tipo di gomma comune per applicazioni soggette a usura a secco. I progettisti la specificano quando la resistenza all’abrasione per strisciamento a secco, la resilienza all’urto e il basso costo del polimero (da $1,70 a $2,67/kg nel 2025–2026) prevalgono sui rischi di esposizione all’ozono o agli oli.

L’impiego di un grado SBR inadeguato o di una mescola non protetta all’esterno porta a rapidi cedimenti sul campo. Di seguito, i nostri ingegneri di formulazione analizzano l’architettura copolimerica di E-SBR e S-SBR, i limiti delle proprietà e i compromessi progettuali. Forniamo una matrice costi-prestazioni per 5 elastomeri e le designazioni a disegno secondo ASTM D2000-18 (2024) e1.

Che cos’è la gomma SBR? Architettura copolimerica di E-SBR (1500, 1502, 1712, 1723) rispetto a S-SBR

La gomma stirene-butadiene è un copolimero idrocarburico apolare sintetizzato da stirene e 1,3-butadiene. I produttori fanno reagire questi monomeri tramite polimerizzazione in emulsione a freddo (E-SBR) a 5°C oppure polimerizzazione anionica in soluzione (S-SBR) in solvente idrocarburico. I gradi E-SBR 1500 e 1502 non estesi con olio contengono il 23,5 % in peso di stirene legato con una temperatura di transizione vetrosa (T_g) compresa tra -55°C e -50°C. L’S-SBR in soluzione regola il tenore di stirene e vinile per ridurre l’isteresi nei battistrada sollecitati dinamicamente.

Secondo i dati di sintesi riportati nell’archivio di caratterizzazione dei polimeri US EPA HERO (ID 10193402), i processi in emulsione e in soluzione generano diverse distribuzioni del peso molecolare. Nella polimerizzazione in emulsione a freddo, i radicali vengono generati da iniziatori redox e la polimerizzazione avviene all’interno di particelle di lattice alimentate dal monomero nel mezzo saponoso acquoso. All’interno di queste catene polimeriche, le unità di stirene e butadiene sono disposte in modo statistico (stirene e butadiene) e ripetitivo senza blocchi cristallini; di conseguenza, la struttura chimica risulta amorfa. Per questo motivo, l’SBR puro richiede cariche rinforzanti per acquisire resistenza meccanica.

Durante lo sviluppo delle mescole, i progettisti confrontano il lattice di gomma naturale con i gradi di elastomeri sintetici. Questi includono le balle non estese della serie 1500 e i masterbatch della serie 1700 estesi con 37.5 phr di olio. Come illustrato nel brevetto europeo EP0942042B1 sulla copolimerizzazione dell’SBR in emulsione, la polimerizzazione a freddo a 5°C limita la ramificazione delle catene. Inoltre, mantiene gli isomeri del butadiene trans-1,4, cis-1,4 e 1,2-vinile in un rapporto controllato (US EPA HERO ID 4710929).

La valutazione del polimero grezzo segue le ricette di prova standard ISO 2322:2023 e ASTM D3185-06(2026). Queste norme regolano la valutazione delle balle grezze e dei masterbatch estesi con 37.5 phr di olio. Al contrario, la qualifica dei componenti in gomma stampata finiti si basa sulla norma ASTM D2000. Nel nostro reparto produttivo, le balle in ingresso vengono controllate per la viscosità Mooney secondo ASTM D1646 (ML 1+4 a 100°C). In questa prova, 1 unità Mooney equivale a 0.083 N·m di coppia del rotore. Una viscosità costante tra i lotti garantisce una lavorazione ripetibile. Anche il volume di iniezione, la geometria dei canali di colata e la sicurezza contro la prevulcanizzazione governano il riempimento della cavità durante lo stampaggio a iniezione su presse da 300 tonnellate.

