Butylgummi (IIR), også kalt isobutylen-isopren gummi, en syntetisk gummi produsert ved kopolymerisering av isobutylen med små mengder isopren. Butylgummi er verdsatt for sin kjemiske inertitet, ugjennomtrengelighet for gasser og værbarhet, i de indre foringene til bildekk og i andre spesialiserte applikasjoner.
viktigste industrielle polymerer: Butylgummi (isobutylen-isoprengummi, IIR)
Butylgummi er en kopolymer av isobutylen og isopren som først ble produsert av William Sparks og Robert Thomas på
Både isobutylen (C [CH 3] 2 = CH 2) og isopren (CH 2 = C [CH 3] -CH = CH 2) blir vanligvis fremstilt ved termisk krakking av naturgass eller av de lettere fraksjoner av råolje. Ved normal temperatur og trykk er isobutylen en gass og isopren er en flyktig væske. For prosessering til IIR fortynnes isobutylen, nedkjølt til meget lave temperaturer (ca. −100 ° C [−150 ° F]) med metylklorid. Lave konsentrasjoner (1,5 til 4,5 prosent) isopren tilsettes i nærvær av aluminiumklorid, noe som initierer reaksjonen der de to forbindelsene kopolymeriserer (dvs. deres enhetsmolekyler kobles sammen for å danne gigantiske molekyler med flere enheter). De repeterende enhetene av polymeren har følgende strukturer:
Fordi basepolymeren, polyisobutylen, er stereoregulær (det vil si at anhengsgruppene er ordnet i regelmessig rekkefølge langs polymerkjedene), og fordi kjedene krystalliserer raskt når de strekker seg, er IIR som bare inneholder en liten mengde isopren like sterk som naturgummi. I tillegg, fordi kopolymeren inneholder få umettede grupper (representert av karbon-karbon dobbeltbinding lokalisert i hver isopren repeterende enhet), er IIR relativt motstandsdyktig mot oksidasjon - en prosess der oksygen i atmosfæren reagerer med dobbeltbindingen og bryter polymerkjeder, hvorved materialet nedbrytes. Butylgummi viser også en uvanlig lav grad av molekylær bevegelse godt over glassovergangstemperaturen (temperaturen over som molekylene ikke lenger er frosset i stiv, glassaktig tilstand). Denne mangelen på bevegelse gjenspeiles i kopolymerens uvanlig lave permeabilitet for gasser så vel som i dens enestående motstand mot ozonangrep.
Kopolymeren utvinnes fra løsningsmidlet som en smule, som kan blandes med fyllstoffer og andre modifikatorer og deretter vulkaniseres til praktiske gummiprodukter. På grunn av sin utmerkede luftoppbevaring er butylgummi det foretrukne materialet for innerrør i alle unntatt de største størrelsene. Det spiller også en viktig rolle i innerforene til slangeløse dekk. (På grunn av dårlig slitebaneholdbarhet har ikke alle-butyl dekk vist seg å være vellykkede.) IIR brukes også til mange andre bilkomponenter, inkludert vinduslister, på grunn av sin motstand mot oksidasjon. Motstanden mot varme har gjort det uunnværlig i dekkfremstillingen, der det danner blærene som holder på dampen eller det varme vannet som brukes til å vulkanisere dekk.
Brom eller klor kan tilsettes til den lille isoprenfraksjonen av IIR for å lage BIIR eller CIIR (kjent som halobutyler). Egenskapene til disse polymerene ligner på IIR, men de kan herdes raskere og med forskjellige og mindre mengder helbredelsesmidler. Som et resultat kan BIIR og CIIR lettere kokeres i kontakt med andre elastomerer som utgjør et gummiprodukt.
Butylgummi ble først produsert av amerikanske kjemikere William Sparks og Robert Thomas fra Standard Oil Company i New Jersey (nå Exxon Corporation) i 1937. Tidligere forsøk på å produsere syntetiske gummier hadde involvert polymerisering av diener (hydrokarbonmolekyler som inneholder to karbon-karbon doble bindinger) som isopren og butadien. Sparks og Thomas trosset konvensjonen ved å kopolymerisere isobutylen, en olefin (hydrokarbonmolekyler som bare inneholder en karbon-karbon dobbeltbinding) med små mengder - for eksempel mindre enn 2 prosent - isopren. Som dien tilveiebragte isopren den ekstra dobbeltbindingen som var nødvendig for å tverrbinde de ellers inerte polymerkjeder, som i det vesentlige var polyisobutylen. Før eksperimentelle vansker ble løst, ble butylgummi kalt "futil butyl", men med forbedringer likte den bred aksept for sin lave permeabilitet for gasser og sin utmerkede motstand mot oksygen og ozon ved normale temperaturer. Under andre verdenskrig ble kopolymeren kalt GR-I, for Government Rubber-Isobutylene.
