Butylový kaučuk (IIR), také nazývaný isobutylen-isoprenový kaučuk, syntetický kaučuk vyrobený kopolymerizací isobutylenu s malým množstvím isoprenu. Butylový kaučuk, který je ceněn pro svou chemickou inertnost, nepropustnost pro plyny a odolnost vůči povětrnostním vlivům, je používán ve vnitřním obložení automobilových pneumatik a v dalších speciálních aplikacích.
hlavní průmyslové polymery: Butylový kaučuk (isobutylen-isoprenový kaučuk, IIR)
Butylová pryž je kopolymer isobutylenu a isoprenu, který poprvé vyrobili William Sparks a Robert Thomas na
Oba isobutylen (C [CH 3] 2 = CH 2) a isoprenu (CH 2 = C [CH 3] CH = CH 2), se obvykle získají tepelným krakováním zemního plynu nebo lehčích frakcí ropy. Při normální teplotě a tlaku je isobutylen plyn a isopren je těkavá kapalina. Pro zpracování na IIR se isobutylen chlazený na velmi nízké teploty (přibližně -100 ° C [-150 ° F]) zředí methylchloridem. Nízké koncentrace (1,5 až 4,5 procenta) isoprenu se přidávají v přítomnosti chloridu hlinitého, což iniciuje reakci, ve které se obě sloučeniny kopolymerizují (tj. Jejich jednojednotkové molekuly se spojí za vzniku obřích, vícejednotkových molekul). Polymerové opakující se jednotky mají následující strukturu:
Protože základní polymer, polyisobutylen, je stereoregulární (tj. Jeho přívěskové skupiny jsou uspořádány v pravidelném pořadí podél polymerních řetězců) a protože řetězce krystalizují rychle při natahování, IIR obsahující pouze malé množství isoprenu je stejně silný jako přírodní kaučuk. Kromě toho, protože kopolymer obsahuje několik nenasycených skupin (představovaných dvojnou vazbou uhlík-uhlík umístěnou v každé isoprenové opakující se jednotce), je IIR relativně odolný vůči oxidaci - proces, při kterém kyslík v atmosféře reaguje s dvojnými vazbami a narušuje polymerní řetězce, čímž dochází k degradaci materiálu. Butylová pryž také vykazuje neobvykle nízkou rychlost molekulárního pohybu výrazně nad teplotou skelného přechodu (teplota, nad níž molekuly již nejsou v tuhém sklovitém stavu zmraženy). Tento nedostatek pohybu se odráží v neobvykle nízké propustnosti kopolymeru pro plyny a také v jeho vynikající odolnosti vůči napadení ozonem.
Kopolymer je získán z rozpouštědla jako drobenka, která může být smíchána s plnivy a dalšími modifikátory a poté vulkanizována do praktických kaučukových produktů. Díky své vynikající retenci vzduchu je butylová pryž preferovaným materiálem pro vnitřní trubky ve všech, ale největších velikostech. Hraje také důležitou roli ve vnitřních vložkách bezdušových pneumatik. (Kvůli špatné životnosti běhounu se všechny butylové pneumatiky neukázaly jako úspěšné.) IIR se také používá pro mnoho dalších automobilových součástí, včetně okenních pásů, kvůli své odolnosti vůči oxidaci. Jeho odolnost vůči teplu ji učinila nepostradatelnou při výrobě pneumatik, kde vytváří měchýře, které zadržují páru nebo horkou vodu používanou k vulkanizaci pneumatik.
K malé isoprenové frakci IIR lze přidat brom nebo chlor za vzniku BIIR nebo CIIR (známých jako halobutyly). Vlastnosti těchto polymerů jsou podobné vlastnostem IIR, ale mohou být vytvrzovány rychleji as různým a menším množstvím léčivých látek. Výsledkem je, že BIIR a CIIR mohou být snáze zachyceny ve styku s jinými elastomery vytvářejícími pryžový produkt.
Butylový kaučuk poprvé vyrobili američtí chemici William Sparks a Robert Thomas ve Standard Oil Company v New Jersey (nyní Exxon Corporation) v roce 1937. Dřívější pokusy o výrobu syntetických kaučuků zahrnovaly polymeraci dienů (uhlovodíkové molekuly obsahující dva dvojité uhlík-uhlík vazby), jako je isopren a butadien. Sparks a Thomas vzdorovali konvenci kopolymerizací isobutylenu, olefinu (uhlovodíkové molekuly obsahující pouze jednu dvojnou vazbu uhlík-uhlík) s malým množstvím - např. Méně než 2 procenta - isoprenu. Jako dien poskytoval isopren dvojitou vazbu navíc potřebnou pro zesítění jinak inertních polymerních řetězců, které byly v podstatě polyisobutylenem. Než byly experimentální potíže vyřešeny, byl butylový kaučuk nazýván „marný butyl“, ale se zlepšením se těšil širokému přijetí pro svou nízkou propustnost pro plyny a jeho vynikající odolnost vůči kyslíku a ozonu při normálních teplotách. Během druhé světové války byl kopolymer nazýván GR-I, pro vládní kaučuk-izobutylen.
