이소 부틸 렌-이소프렌 고무 라고도하는 부틸 고무 (IIR), 이소 부틸 렌을 소량의 이소프렌과 공중합하여 제조 된 합성 고무. 화학적 불활성, 가스 불 투과성 및 내후성으로 평가되는 부틸 고무는 자동차 타이어의 내부 라이닝과 기타 특수 용도에 사용됩니다.
주요 산업용 중합체: 부틸 고무 (이소 부틸 렌-이소프렌 고무, IIR)
부틸 고무 는 William Sparks와 Robert Thomas가 처음 생산 한 이소 부틸 렌과 이소프렌의 공중 합체입니다.
이소 부틸 렌 (C [CH 3] 2 = CH 2) 및 이소프렌 (CH 2 = C [CH 3] -CH = CH 2)은 일반적으로 천연 가스 또는 더 적은 양의 원유의 열분해에 의해 얻어진다. 정상 온도 및 압력에서 이소 부틸 렌은 기체이고 이소프렌은 휘발성 액체입니다. IIR로 가공하기 위해, 매우 낮은 온도 (약 -100 ° C [-150 ° F])로 냉장 된 이소 부틸 렌을 메틸 클로라이드로 희석합니다. 염화 알루미늄의 존재하에 저농도 (1.5 내지 4.5 %)의 이소프렌을 첨가하고, 이는 두 화합물이 공중합하는 반응을 개시한다 (즉, 이들의 단일-단위 분자가 서로 연결되어 거대하고 다중-단위 분자를 형성 함). 중합체 반복 단위는 다음 구조를 갖는다:
기본 중합체, 폴리 이소 부틸 렌은 입체 규칙적이므로 (즉, 펜던트 기는 중합체 사슬을 따라 규칙적인 순서로 배열 됨) 사슬이 연신시에 빠르게 결정화되기 때문에, 소량의 이소프렌만을 함유하는 IIR은 천연 고무만큼 강하다. 또한, 공중 합체는 불포화기를 거의 포함하지 않기 때문에 (각 이소프렌 반복 단위에 위치한 탄소-탄소 이중 결합으로 표시됨), IIR은 산화에 상대적으로 내성이 있습니다. 대기 중의 산소가 이중 결합과 반응하여 중합체 사슬에 의해 물질이 분해된다. 부틸 고무는 또한 유리 전이 온도 (분자가 더 이상 강성, 유리질 상태에서 더 이상 동결되지 않는 온도)를 초과하는 비정상적으로 낮은 분자 운동 속도를 나타낸다. 이러한 운동 부족은 공중 합체의 가스에 대한 비정상적인 낮은 투과성 및 오존에 대한 탁월한 내성에도 반영됩니다.
공중 합체는 빵 부스러기로서 용매로부터 회수되고, 이는 충전제 및 다른 개질제와 배합 될 수 있고이어서 실제 고무 생성물로 가황 될 수있다. 우수한 공기 보유력으로 인해 부틸 고무는 가장 큰 크기를 제외한 모든 크기의 내부 튜브에 선호되는 재료입니다. 또한 튜브리스 타이어의 내부 라이너에서 중요한 역할을합니다. (올드 부틸 타이어는 열악한 트레드 내구성으로 인해 성공적으로 입증되지 않았습니다.) IIR은 산화에 대한 저항력으로 인해 창 스트립을 포함한 다른 많은 자동차 부품에도 사용됩니다. 열에 대한 저항력으로 인해 타이어 제조에 없어서는 안될 타이어의 가황에 사용되는 증기 또는 온수를 보유하는 블래 더를 형성합니다.
브롬 또는 염소는 IIR의 작은 이소프렌 분획에 첨가되어 BIIR 또는 CIIR (할로 부틸로 알려짐)을 만들 수 있습니다. 이들 중합체의 특성은 IIR의 특성과 유사하지만, 더 빠르고 상이한 양의 경화제로 경화 될 수있다. 결과적으로, BIIR 및 CIIR은 고무 제품을 구성하는 다른 엘라스토머와보다 쉽게 접촉 될 수있다.
부틸 고무는 1937 년 미국 화학자 윌리엄 스파크 (William Sparks)와 로버트 토마스 (Robert Thomas)가 1937 년 뉴저지의 표준 석유 회사 (현재 Exxon Corporation)에서 처음으로 생산했습니다. 이소프렌 및 부타디엔과 같은 결합). 스파크와 토마스는 소량 (예를 들어, 2 % 미만)의 이소프렌으로 올레핀 (하나의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 탄화수소 분자) 인 이소 부틸 렌을 공중합함으로써 관습을 무시했다. 디엔으로서, 이소프렌은 본질적으로 폴리 이소 부틸 렌 인 다른 불활성 중합체 사슬을 가교 시키는데 필요한 여분의 이중 결합을 제공 하였다. 실험적인 어려움이 해결되기 전에, 부틸 고무는 "연료 부틸"로 불렸지만, 개량을 통해 기체에 대한 낮은 투과성 및 상온에서 산소 및 오존에 대한 우수한 내성으로 널리 수용되었습니다. 제 2 차 세계 대전 동안, 공중 합체는 정부 고무-이소 부틸 렌에 대해 GR-I로 불렸다.