“L’Allegato XVII del regolamento UE REACH, Voce 50, Paragrafo 1 stabilisce per gli oli estensori dei pneumatici limiti pari a ≤1 mg/kg di benzo[a]pirene e ≤10 mg/kg per la somma di tutti gli otto IPA elencati. Ai sensi dei Paragrafi 5 e 6, gli articoli di consumo destinati al contatto diretto, prolungato o ripetuto con la pelle o con il cavo orale non devono superare 1 mg/kg per ciascun singolo IPA. I giocattoli e gli articoli per l’infanzia disciplinati sono soggetti a un limite più severo di 0,5 mg/kg per singolo IPA. Specificare l’E-SBR 1723 esteso con TDAE risponde ai limiti di IPA per l’olio estensore, mentre i componenti finiti destinati ai consumatori richiedono anche cariche di nero di carbonio a basso tenore di IPA.”

Nota tecnica su formulazione e conformità normativa, Guangdong Engelhardt Rubber & Plastic Technology Co., Ltd.

Proprietà della gomma SBR: resistenza meccanica, durezza (30–95 Shore A) e intervallo di temperatura

La durezza dei pezzi stampati spazia da 30 a 95 Shore A. I vulcanizzati rinforzati raggiungono una resistenza a trazione compresa tra 10.0 e 21,0 MPa (da 1.450 a 3.000 psi) unita a un’eccellente resistenza all’abrasione. Quando la temperatura continua di esercizio a secco supera +100°C, sostituire l’SBR con EPDM reticolato a perossido (+150°C) oppure con silicone.

La gomma naturale è autorinforzante poiché allinea le proprie catene di cis-1,4-poliisoprene in cristalliti ad elevato allungamento. L’SBR amorfo presenta invece una catena principale irregolare. L’SBR puro non caricato possiede una bassa resistenza a trazione senza l’aggiunta di nero di carbonio rinforzante o cariche minerali. Secondo uno studio sulla formulazione dei polimeri presente nell’archivio US EPA HERO sull’SBR con nero di carbonio industriale (ID 3986127), l’incorporazione di nero di carbonio da forno (come N330 o N550) crea il reticolo rinforzante. Tale reticolo conferisce le proprietà meccaniche, l’elevata resilienza a trazione e la buona resistenza all’abrasione richieste per le boccole industriali.

Come evidenziato nel riferimento SpecialChem sulle proprietà del materiale SBR, una mescola SBR correttamente formulata resiste a temperature comprese tra -45°C e +100°C. Le installazioni tipiche includono paracolpi per banchine di celle frigorifere e condotte industriali di aria calda. A differenza della gomma naturale, che rammollisce per scissione di catena durante il sovrainvecchiamento termico, l’SBR subisce una reticolazione ossidativa progressiva. L’esposizione prolungata al calore oltre +100°C provoca un aumento della durezza accompagnato da un calo dell’allungamento.

Che cos’è il polimero stirene-butadiene e in che modo il 23,5% di stirene legato controlla la Tg?

Il polimero stirene-butadiene è un bipolimero sintetico il cui rapporto ponderale tra i monomeri governa la temperatura di transizione vetrosa (Tg), dove il 23,5 % in peso di stirene legato nei gradi E-SBR 1500 e 1502 determina una T_g da -50°C a -55°C. Il copolimero unisce anelli aromatici rigidi di stirene a segmenti flessibili di 1,3-butadiene, offrendo flessibilità alle basse temperature insieme a trazione sul bagnato e resistenza all’usura. L’aumento del tenore di stirene legato sposta la T_g verso valori più alti, incrementando lo smorzamento isteretico ma aumentando la rigidezza alle basse temperature.

Gomma SBR a confronto con EPDM, neoprene, nitrile (NBR) e gomma naturale: matrice dei compromessi progettuali

La gomma SBR rinforzata con nero di carbonio offre un’elevata resistenza all’usura per strisciamento a secco al costo base di polimero grezzo più contenuto (da $1,70 a $2,67/kg negli indici regionali 2025–2026). Tuttavia, si degrada rapidamente negli ambienti esterni e a contatto con oli derivati dal petrolio. Utilizzate la nostra Matrice usura vs agenti atmosferici a 5 elastomeri qui sotto per abbinare gli elastomeri ai fluidi di esercizio. L’SBR è indicato per componenti soggetti a usura a secco in ambienti interni, mentre apposite mescole SBR per impianti frenanti vengono impiegate nei gommini per liquidi freni glicolici non minerali. L’EPDM e specifici gradi di NBR sono invece adatti agli ambienti esterni e agli oli minerali.

