Butilgumi (IIR), más néven izobutilén-izoprén gumi, szintetikus gumi, amelyet izobutilén kis mennyiségű izoprén kopolimerizálásával állítanak elő. A butil-kaucsuk kémiai tehetetlensége, gáz-áthatolhatatlansága és időjárási képessége miatt az autó gumiabroncsának belső burkolatában és más speciális alkalmazásokban használható.
fő ipari polimerek: butilkaucsuk (izobutilén-izoprén gumi, IIR)
A butilgumi izobutilén és izoprén kopolimerje, amelyet először William Sparks és Robert Thomas gyártott a
Mindkét izobutilén (C [CH 3] 2 = CH 2) és az izoprén (CH 2 = C [CH 3] -CH = CH 2) rendszerint úgy állítják elő a termikus krakkolási földgáz vagy a könnyebb frakciókat a nyersolaj. Normál hőmérsékleten és nyomáson az izobutilén gáz, az izoprén illékony folyadék. A IIR-be történő feldolgozáshoz az nagyon alacsony hőmérsékleten (körülbelül –100 ° C [–150 ° F]) hűtött izobutilént metil-kloriddal hígítják. Alumínium-klorid jelenlétében kis koncentrációban (1,5–4,5%) izoprént adunk az elegyhez, amely iniciálja a reakciót, amelyben a két vegyület kopolimerizálódik (azaz az egy egységet tartalmazó molekulák összekapcsolódnak, és óriási, több egységet mutató molekulákat képeznek). A polimer ismétlődő egységek szerkezete a következő:
Mivel az alappolimer, a poliizobutilén sztereográfiai (azaz függő csoportjai szabályos sorrendben vannak elrendezve a polimer láncok mentén), és mivel a láncok nyújtás közben gyorsan kristályosodnak, a kis mennyiségű izoprént tartalmazó IIR olyan erős, mint a természetes gumi. Ezen túlmenően, mivel a kopolimer kevés telítetlen csoportot tartalmaz (az izoprén ismétlődő egységekben található szén-szén kettős kötés képviseli), az IIR viszonylag ellenáll az oxidációnak - egy olyan folyamatnak, amely során a légkörben lévő oxigén reagál a kettős kötésekkel és megbontja a polimer láncok, ezáltal lebontva az anyagot. A butil-kaucsuk szokatlanul alacsony molekuláris mozgást mutat az üvegátmeneti hőmérséklet felett (az a hőmérséklet, amely felett a molekulák már nem fagynak merev, üveges állapotban). Ez a mozgáshiány tükröződik a kopolimer szokatlanul alacsony gázáteresztő képességében, valamint az ózon támadásainak kiemelkedő ellenállásában.
A kopolimert morzsként nyerjük ki az oldószerből, amelyet töltőanyagokkal és más módosítókkal összekeverhetünk, majd vulkanizálhatunk praktikus gumitermékekké. Kiváló légmegtartó képességének köszönhetően a butilgumi az előnyös anyag a belső csövekhez, a legnagyobb méretek kivételével. Fontos szerepet játszik a cső nélküli gumiabroncsok belső burkolatában is. (A futófelület gyenge tartóssága miatt az all-butil gumiabroncsok nem bizonyultak sikereseknek.) Az IIR az oxidációval szembeni ellenállása miatt sok más autóalkatrészhez is használható, beleértve az ablaküvegcsíkokat is. Hőálló képessége nélkülözhetetlenné teszi a gumiabroncsok gyártásakor, amikor olyan hólyagok képezik, amelyek megtartják a gumiabroncsok vulkanizálásához használt gőzt vagy meleg vizet.
Brómot vagy klórt adhatunk a IIR kis izoprénfrakciójához, hogy elkészítsük a BIIR-t vagy a CIIR-t (halobutil-néven ismertek). Ezeknek a polimereknek a tulajdonságai hasonlóak a IIR tulajdonságához, ám ezek gyorsabban kikeményíthetők, különböző és kisebb mennyiségű gyógyítószerrel. Ennek eredményeként a BIIR és a CIIR könnyebben előkészíthető más gumiterméket alkotó elasztomerekkel érintkezve.
A butilgumit először William Sparks és Robert Thomas amerikai vegyészek állították elő 1937-ben a New Jersey Standard Oil Company-ban (ma Exxon Corporation). A szintetikus gumi előállításának korábbi kísérletei során diének (két szén-szén kettős szénhidrogén molekulát tartalmazó polimerizáció) zajlottak le. kötések), például izoprén és butadién. Sparks és Thomas meggátolta az izobutilén, az olefin (csak egy szén-szén kettős kötést tartalmazó szénhidrogén molekulák) kopolimerizációjával, kis mennyiségű - például kevesebb, mint 2% - izoprén tartalommal. Diénként az izoprén biztosította az extra kettős kötést az egyébként inert polimer láncok keresztkötéséhez, amelyek lényegében poliizobutilének voltak. A kísérleti nehézségek megoldása előtt a butilgumit „hiábavaló butilnek” nevezték, de a fejlesztésekkel széles körben elfogadták alacsony gázáteresztő képességét, valamint normál hőmérsékleten kiváló oxigén- és ózonállóságot. A második világháború alatt a kopolimert GR-I-nek hívták, az állami gumi-izobutilénhez.
