Бутилкаучук - Butyl rubber

Бутилкаучуковые перчатки

Бутилкаучук, иногда просто "бутил", синтетическая резина, а сополимер из изобутилен с изопрен. Аббревиатура IIR означает изобутилен изопреновый каучук. Полиизобутилен, также известный как «ПИБ» или полиизобутен, (C4ЧАС8)п, это гомополимер изобутилена или 2-метил-1-пропена, на котором основан бутилкаучук. Бутилкаучук получают путем полимеризации примерно 98% изобутилена с примерно 2% изопрена. Конструктивно полиизобутилен напоминает полипропилен, но имеет два метильные группы заменены друг на друга углерод атом, а не один. Полиизобутилен - от бесцветного до светло-желтого цвета. вязкоупругий материал. Обычно он не имеет запаха и вкуса, хотя может иметь легкий характерный запах.

Характеристики

Бутилкаучук обладает отличной непроницаемостью для газовой диффузии, а длинные полиизобутиленовые сегменты его полимер цепи придают ему хорошие свойства гибкости.

Формула для PIB: - (- CH2–C (CH3)2–)п–

Формула для IIR:Бутилкаучук formula.png

Его можно сделать из мономер изобутилен (CH2= C (CH3)2) только через катионно-аддитивная полимеризация.

Синтетический каучук или эластомер, бутилкаучук непроницаем для воздуха и используется во многих областях, где требуется воздухонепроницаемая резина. Полиизобутилен и бутилкаучук используются при производстве клеи, агрохимикаты, оптоволокно компаунды, шариковые пузыри, Уплотнительные кольца, герметики и герметики, упаковочная пленка, электрические жидкости, смазочные материалы (масло для двухтактных двигателей), бумага и целлюлоза, средства личной гигиены, пигмент концентраты для модификации резины и полимеров для защиты и герметизации определенного оборудования для использования в областях, где присутствует химическое оружие, в качестве бензин /дизель топливная добавка, и жевательная резинка. Первым крупным применением бутилкаучука было камеры шин. Даже сегодня это остается важным сегментом ее рынка.

История

Изобутилен был открыт Майкл Фарадей в 1825 г. Полиизобутилен (ПИБ) был впервые разработан BASF единица IG Farben в 1931 году с использованием катализатора на основе трифторида бора при низких температурах и продаваемого под торговой маркой Оппанол Б [де ]. ПИБ по сей день остается основным бизнесом BASF.

Позднее в 1937 году исследователи разработали бутилкаучук. Уильям Дж. Спаркс и Роберт М. Томас, в Стандартное масло Нью-Джерси Липа, Нью-Джерси, лаборатория. Сегодня большая часть мировых поставок бутилкаучука производится двумя компаниями: ExxonMobil (один из потомков Standard Oil) и Polymer Corporation, канадская федеральная коронная корпорация, основанная в 1942 году для производства искусственного каучука для замены поставок из-за рубежа, прекращенных Второй мировой войной. В 1976 году она была переименована в Polysar, а резиновые компоненты стали дочерней компанией Polysar Rubber Corp. Компания была приватизирована в 1988 году после продажи NOVA Corp, которая, в свою очередь, продала Polysar Rubber в 1990 году немецкой компании Bayer AG. В 2005 году Bayer AG выделила химические подразделения, в том числе большую часть завода в Сарнии, создав LANXESS AG, также в Германии.[1]

Гомополимеры PIB с высокой молекулярной массой (100 000–400 000 или более) представляют собой полиолефиновые эластомеры: жесткие растяжимые резиноподобные материалы в широком диапазоне температур; с низкой плотностью (0,913–0,920), низкой проницаемостью и отличными электрическими свойствами.

