İzobütilen-izopren kauçuk olarak da adlandırılan bütil kauçuk (IIR), izobutilenin az miktarda izopren ile kopolimerleştirilmesiyle üretilen sentetik bir kauçuktur. Kimyasal etkisizliği, gazlara karşı geçirimsizliği ve hava koşullarına dayanıklılığı nedeniyle, bütil kauçuk otomobil lastiklerinin iç astarlarında ve diğer özel uygulamalarda kullanılmaktadır.
başlıca endüstriyel polimerler: Butil kauçuk (izobütilen-izopren kauçuk, IIR)
Butil kauçuk, ilk olarak William Sparks ve Robert Thomas tarafından üretilen izobutilen ve izopren kopolimeridir.
Her iki izobütilen (Cı [CH 3] 2 = CH 2) ve izopren (CH 2 = C [CH 3] -CH = CH 2), genellikle doğal gaz ya da ham petrol hafif taneciklerinin ayrılması termik ile elde edilir. Normal sıcaklık ve basınçta izobutilen bir gaz ve izopren, uçucu bir sıvıdır. IIR'ye işlemek için, çok düşük sıcaklıklara (yaklaşık -100 ° C [-150 ° F]) kadar soğutulan izobutilen, metil klorür ile seyreltilir. Düşük konsantrasyonlarda (yüzde 1.5 ila 4.5) izopren, iki bileşiğin kopolimerize olduğu reaksiyonu başlatan (yani, tek ünite moleküllerinin dev, çok üniteli moleküller oluşturmak için birbirine bağlandığı) reaksiyona girmesiyle eklenir. Polimer tekrar eden birimler aşağıdaki yapılara sahiptir:
Baz polimer, poliizobütilen, stereo-düzenli olduğundan (diğer bir deyişle, kolye grupları polimer zincirleri boyunca düzenli bir sırada düzenlenmiştir) ve zincirler gerilmeyle hızla kristalleştiği için, sadece az miktarda izopren içeren IIR doğal kauçuk kadar güçlüdür. Ek olarak, kopolimer az sayıda doymamış grup içerdiğinden (her izopren tekrar ünitesinde bulunan karbon-karbon çift bağı ile temsil edilir), IIR oksidasyona nispeten dirençlidir - atmosferdeki oksijenin çift bağlarla reaksiyona girmesi ve polimer zincirler, böylece malzeme bozunur. Butil kauçuk ayrıca cam geçiş sıcaklığının (moleküllerin artık katı, camsı bir durumda donmadığı sıcaklık) çok üzerinde alışılmadık derecede düşük bir moleküler hareket oranı gösterir. Bu hareket eksikliği, kopolimerin alışılmadık derecede düşük gaz geçirgenliğine ve ayrıca ozon saldırısına karşı olağanüstü direncine yansır.
Kopolimer, dolgu maddeleri ve diğer modifiye ediciler ile birleştirilebilen ve daha sonra pratik kauçuk ürünlerine vulkanize edilebilen bir kırıntı olarak çözücüden geri kazanılır. Mükemmel hava tutma özelliği sayesinde, bütil kauçuk, en büyük boyutlar dışındaki tüm borular için tercih edilen malzemedir. Ayrıca iç lastiksiz lastiklerin iç astarlarında önemli bir rol oynar. (Kötü diş dayanıklılığı nedeniyle, all-butil lastiklerin başarılı olduğu kanıtlanmamıştır.) IIR, oksidasyona karşı direnci nedeniyle, pencere şeritleri de dahil olmak üzere diğer birçok otomobil bileşeni için de kullanılmaktadır. Isıya karşı direnci, lastiği vulkanize etmek için kullanılan buharı veya sıcak suyu tutan mesaneleri oluşturduğu lastik imalatında vazgeçilmez kılmıştır.
BIIR veya CIIR (halobütiller olarak bilinir) yapmak için IIR'nin küçük izopren fraksiyonuna brom veya klor ilave edilebilir. Bu polimerlerin özellikleri IIR'dekilere benzer, ancak daha hızlı ve farklı ve daha küçük miktarlarda iyileştirici maddelerle iyileştirilebilirler. Sonuç olarak, BIIR ve CIIR, kauçuk bir ürün oluşturan diğer elastomerler ile daha kolay temas ettirilebilir.
Butil kauçuk ilk olarak 1937'de Amerikalı kimyager William Sparks ve Robert Thomas tarafından New Jersey Standart Petrol Şirketi'nde (şimdi Exxon Corporation) üretildi. Daha önce sentetik kauçuk üretme girişimleri dienlerin (iki karbon-karbon çift içeren hidrokarbon molekülleri içeren polimerizasyon) içeriyordu. bağlar) izopren ve bütadien gibi. Sparks ve Thomas, az miktarda (ör., Yüzde 2'den az) izopren içeren bir olefin (sadece bir karbon-karbon çift bağı içeren hidrokarbon molekülleri) olan izobutileni kopolimerize ederek konvansiyona karşı çıktılar. Bir dien olarak, izopren, esasen poliizobütilen olan, aksi takdirde eylemsiz polimer zincirlerini çapraz bağlamak için gereken ekstra çift bağı sağlamıştır. Deneysel zorluklar çözülmeden önce, bütil kauçuğuna “boş butil” denirdi, ancak iyileştirmelerle, gazlara düşük geçirgenliği ve normal sıcaklıklarda oksijen ve ozona karşı mükemmel direnci nedeniyle geniş bir kabul gördü. İkinci Dünya Savaşı sırasında, kopolimere Hükümet Kauçuk-İzobutilen için GR-I adı verildi.