Storicamente, i chimici hanno sviluppato l’SBR come sostituto strategico della gomma naturale e come alternativa economicamente vantaggiosa a quest’ultima. Sia l’SBR sia la gomma naturale presentano doppi legami carbonio-carbonio insaturi nella catena polimerica principale. Tuttavia, l’SBR è un copolimero stirene-butadiene, mentre la gomma naturale è cis-1,4-poliisoprene. Nel valutare vantaggi e svantaggi dell’SBR tra le gomme per usi generali, la criticità principale riguarda la sensibilità all’ozono e alla solvatazione da idrocarburi. Un’analisi dei cedimenti pubblicata su ScienceDirect nel 2025 sull’ozonolisi degli elastomeri ha evidenziato che l’ozono scinde i doppi legami C=C non protetti nelle catene polimeriche dell’SBR. Anche un dosaggio insufficiente di antiozonante può aumentare la profondità localizzata delle fessurazioni.

Rispetto alla gomma naturale, le mescole SBR non vulcanizzate offrono uno scorrimento prevedibile nello stampo e un controllo sicuro della prevulcanizzazione in estrusione quando viscosità e agenti reticolanti sono bilanciati. L’SBR può inoltre essere modificato per migliorare la resistenza all’innesco di cricche a secco, analogamente a quanto avviene per l’NR. Tuttavia, l’NR mantiene un riscaldamento per isteresi inferiore rispetto all’SBR nelle sezioni di elevato spessore, come le gomme piene dei carrelli elevatori. Per un approfondimento sui compromessi tra resistenza agli oli e agli agenti atmosferici, consultate il nostro articolo dedicato a EPDM vs. NBR.

Qual è la differenza tra EPDM e SBR nell’esposizione agli agenti atmosferici esterni rispetto all’abrasione a secco?

L’SBR rinforzato con nero di carbonio garantisce una resistenza superiore all’abrasione per strisciamento a secco (perdita di volume di 80–130 mm³ secondo ISO 4649) a un costo inferiore del polimero. Al contrario, l’EPDM resiste all’esposizione esterna ai raggi UV, al degrado da ozono e agli agenti atmosferici grazie alla sua catena principale polimetilenica satura. I doppi legami carbonio-carbonio insaturi nei segmenti polibutadienici dell’SBR restano vulnerabili all’attacco dell’ozono sotto deformazione a trazione. Specificate l’SBR per pattini di usura interni, rivestimenti di tramogge e soffietti parapolvere a secco. Specificate l’EPDM per guarnizioni da copertura esterna, supporti per impianti solari e profili di tenuta.

Come selezionare le mescole SBR da 50, 70 e 80 Shore A per guarnizioni, passacavi e supporti antivibranti

Scegliete l’SBR da 50 Shore A per isolatori di vibrazioni a bassa frequenza e flange di tubazioni in PVC con basso carico dei bulloni. Optate per il 70 Shore A (spesso con inserzione tessile) per le guarnizioni standard di flange per acqua e aria secondo ASME B16.21, e per l’80 Shore A nei paracolpi per banchine ad alto impatto e nelle sponde laterali dei nastri trasportatori. Prima di confermare qualsiasi durezza Shore A, applicate la Regola dei 3 Veti della Catena Insatura. Escludete immediatamente l’SBR non protetto se il componente è esposto in modo continuo a raggi UV/ozono all’esterno, a calore secco oltre +100°C o a oli idrocarburici derivati dal petrolio.

