Cauciuc butilic (IIR), numit și cauciuc izobutilen-izopren, un cauciuc sintetic produs prin copolimerizarea izobutilenei cu cantități mici de izopren. Evaluată pentru inerția chimică, impermeabilitatea la gaze și rezistența la rezistență la rezistență, cauciucul butilic este utilizat în garniturile interioare ale anvelopelor auto și în alte aplicații speciale.
polimeri industriali majori: cauciuc butilic (cauciuc izobutilen-izopren, IIR)
Cauciucul butilic este un copolimer de izobutilenă și izopren care a fost produs prima dată de William Sparks și Robert Thomas la
Atât izobutilenă (C [CH 3] 2 = CH 2) și izopren (CH 2 = C [CH 3] CH = CH 2) sunt de obicei obținute prin cracare termică a gazelor naturale sau a fracțiunilor ușoare de țiței. La temperatură normală și presiune izobutilena este un gaz, iar izoprenul este un lichid volatil. Pentru prelucrarea în IIR, izobutilena, refrigerată la temperaturi foarte scăzute (aproximativ -100 ° C [-150 ° F]), se diluează cu clorură de metil. Se adaugă concentrații scăzute (1,5 până la 4,5%) de izopren în prezența clorurii de aluminiu, care inițiază reacția în care cei doi compuși copolimerizează (adică, moleculele lor unice se leagă pentru a forma molecule gigant, cu mai multe unități). Unitățile care se repetă polimer au următoarele structuri:
Deoarece polimerul de bază, polisobutilena, este stereoregular (adică grupele sale pandantive sunt aranjate într-o ordine regulată de-a lungul lanțurilor polimerice) și deoarece lanțurile se cristalizează rapid la întindere, IIR care conține doar o cantitate mică de izopren este la fel de puternic ca cauciucul natural. În plus, deoarece copolimerul conține câteva grupări nesaturate (reprezentate de legătura dublă carbon-carbon localizată în fiecare unitate de repetare a izoprenului), IIR este relativ rezistent la oxidare - un proces prin care oxigenul din atmosferă reacționează cu dublele legături și rupe lanțuri de polimeri, degradând astfel materialul. Cauciucul butilic arată, de asemenea, o rată neobișnuit de mică de mișcare moleculară mult peste temperatura de tranziție a sticlei (temperatura peste care moleculele nu mai sunt înghețate într-o stare rigidă, sticloasă). Această lipsă de mișcare se reflectă în permeabilitatea neobișnuit de scăzută a copolimerului la gaze, precum și în rezistența sa excepțională la atacul de ozon.
Copolimerul este recuperat din solvent sub forma unei firimituri, care poate fi compus cu umpluturi și alte modificatoare și apoi vulcanizat în produse cauciucate practice. Datorită retenției sale excelente de aer, cauciucul butilic este materialul preferat pentru tuburile interioare de toate dimensiunile, cu excepția celor mai mari dimensiuni. De asemenea, joacă un rol important în garniturile interioare ale anvelopelor fără tub. (Din cauza rezistenței scăzute a benzii de rulare, anvelopele all-butil nu s-au dovedit a fi reușite.) IIR este utilizat și pentru multe alte componente auto, inclusiv benzi de ferestre, din cauza rezistenței sale la oxidare. Rezistența sa la căldură a făcut-o indispensabilă în fabricarea anvelopelor, unde formează vezicii care rețin aburul sau apa caldă folosită la vulcanizarea anvelopelor.
Bromul sau clorul pot fi adăugate la fracția mică de izopren din IIR pentru a face BIIR sau CIIR (cunoscute sub numele de halobutiluri). Proprietățile acestor polimeri sunt similare cu cele ale IIR, dar pot fi vindecate mai rapid și cu cantități diferite și mai mici de agenți curativi. Drept urmare, BIIR și CIIR pot fi prelucrate mai ușor în contact cu alți elastomeri care alcătuiesc un produs din cauciuc.
Cauciucul butilic a fost produs pentru prima dată de chimiștii americani William Sparks și Robert Thomas la Standard Oil Company din New Jersey (acum Exxon Corporation) în 1937. Încercările anterioare de a produce cauciucuri sintetice au implicat polimerizarea dienelor (molecule de hidrocarburi conținând două carbon-carbon dublu legături) cum ar fi izoprenul și butadienul. Scânteile și Thomas au sfidat convenția prin copolimerizarea izobutilenei, o olefină (molecule de hidrocarburi care conțin o singură legătură dublă carbon-carbon) cu cantități mici - de exemplu, mai puțin de 2% - izopren. Ca dienă, izoprenul a furnizat legătura dublă suplimentară necesară pentru a face o legătură încrucișată a lanțurilor polimerice de altfel inerte, care erau în esență polisobutilenă. Înainte de rezolvarea dificultăților experimentale, cauciucul butilic a fost numit „butil inutil”, dar cu îmbunătățiri s-a bucurat de o largă acceptare pentru permeabilitatea scăzută la gaze și rezistența sa excelentă la oxigen și ozon la temperaturi normale. În timpul celui de-al doilea război mondial, copolimerul a fost numit GR-I, pentru guvernul cauciuc-izobutilenă.