В 1950-х и 1960-х годах галогенированный бутилкаучук (галобутил), в хлорированном (хлорбутил) и бромированный (бромбутил) варианты, обеспечивающие значительно более высокую скорость отверждения и допускающие ковулканизацию с другими каучуками, такими как натуральная резина и стирол-бутадиен резинка. Галобутил сегодня является наиболее важным материалом для внутренней облицовки бескамерные шины. Фрэнсис П. Болдуин получил 1979 Медаль Чарльза Гудиера за множество патентов, которые он получил на эти разработки.

Весной 2013 года два инцидента заражения PIB в проливе Ла-Манш, которые предположительно были связаны, были описаны как самые серьезные в Великобритании. загрязнение морской среды 'в течение многих десятилетий'. По оценкам RSPB, более 2600 морских птиц были убиты химическим веществом, еще сотни были спасены и обеззаражены.[2]

Использует

Присадка к горюче-смазочным материалам

Полиизобутилен может реагировать с малеиновый ангидрид сделать полиизобутенилянтарный ангидрид (PIBSA), который затем можно преобразовать в полиизобутенилсукцинимиды (PIBSI), реагируя на него различными этиленамины. При использовании в качестве добавки в смазочные масла и моторные топлива, они могут оказывать существенное влияние на свойства масла или топлива.[3][4] Полиизобутилен добавляется в небольших количествах к смазочным маслам, используемым в механическая обработка приводит к значительному снижению образования масляного тумана и, таким образом, уменьшает вдыхание оператором масляный туман.[5] Он также используется для очистки водного разливы нефти как часть коммерческого продукта Эластол. При добавлении в сырая нефть увеличивает вязкоупругость при вытягивании, заставляя масло сопротивляться распаду, когда оно откачивается с поверхности воды.

Как топливная добавка, полиизобутилен имеет моющее средство характеристики. При добавлении в дизельное топливо, сопротивляется засорению топливные форсунки, что приводит к снижению содержания углеводородов и выбросы твердых частиц.[6] Он смешивается с другими моющими средствами и добавками, образуя «упаковку моющего средства», которую добавляют в бензин и дизельное топливо, чтобы противостоять накоплению отложений и стук двигателя.[7]

Полиизобутилен используется в некоторых составах в качестве загуститель.

Взрывчатые вещества

Полиизобутилен часто используется взрывчатка промышленность в качестве связующего вещества в пластических взрывчатых веществах, таких как С-4.[8] Связующее из полиизобутилена используется потому, что оно делает взрывчатое вещество более нечувствительным к преждевременной детонации, а также облегчает обращение с ним и его формование.

Колонки и аудиооборудование

Бутилкаучук обычно используется в динамиках, особенно в объемных. Он использовался в качестве замены пенопласта, потому что пена разрушалась. В большинстве современных динамиков используется бутилкаучук, в то время как в большинстве старинных динамиков используется поролон.

Спортивное снаряжение

Бутилкаучук используется для изготовления пузырей спортивных мячей (например, мячей для регби, футбольные мячи, баскетбольные мячи, нетболы ), чтобы обеспечить прочное и герметичное внутреннее отделение.

Гидроизоляция и ремонт кровли

Бутилкаучуковый герметик используется для гидроизоляция, резинка крыша ремонт и обслуживание кровельных мембран (особенно по краям). Это важно[нужна цитата ] зафиксировать кровельную мембрану, так как множество приспособлений (например, вентиляционные отверстия кондиционера, сантехника и другие трубы) могут значительно ослабить ее.

Резиновая кровля обычно относится к определенному типу кровельных материалов, которые сделаны из мономеров этиленпропилендиена (Резина EPDM ). Для обеспечения целостности таких крыш крайне важно избегать использования агрессивных абразивных материалов и растворителей на нефтяной основе для их обслуживания.

Полиэфирная ткань, ламинированная бутилкаучуковым связующим, образует одностороннюю водонепроницаемую ленту, которую можно использовать на металлических, ПВХ и цементных швах. Применяется для ремонта и гидроизоляции металлических крыш.