Nelle applicazioni industriali, l’SBR viene impiegato per produrre in grandi volumi componenti automotive, pneumatici per auto, battistrada, suole per calzature, coperture antiabrasione per tubi flessibili e componenti in gomma stampata. Per abbinare le singole applicazioni (pressione specifica di serraggio dei bulloni) alla durezza corretta, il nostro Selettore di componenti SBR a 3 durezze (qui sotto) tiene conto dello scorrimento viscoso e associa i gradi SBR 50A, 70A e 80A alle diverse esigenze di geometria e rinforzo di guarnizioni industriali in gomma e guarnizioni per flange.

Nelle reti idriche e nelle tubazioni HVAC, la lastra in SBR rosso da 70 Shore A non rinforzata (riferimento Hennig Gasket) subisce spesso un’estrusione radiale sotto elevate coppie di serraggio dei bulloni. L’inserimento di 1 o 2 tele di tessuto in poliestere o tela di cotone nell’SBR dà origine all’SBR con inserzione tessile (CIR). Ciò migliora inoltre la resistenza all’estrusione e allo scoppio della flangia. Specificate il numero di tele tessili e la durezza durante l’approvvigionamento di guarnizioni in gomma fustellate e stampate su misura. Applicate la medesima tolleranza ai passacavi e alle boccole antivibranti in gomma SBR stampati su misura.

La gomma SBR è resistente ai raggi UV o sicura per gli oli derivati dal petrolio rispetto ai liquidi freni glicolici DOT 3/4?

No, la gomma SBR standard non è né resistente ai raggi UV né compatibile con gli oli derivati dal petrolio. Mostra un severo rigonfiamento volumetrico nei fluidi di prova idrocarburici ASTM D471 come l’IRM 903 (il fluido sostitutivo dell’ASTM Oil No. 3 secondo ASTM D5964-16 (2021)). Tuttavia, i fluidi a base di eteri di polialchilenglicole (DOT 3 e DOT 4) sono polari e non derivati dal petrolio. L’SBR appositamente formulato viene impiegato nei gommini per freni idraulici destinati ai fluidi glicolici non minerali DOT 3 e DOT 4 (guide materiali GMORS e Techno Ad). In questi gruppi, le norme FMVSS 116 (49 CFR 571.116) e SAE J1703 definiscono le prestazioni del liquido freni e la compatibilità della gomma. Non utilizzate mai lastre commerciali in SBR rosso per guarnizioni generiche nei cilindri dei freni idraulici.

Prezzo al kg della gomma SBR, fattori di costo dello stampaggio su misura e designazioni ASTM D2000 AA/BA

Nei riferimenti regionali della Tabella 5, i prezzi del polimero SBR grezzo sono variati tra $1.695 e $2.035 per tonnellata metrica (circa da $1,70 a $2,04/kg) nel Q2–Q3 2025. Nel Q3 2026, i riferimenti regionali si sono attestati tra $1.955,44 e $2.670,00/MT (da $1,96 a $2,67/kg). Nei componenti in SBR stampati su misura, il prezzo finale al pezzo dipende dalla formulazione della mescola, dal tenore di carica, dalla preparazione degli inserti metallici, dal tempo ciclo della pressa, dal numero di cavità dello stampo e dalle prove secondo ASTM D2000. Vincolate sempre le prestazioni del materiale a disegno mediante una designazione di linea AA o BA secondo ASTM D2000-18(2024)e1 specifica per l’applicazione.

Quando gli uffici acquisti valutano un preventivo per un materiale SBR su misura, devono distinguere gli indici della materia prima in balle grezze dai prezzi dei masterbatch formulati. Secondo il Rapporto 2025 sui prezzi dell’SBR di IMARC Group e l’Indice sull’andamento dei prezzi dell’SBR nel Q3 2026 di Procurement Resource, le quotazioni sono determinate dai costi delle materie prime per il monomero butadiene da steam cracking e dai differenziali dei noli marittimi.

Come si decodifica una designazione ASTM D2000 M2AA706 insieme ai limiti di IPA della Voce 50 di REACH UE?

