Butylgummi (IIR), også kaldet isobutylen-isopren gummi, et syntetisk gummi produceret ved copolymerisering af isobutylen med små mængder isopren. Butylgummi, der er værdsat for sin kemiske inertitet, uigennemtrængelighed for gasser og vejrbarhed, anvendes i de indre foringer af bildæk og til andre speciale-applikationer.
vigtigste industrielle polymerer: Butylgummi (isobutylen-isoprengummi, IIR)
Butylgummi er en copolymer af isobutylen og isopren, der først blev produceret af William Sparks og Robert Thomas på
Både isobutylen (C [CH 3] 2 = CH 2) og isopren (CH 2 = C [CH 3] CH = CH 2) opnås sædvanligvis ved den termiske krakning af naturgas eller af de lettere fraktioner af råolie. Ved normal temperatur og tryk er isobutylen en gas, og isopren er en flygtig væske. Til forarbejdning til IIR fortyndes isobutylen, kølet til meget lave temperaturer (ca. −100 ° C [-150 ° F]) med methylchlorid. Lave koncentrationer (1,5 til 4,5 procent) isopren tilsættes i nærværelse af aluminiumchlorid, hvilket initierer reaktionen, i hvilken de to forbindelser sampolymeriseres (dvs. deres enhedsmolekyler forbinder hinanden og danner gigantiske molekyler med flere enheder). De gentagne polymerenheder har følgende strukturer:
Fordi basepolymeren, polyisobutylen, er stereoregulær (dvs. dens vedhængsgrupper er arrangeret i en regelmæssig rækkefølge langs polymerkæderne), og fordi kæderne krystalliserer hurtigt ved strækning, er IIR, der kun indeholder en lille mængde isopren, lige så stærk som naturgummi. Eftersom copolymeren desuden indeholder få umættede grupper (repræsenteret af carbon-carbon dobbeltbinding placeret i hver isopren gentagende enhed), er IIR relativt modstandsdygtig over for oxidation - en proces, hvorved ilt i atmosfæren reagerer med dobbeltbindingerne og bryder polymerkæder, hvorved materialet nedbrydes. Butylgummi viser også en usædvanlig lav grad af molekylær bevægelse godt over glasovergangstemperaturen (temperaturen, over hvilken molekylerne ikke længere er frosset i en stiv, glasagtig tilstand). Denne manglende bevægelse afspejles i copolymerens usædvanligt lave permeabilitet for gasser såvel som i dens enestående modstand mod ozonangreb.
Copolymeren udvindes fra opløsningsmidlet som en krummer, der kan blandes med fyldstoffer og andre modificeringsmidler og derefter vulkaniseres til praktiske gummiprodukter. På grund af sin fremragende luftopbevaring er butylgummi det foretrukne materiale til indre rør i alle undtagen de største størrelser. Det spiller også en vigtig rolle i de indre foringer på slangeløse dæk. (På grund af dårlig slidstyrke har alle-butyldæk ikke vist succes.) IIR bruges også til mange andre bilkomponenter, inklusive vinduesstrimler, på grund af dens modstand mod oxidation. Dens modstandsdygtighed over for varme har gjort det uundværligt i dækfremstillingen, hvor det danner blærene, der holder dampen eller varmt vand, der bruges til at vulkanisere dæk.
Brom eller klor kan sættes til den lille isoprenfraktion af IIR for at fremstille BIIR eller CIIR (kendt som halobutyler). Egenskaberne ved disse polymerer ligner egenskaberne ved IIR, men de kan hærdes hurtigere og med forskellige og mindre mængder helbredelsesmidler. Som et resultat kan BIIR og CIIR lettere kobles sammen i kontakt med andre elastomerer, der udgør et gummiprodukt.
Butylgummi blev først produceret af amerikanske kemikere William Sparks og Robert Thomas hos Standard Oil Company i New Jersey (nu Exxon Corporation) i 1937. Tidligere forsøg på at fremstille syntetiske gummier havde involveret polymerisation af diener (carbonhydridmolekyler indeholdende to carbon-carbon dobbelt bindinger) såsom isopren og butadien. Sparks og Thomas trossede konvention ved at copolymerisere isobutylen, en olefin (carbonhydridmolekyler, der kun indeholder en carbon-carbon-dobbeltbinding) med små mængder - f.eks. Mindre end 2 procent - isopren. Som en dien tilvejebragte isopren den ekstra dobbeltbinding, der kræves for at tværbinde de ellers inerte polymerkæder, som i det væsentlige var polyisobutylen. Inden eksperimentelle vanskeligheder blev løst, blev butylgummi kaldet "meningsløs butyl", men med forbedringer nød den bred accept af dets lave permeabilitet for gasser og dets fremragende modstand mod ilt og ozon ved normale temperaturer. Under 2. verdenskrig kaldes copolymeren GR-I for regeringsgummi-isobutylen.
