Butilna guma (IIR), imenovana tudi izobutilen-izoprenska guma, sintetična guma, ki nastane s kopolimerizacijo izobutilena z majhnimi količinami izoprena. Cenjena zaradi kemične inertnosti, neprepustnosti za pline in dotrajanosti, je butilna guma uporabljena v notranjih oblogah avtomobilskih pnevmatik in v drugih specialnih aplikacijah.
glavni industrijski polimeri: butilna guma (izobutilen-izoprenska guma, IIR)
Butilna guma je kopolimer izobutilena in izoprena, ki sta ga prvič izdelala William Sparks in Robert Thomas v
Oba izobutilen (C [CH 3] 2 = CH 2) in izopren (CH 2 = C [CH 3] CH = CH 2) se običajno dobimo z toplotnim krekiranjem zemeljskega plina ali svetlejšega frakcije surove nafte. Pri normalni temperaturi in tlaku je izobutilen plin, izopren pa je hlapna tekočina. Za predelavo v IIR razredčimo izobutilen, ohlajen na zelo nizke temperature (približno -100 ° C [-150 ° F]) z metil kloridom. V prisotnosti aluminijevega klorida se dodajo nizke koncentracije (1,5 do 4,5 odstotka) izoprena, ki sproži reakcijo, pri kateri se dve spojini kopolimerizirata (to je, da se njune eno-enotne molekule povežejo, da tvorijo velikanske molekule z več enotami). Polimerne enote za ponavljanje imajo naslednje strukture:
Ker je osnovni polimer, poliizobutilen, stereoregularen (tj. Njegove obesne skupine so razporejene v pravilnem zaporedju vzdolž polimernih verig) in ker se verige hitro razkrivajo ob raztezanju, je IIR, ki vsebuje le majhno količino izoprena, močan kot naravni kavčuk. Ker kopolimer vsebuje malo nenasičenih skupin (predstavljenih z dvojno vezjo ogljik-ogljik, ki se nahaja v vsaki ponavljajoči se enoti izoprena), je IIR relativno odporen proti oksidaciji - postopku, pri katerem kisik v atmosferi reagira z dvojnimi vezmi in poruši polimerne verige in s tem razgradijo material. Butilna guma kaže tudi nenavadno nizko hitrost molekularnega gibanja precej nad temperaturo steklenega prehoda (temperatura, nad katero molekule niso več zamrznjene v trdem, steklenem stanju). To pomanjkanje gibanja se odraža v nenavadno majhni prepustnosti plinov za kopolimer in v njegovi izjemni odpornosti proti napadu z ozonom.
Kopolimer se iz topila pridobi kot drobtina, ki jo lahko zmešamo s polnili in drugimi modifikatorji in nato vulkaniziramo v praktične gumijaste izdelke. Zaradi odličnega zadrževanja zraka je butilna guma najprimernejši material za notranje cevi v vseh največjih velikostih. Pomembno vlogo igra tudi v notranjih oblogah brez cevi. (Zaradi slabe vzdržljivosti tekalne plasti se vse butilne pnevmatike niso izkazale za uspešne.) IIR se zaradi svoje odpornosti proti oksidaciji uporablja tudi za številne druge avtomobilske sestavne dele, vključno z okenskimi trakovi. Zaradi odpornosti proti vročini je bila nepogrešljiva pri proizvodnji pnevmatik, kjer tvori mehurje, ki zadržujejo paro ali toplo vodo, ki se uporablja za vulkanizacijo pnevmatik.
Bromu ali kloru lahko dodamo manjši delež izoprena IIR, da dobimo BIIR ali CIIR (poznan kot halobutili). Lastnosti teh polimerov so podobne lastnostim IIR, vendar jih je mogoče hitreje ozdraviti in z različnimi in manjšimi količinami kurativnih snovi. Kot rezultat, lahko BIIR in CIIR hitreje strdijo v stiku z drugimi elastomeri, ki sestavljajo gumijast izdelek.
Butilno gumo sta prvič proizvedla ameriška kemika William Sparks in Robert Thomas pri Standard Oil Company v New Jerseyju (danes Exxon Corporation) leta 1937. Zgodnji poskusi proizvodnje sintetičnih gum so vključevali polimerizacijo dienov (ogljikovodikovih molekul, ki vsebujejo dva dvojna ogljik-ogljik vezi), kot sta izopren in butadien. Iskrice in Thomas so zavrnili konvencijo s kopolimerizacijo izobutilena, olefina (molekule ogljikovodika, ki vsebuje samo eno dvojno vez ogljik-ogljik) z majhnimi količinami - npr. Manj kot 2 odstotka - izoprena. Kot dien je izopren zagotavljal dodatno dvojno vez, potrebno za navzkrižno povezavo sicer inertnih polimernih verig, ki so bile v bistvu poliizobutilen. Preden so se poskusne težave odpravile, so butilni kavčuk imenovali "jalov butil", vendar so ga z izboljšavami zelo sprejeli zaradi svoje majhne prepustnosti plinov in odlične odpornosti na kisik in ozon pri normalnih temperaturah. Med drugo svetovno vojno se je kopolimer imenoval GR-I, za vladno gumo-izobutilen.