Secondo ASTM D2000-18 (2024) e1 e SAE J200 202303, un disegno che riporti soltanto “SBR 70 Shore A” non definisce alcun limite per resistenza a trazione, invecchiamento o deformazione permanente a compressione. In una designazione ASTM D2000 quale ASTM D2000 M2AA706 A13 B13 F17 Z1, Z1 identifica un requisito speciale definito separatamente le cui condizioni di prova e i cui limiti di accettazione sono precisati in una nota a disegno:

• Il prefisso M2 indica le unità metriche SI (MPa per la resistenza a trazione, °C per le temperature di prova) e i requisiti di prova supplementari di Grado 2.
• Il Tipo e la Classe AA (o BA) fissano una temperatura di prova di invecchiamento termico pari a 70°C per il Tipo A (oppure 100°C per il Tipo B). La Classe A indica l’assenza di requisiti sul rigonfiamento volumetrico massimo in olio IRM 903 secondo ASTM D471.
• Il codice a tre cifre 706 specifica una durezza di 70 ± 5 Shore A (prima cifra 7) e una resistenza a trazione minima di 6,0 MPa (ultime due cifre 06). Specificate il codice 714 quando i supporti strutturali richiedono 14,0 MPa.
• I suffissi A13 e B13 prescrivono l’invecchiamento termico ASTM D573 per 70 h a 70°C (con variazione di durezza limitata a ±15 punti e perdita di resistenza a trazione limitata al 30%) e la deformazione permanente a compressione secondo ASTM D395 Metodo B per 22 h a 70°C.
• I suffissi F17 e Z1 coprono la fragilità a bassa temperatura secondo ASTM D2137 a -40°C (F17) e un requisito a disegno definito separatamente (Z1). Ai sensi della Voce 50 del regolamento UE REACH, Z1 può prescrivere copolimero vergine di stirene e butadiene (copolimero di butadiene e stirene) con ≤1 mg/kg per singolo IPA elencato nei componenti di consumo soggetti a contatto cutaneo od orale (≤0,5 mg/kg per giocattoli e articoli per l’infanzia disciplinati).

Come qualificare un produttore per lo stampaggio di gomma SBR su misura: IATF 16949, ASTM D5289 e ISO 3302-1

Qualificate un produttore per lo stampaggio di gomma SBR su misura verificando tre controlli di stabilimento: le curve di vulcanizzazione per lotto con reometro a camera oscillante (MDR) secondo ASTM D5289, le tolleranze automatizzate di ±2% sulla massa delle preforme e le classi di tolleranza dimensionale secondo ISO 3302-1 (M1, M2 o M3). La norma IATF 16949:2016 copre i programmi di fornitura automotive idonei, mentre la ISO 9001:2015 fornisce il quadro di riferimento per la gestione della qualità nei settori industriale e degli impianti idraulici.

Poiché l’SBR si lavora agevolmente durante la mescolazione interna, la calandratura e l’estrusione, la sua curva di vulcanizzazione mostra un plateau più piatto rispetto alla gomma naturale. Tuttavia, le variazioni tra un lotto e l’altro nel rapporto tra stirene legato e butadiene o nella dispersione degli acceleranti possono spostare il tempo ottimale di vulcanizzazione t 90. Senza un controllo MDR su ogni lotto di mescola e un tempo di vulcanizzazione in pressa adeguato per il cuore delle sezioni di forte spessore, le boccole in SBR sottovulcanizzate presentano un’elevata deformazione permanente a compressione. Presso Guangdong Engelhardt Rubber & Plastic Technology Co., Ltd. (Engelhardt-Meitu), il nostro stabilimento produttivo di 53.000 m² a Zhongshan e l’ampliamento di 60.000 m² in Thailandia operano con 40+ presse di vulcanizzazione. Queste includono presse a compressione sottovuoto da 250 tonnellate e presse per lo stampaggio a iniezione della gomma da 300 tonnellate. Complessivamente, i nostri stabilimenti producono ogni anno 2.000 tonnellate metriche di componenti in gomma stampata per American Standard, Kohler, Amphenol, Oatey, SFA e Nestlé.