Противогазы и защита от химических агентов

Бутилкаучук является одним из самых прочных эластомеров при воздействии боевых отравляющих веществ и обеззараживающих материалов. Это более твердый и менее пористый материал, чем другие эластомеры, такие как натуральный каучук или силикон, но все же он обладает достаточной эластичностью для образования герметичного уплотнения. Бутилкаучук разрушается при воздействии таких агентов, как NH.3 (аммиак ) или некоторых растворителях, он разрушается медленнее, чем сопоставимые эластомеры. Поэтому он используется для создания уплотнений в противогазах и другой защитной одежде.

Фармацевтические пробки

Бутил и бромбутилкаучук обычно используются для изготовления резиновых пробок, используемых для герметизации лекарств. флаконы и бутылки.[9]

Жевательная резинка

Контейнер для сбора жевательной резинки

Самый современный жевательная резинка в качестве центральной основы жевательной резинки используется пищевой бутилкаучук, что способствует не только эластичности резинки, но и ее стойкому липкому качеству, что побудило некоторые муниципалитеты предложить налоги для покрытия затрат на ее удаление.[10]

Переработанная жевательная резинка также использовалась в качестве источника регенерированного полиизобутилена. Среди прочего, из этой базовой резины изготавливаются кофейные чашки и контейнеры для жевательной резинки «Gumdrop».[11][12] При заполнении сборные бункеры и их содержимое измельчаются и снова перерабатываются.

Шины

Бутилкаучук и галогенированный каучук используются для внутренней обшивки, удерживающей воздух в шине.

Утепление окон

Полиизобутилен используется в качестве первичного уплотнения в стеклопакете для коммерческого и жилого строительства, обеспечивая герметичность блока от воздуха и влаги.

Примечания

  1. ^ «Бутилкаучук: технико-коммерческий профиль». Химический еженедельник. 55 (12): 207–211. 3 ноября 2009 г.
  2. ^ "крупнейший инцидент с загрязнением окружающей среды в Великобритании за десятилетия". Лондонский хранитель.
  3. ^ «Полиизобутиленсукцинимиды в моторном масле». Лубризол. Архивировано из оригинал на 2017-02-15. Получено 2017-02-14.
  4. ^ Дж. Рейд; Дж. Баркер (2013). Понимание полиизобутиленсукцинимидов (PIBSI) и внутренних отложений в дизельных инжекторах (Технический отчет). Серия технических статей SAE. Дои:10.4271/2013-01-2682.
  5. ^ «Примеры из практики: минимизация воздействия тумана на рабочих в автомобильной промышленности». Зеленая инженерия. Агентство по охране окружающей среды.
  6. ^ Hammerle R, Schuetzle D, Adams W. (октябрь 1994 г.). «Перспектива потенциального развития экологически приемлемых легких дизельных автомобилей». Environ. Перспектива здоровья. 102 (Дополнение 4): 25–30. Дои:10.1289 / ehp.94102s425. ЧВК  1566943. PMID  7529704. Архивировано из оригинал на 2005-11-25.
  7. ^ "04-87 BASF Corp. против США" (PDF). Промахи Мнения. Суд по международной торговле США. 2004-07-15. Архивировано из оригинал (PDF) 23 сентября 2006 г.
  8. ^ «Взрывчатые вещества - соединения». Глобальная безопасность.
  9. ^ «Галобутиловый каучук для фармацевтических пробок и пломб». ExxonMobil Chemical.
  10. ^ «Делаем« зеленую »жевательную резинку». Американское химическое общество. Архивировано из оригинал на 2015-12-24. Получено 2015-12-23.
  11. ^ ООО "Гамдроп". Получено 2018-03-13.
  12. ^ Шоу, Дугал (2018-03-06). "Жевательная резинка, о которой вы не возражаете, прилипла к вашей обуви". BBC News Online. Получено 2018-03-13.

внешняя ссылка