Butilna guma (IIR), koja se naziva i izobutilen-izoprenska guma, sintetička guma dobivena kopolimerizacijom izobutilena s malim količinama izoprena. Cijenjen zbog kemijske inertnosti, nepropusnosti za plinove i konopljivosti, butil guma koristi se u unutarnjim oblogama automobilskih guma i u drugim specijalnim primjenama.
glavni industrijski polimeri: butil guma (izobutilen-izoprenska guma, IIR)
Butilna guma je kopolimer izobutilena i izoprena koji su prvi proizveli William Sparks i Robert Thomas u
I izobutilen (C [CH 3] 2 = CH 2) i izopren (CH 2 = C [CH 3] -CH = CH 2) obično se dobivaju za termičko krekiranje prirodnog plina ili lakši frakcija sirove nafte. Pri normalnoj temperaturi i tlaku izobutilen je plin, a izopren je isparljiva tekućina. Za preradu u IIR, izobutilen, rashlađen na vrlo niskim temperaturama (približno −100 ° C [-150 ° F]), razrjeđuje se metil-kloridom. Niske koncentracije (1,5 do 4,5 posto) izoprena se dodaju u prisutnosti aluminij-klorida, koji pokreće reakciju u kojoj se dva spoja kopolimeriziraju (tj. Njihove jednostruke molekule povezuju se u gigantske molekule s više jedinica). Polimerne jedinice koje se ponavljaju imaju sljedeće strukture:
Budući da je osnovni polimer, poliizobutilen, stereoregularni (tj. Njegove privjesne skupine raspoređene su u pravilnom redoslijedu duž polimernih lanaca) i zato što se lanci brzo kristaliziraju istezanjem, IIR koji sadrži samo malu količinu izoprena je jak poput prirodne gume. Pored toga, budući da kopolimer sadrži malo nezasićenih skupina (predstavljenih dvostrukom vezom ugljik-ugljik smještenom u svakoj jedinici koja se ponavlja iz izoprena), IIR je relativno otporan na oksidaciju - proces kojim kisik u atmosferi reagira dvostrukim vezama i razbija polimerni lanci i na taj način degradiraju materijal. Butilna guma također pokazuje neobično nisku brzinu molekularnog gibanja koja je znatno iznad temperature stakla (temperatura iznad koje molekule više nisu zamrznute u krutom, staklastom stanju). Taj nedostatak gibanja ogleda se u neobično niskoj propusnosti kopoimera za plinove, kao i u njegovoj izvanrednoj otpornosti na napad ozonom.
Kopolimer se dobiva iz otapala kao mrvica, koja se može pomiješati s punilima i drugim modifikatorima, a zatim vulkanizirati u praktične gumene proizvode. Zahvaljujući izvrsnom zadržavanju zraka, butilna guma je preferirani materijal za unutarnje cijevi u svim većim veličinama. Također igra važnu ulogu u unutarnjim oblogama guma bez cijevi. (Zbog slabe izdržljivosti gaznoga sloja, sve butilne gume nisu se pokazale uspješnima.) IIR se koristi i za mnoge druge automobilske dijelove, uključujući i prozorske trake, zbog svoje otpornosti na oksidaciju. Otpornost na toplinu učinila ga je neophodnim u proizvodnji guma, gdje formira mjehure koji zadržavaju paru ili toplu vodu koja se koristi za vulkanizaciju guma.
Bromu ili kloru može se dodati malo izoprenske frakcije IIR da bi se dobio BIIR ili CIIR (poznat kao halobutici). Svojstva ovih polimera slična su onima iz IIR-a, ali oni se brže mogu izliječiti i različitim i manjim količinama ljekovitih sredstava. Kao rezultat toga, BIIR i CIIR mogu se lakše stvrdnuti u kontaktu s drugim elastomerima koji čine gumeni proizvod.
Butilnu gumu prvi su proizveli američki kemičari William Sparks i Robert Thomas u Standard Oil Company iz New Jerseyja (danas Exxon Corporation) 1937. Raniji pokušaji proizvodnje sintetičkih guma uključivali su polimerizaciju dijena (ugljikovodične molekule koje sadrže dva dvostruka ugljik-ugljik veze) kao što su izopren i butadien. Sparks i Thomas odbili su konvenciju kopolimerizacijom izobutilena, olefina (molekula ugljikovodika koji sadrži samo jednu dvostruku vezu ugljik-ugljik) s malim količinama - npr., Manje od 2 posto - izoprena. Kao dien, izopren je osigurao dodatnu dvostruku vezu potrebnu za umrežavanje inače inertnih polimernih lanaca, koji su u osnovi bili poliizobutilen. Prije nego što su se riješile eksperimentalne poteškoće, butilnu gumu je nazivao "uzaludni butil", ali s poboljšanjima je uživao široku prihvaćenost zbog svoje male propusnosti za plinove i izvrsne otpornosti na kisik i ozon pri normalnim temperaturama. Za vrijeme Drugog svjetskog rata kopolimer se zvao GR-I, za vladinu gumu-izobutilena.