Quando si predispone una richiesta di preventivo per la produzione di componenti in gomma stampata su misura secondo IATF 16949, la tabella di specifica riportata di seguito riassume i requisiti relativi a materiale, controllo di processo, tolleranze dimensionali e documentazione per un accordo di qualità con il fornitore. Vincolare questi parametri consente di preservare le proprietà desiderate dell’elastomero garantendo in esercizio i vantaggi prestazionali del rinforzo con nero di carbonio.

Prospettive del mercato SBR 2026–2034: oli estensori TDAE esenti da IPA, dazi antidumping e leganti per batterie di veicoli elettrici

Tre spinte strutturali stanno ridisegnando l’approvvigionamento globale di gomma SBR tra il 2026 e il 2034. In primo luogo, i limiti di IPA della Voce 50 del regolamento UE REACH guidano l’adozione di oli estensori TDAE a basso tenore di IPA nei pneumatici e nei beni di consumo regolamentati. In secondo luogo, i dazi antidumping US e indiani sull’E-SBR della serie 1500 creano differenziali di prezzo regionali. L’ultimo fattore riguarda la rapida penetrazione commerciale dell’S-SBR funzionalizzato e dei leganti acquosi per anodi di batterie. La presenza di stabilimenti di stampaggio in più Paesi, come Cina e Thailandia, protegge i compratori OEM dalla volatilità dei dazi.

Secondo l’Analisi del mercato SBR 2025–2034 di Fortune Business Insights, la domanda globale di gomma stirene-butadiene è cresciuta da USD 15,49 miliardi nel 2025 a USD 16,32 miliardi nel 2026. Si prevede che il mercato raggiunga USD 24,72 miliardi entro il 2034, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 5,30%. L’area Asia-Pacifico ha generato USD 8,23 miliardi nel 2025 e USD 8,73 miliardi nel 2026 (il 53,13% nel 2025 e il 53,49% nel 2026, pari a circa il 53% del valore mondiale). Nel frattempo, il Rapporto di settore sull’SBR 2025–2030 di Mordor Intelligence conferma che le applicazioni nei pneumatici rappresentano il 68,72% dei ricavi globali. Articoli tecnici industriali, calzature, adesivi per l’edilizia e modifica dei polimeri costituiscono il restante 31,28%.

Dal punto di vista degli acquisti, i produttori di componenti in gomma affrontano sfide analoghe.

• Qualificare uno stampatore dotato di doppio sito produttivo, come gli stabilimenti Engelhardt-Meitu da 53.000 m² a Zhongshan e da 60.000 m² in Thailandia, aumenta la flessibilità nell’instradamento delle spedizioni.
• Leganti acquosi per anodi in SBR funzionalizzato di 4ª generazione: Oltre agli elastomeri stampati, le dispersioni di lattice stirene-butadiene carbossilate e ibride legano gli anodi in grafite e silicio-carbonio nelle celle agli ioni di litio per veicoli elettrici e sistemi di accumulo energetico. I più recenti leganti acquosi ibridi SBR-acrilico funzionalizzati di 4ª generazione offrono un incremento fino al 30% nella resistenza al pelaggio dell’elettrodo su foglio di rame, raggiungendo 16.8 N/m rispetto ai lattici SBR commerciali di riferimento.
• Formulazione con polimeri bio-attribuiti e nero di carbonio riciclato: Sempre più OEM automotive in Europa stanno valutando l’S-SBR bio-attribuito secondo il bilancio di massa ISCC PLUS in combinazione con nero di carbonio riciclato (rCB). Le mescole devono superare i tipi di resistenza termica AA e BA della norma ASTM D2000, i limiti di rigonfiamento in olio di Classe A e i requisiti numerici di durezza e resistenza a trazione.

Domande frequenti sulla gomma SBR