Бутилкаучук (изобутен-изопреновый каучук) представляет собой пластик из группы эластомеров. Не следует путать бутилкаучук (IIR) с термопластичным полиизобутиленом (PIB).
Другие названия:
- Изобутен-изопреновый каучук;
- Изобутен-изопреновый каучук;
- Сополимер изобутен-изопрен;
- Полиизобутен.
История
В 1825 году английский ученый Майкл Фарадей (1791-1867) обнаружил горючий газ в летучих фракциях перегонки нефти, который образовывал взрывоопасные газовые смеси с воздухом. Газ, который он разделил и описал, представлял собой смесь четырех изомерных ненасыщенных углеводородов, бутенов (C4H8). Помимо н-бутена, он содержит цис- и транс-2-бутен и изобутен. Бутены, принадлежащие к классу алкенов, из-за своих связей являются химически очень реактивными и имеют тенденцию к полимеризации.
Фарадей, конечно, не мог предвидеть будущее экономическое значение своего открытия для производства синтетического каучука.
Первый целевой синтез синтетического каучука (метилового каучука) немецким химиком Фридрихом (Фрицем) Хофманном (1866-1956) был основан на полимеризации метилизопрена, а не бутена. Искусственный каучук, запатентованный в 1909 году, использовался с 1912 года на лакокрасочных фабриках того времени. Когда Германия была отрезана от импорта натурального каучука в результате Первой мировой войны, работа по разработке синтетических альтернатив была усилена. Компания Friedrich Bayer & Co. начала заниматься производством малотоннажных партий.
Из-за низкой эластичности твердого каучука, как еще назывался метил-каучук, возможности его использования оставались очень ограниченными, так что технически сложное и нерентабельное производство было прекращено сразу после окончания войны.
В 1920-х годах компания BASF начала свои исследования бутенов, уже описанных Фарадеем. Результатом работы стала презентация полиизобутена в 1931 году, первого промышленно используемого крупномасштабного эластомера на основе полуглеводорода. Ему было присвоено техническое сокращение PIB — торговая марка Oppanol ®. Поскольку его эластичность не теряется даже при низких температурах, Oppanol ® до сих пор используется в рецептурах для высококачественных покрытий, герметиков и клеев.
Примерно в то же время два американских химика, работавшие в Standard Oil New Jersy, Уильям Дж. Спаркс (1905-1976) и Роберт М. Томас (1908 -?) Обнаружили, что сополимеризация изобутена с изопреном отрицательно влияет на полимеризацию. Изобутен обеспечивает улучшенный синтетический каучук. Изопрен уже был открыт в 1860 году английским химиком Гревиллом Вильямсом (1829-1910) в качестве основного строительного материала синтетического продукта. В 1937 году компания представила изобутен-изопреновый каучук, который быстро стал известен под общим названием бутилкаучук. Его техническое сокращение IIR происходит от слова «изобутен-изопрен-каучук».
С 1943 года бутилкаучук также производился в Германии. Этот синтетический каучук, очень похожий на натуральный каучук, с тех пор стал незаменимым продуктом во многих областях применения. В настоящее время ее основным производителем является химическая компания Lanxcess, которая была основана в 2005 году и в настоящее время работает в 52 точках в 29 странах мира.
Физические свойства
Содержание изопрена определяет количество двойных связей, которые можно использовать для вулканизации или модификации галогенами (хлорбутил, бромбутил). Таким образом, можно установить различные параметры материала.
Бутилкаучук часто продается в виде бело-желтоватых однородных шариков (по 25-30 кг). Как правило, бутилкаучук характеризуется хорошими демпфирующими свойствами против вибрации и энергии удара, а также хорошей устойчивостью к кислотам и щелочам. Кроме того, он обладает очень хорошей атмосферостойкостью и озоностойкостью, высокой электроизоляционной способностью, очень низкой газопроницаемостью и эластичностью даже при очень низких температурах.
- Прочность на разрыв до 20 Н / мм²
- Относительное удлинение до 700%
- Рабочая температура от -40 C до +130 C
Химические свойства
Бутилкаучук — сополимер. В отличие от полимерных смесей или сплавов это не смесь полимеров, а один из двух химически различных мономерных компонентов: изобутен (2-метил-1-пропен) и изопрен. Химическое соединение, связанное с образованием макромолекул. Такие полимеры также называют постоянно сшитыми эластомерами.
Производство
Поскольку полимеризация представляет собой сильно экзотермический процесс, то для того, чтобы контролировать скорость реакции, производство происходит при низких температурах (от -40 C до -100 C) посредством реакций растворения или осаждения.
Применение
Основным потребителем бутилкаучука всегда была автомобильная промышленность, которая использует синтетический каучук для производства автомобильных шин и элементов гашения вибрации. Из-за своей низкой газопроницаемости бутилкаучук также является идеальным материалом для шлангов при транспортировке газов, а также для уплотнений.
Кроме того, бутилкаучук используется в качестве основного компонента для постоянно эластичных защитных антикоррозионных красок и клеев, для текстильных покрытий, для изоляции кабелей, для химически стойкой защитной одежды и защитных перчаток.
Наконец, немаловажным является также высокоочищенный бутилкаучук, необходимый кондитерской промышленности для производства жевательной резинки.
Использование битума и бутила в качестве уплотнительной ленты
