Бутилкаучук
 | Этот вводный раздел может быть слишком техническим для понимания большинства читателей . ( январь 2019 г. ) |
Бутилкаучук иногда называемый просто «бутил», представляет собой синтетический каучук , сополимер изобутилена , с изопреном . Аббревиатура IIR означает изобутилен-изопреновый каучук. Полиизобутилен , также известный как «ПИБ» или полиизобутен, (C 4 H 8 ) n , представляет собой гомополимер изобутилена, или 2-метил-1-пропена, на основе бутилкаучука. Бутилкаучук получают полимеризацией около 98% изобутилена с примерно 2% изопрена. Структурно полиизобутилен похож на полипропилен , но имеет две метильные группы, замещенные на каждом втором атоме углерода , а не на одну. материал от бесцветного до светло-желтого цвета Полиизобутилен представляет собой вязкоупругий . Обычно он не имеет запаха и вкуса, хотя может иметь легкий характерный запах.
Характеристики
[ редактировать ]Бутилкаучук обладает превосходной непроницаемостью для газовой диффузии, а длинные полиизобутиленовые сегменты его полимерных цепей придают ему хорошие свойства гибкости.
Формула для PIB:–(–CH 2 –C(CH 3 ) 2 –) n –
Формула IIR: 
Его можно получить из мономера изобутилена (CH 2 =C(CH 3 ) 2 ) только путем катионно-аддитивной полимеризации .
Синтетический каучук, или эластомер , бутилкаучук непроницаем для воздуха и используется во многих приложениях, требующих воздухонепроницаемой резины. Полиизобутилен и бутилкаучук используются в производстве клеев , сельскохозяйственных химикатов, волоконно-оптических соединений, шариковых камер, уплотнительных колец , герметиков и герметиков , пищевой пленки , электрических жидкостей, смазочных материалов (масло для 2-тактных двигателей), бумаги и целлюлозы, средств личной гигиены. продукты, пигментные концентраты, для модификации резины и полимеров, для защиты и герметизации определенного оборудования, предназначенного для использования в зонах присутствия химического оружия, в качестве присадки к бензину / дизельному топливу , жевательной резинки . Первым крупным применением бутилкаучука были камеры шин . Даже сегодня это остается важным сегментом рынка.
История
[ редактировать ]Изобутилен был открыт Майклом Фарадеем в 1825 году. Полиизобутилен (ПИБ) был впервые разработан подразделением BASF компании IG Farben в 1931 году с использованием катализатора трифторида бора при низких температурах и продавался под торговым названием Oppanol B . PIB и по сей день остается основным бизнесом BASF.
Позже в 1937 году из него был получен бутилкаучук исследователями Уильямом Дж. Спарксом и Робертом М. Томасом в лаборатории Standard Oil в Линдене , штат Нью-Джерси, штат Нью-Джерси. Сегодня большая часть мировых поставок бутилкаучука производится двумя компаниями: ExxonMobil (одним из потомков Standard Oil) и Polymer Corporation, канадской федеральной корпорацией, основанной в 1942 году для производства искусственного каучука взамен прекращенных поставок за границу. в результате Второй мировой войны. В 1976 году она была переименована в Polysar, а производитель резиновых компонентов стал дочерней компанией Polysar Rubber Corp. Компания была приватизирована в 1988 году с ее продажей NOVA Corp, которая, в свою очередь, продала Polysar Rubber в 1990 году немецкой компании Bayer AG. В 2005 году компания Bayer AG выделила химические подразделения, в том числе большую часть предприятия в Сарнии, и создала компанию LANXESS AG, также находящуюся в Германии. [1]
Гомополимеры ПИБ с высокой молекулярной массой (100 000–400 000 и более) представляют собой полиолефиновые эластомеры: прочные, 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 был разработан ) в его хлорированных ( хлорбутил ) и бромированных ( бромбутил ) вариантах, обеспечивающих значительно более высокие скорости отверждения и позволяющих осуществлять ковулканизацию с другими каучуками, такими как натуральный каучук и бутадиен-стирольный каучук. Галобутил сегодня является наиболее важным материалом для внутренних накладок бескамерных шин . Фрэнсис П. Болдуин получил в 1979 году медаль Чарльза Гудиера за множество патентов на эти разработки.
Весной 2013 года два случая заражения ПИБ в Ла-Манше, предположительно связанные между собой, были описаны как худшее загрязнение морской среды Великобритании «за десятилетия». По оценкам RSPB, от химического вещества погибло более 2600 морских птиц, а еще сотни были спасены и обеззаражены. [2]
Использование
[ редактировать ]Присадка к топливу и смазке
[ редактировать ]Полиизобутилен можно взаимодействовать с малеиновым ангидридом с образованием полиизобутенилянтарного ангидрида (PIBSA), который затем можно превратить в полиизобутенилсукцинимиды (PIBSI) путем взаимодействия его с различными этиленаминами . При использовании в качестве присадки к смазочным маслам и моторному топливу они могут существенно влиять на свойства масла или топлива. [3] [4] Полиизобутилен, добавленный в небольших количествах к смазочным маслам, используемым при механической обработке, приводит к значительному снижению образования масляного тумана и, таким образом, к уменьшению вдыхания масляного тумана оператором . [5] Он также используется для очистки разливов нефти в воде как часть коммерческого продукта Elastol . При добавлении в сырую нефть нефти он увеличивает вязкоупругость при вытягивании, в результате чего нефть не распадается при вакуумировании с поверхности воды.
В качестве присадки к топливу полиизобутилен обладает моющими свойствами. При добавлении в дизельное топливо он препятствует засорению топливных форсунок углеводородов и , что приводит к снижению выбросов твердых частиц . [6] Его смешивают с другими моющими средствами и присадками, образуя «моющий пакет», который добавляют в бензин и дизельное топливо для предотвращения образования отложений и детонации двигателя . [7]
Полиизобутилен используется в некоторых рецептурах в качестве загустителя .
взрывчатые вещества
[ редактировать ]Полиизобутилен часто используется в промышленности взрывчатых веществ в качестве связующего вещества в пластических взрывчатых веществах, таких как C-4 . [8] Полиизобутиленовое связующее используется потому, что оно делает взрывчатое вещество более нечувствительным к преждевременной детонации, а также облегчает обращение с ним и формование.
Колонки и аудиооборудование
[ редактировать ]Бутилкаучук обычно используется в динамиках, особенно в акустических системах. Его использовали в качестве замены пенопласта, поскольку пенопласт приходил в негодность. В большинстве современных динамиков используется бутилкаучук, а в большинстве старинных динамиков — пенопласт.
Спортивное оборудование
[ редактировать ]Бутилкаучук используется для изготовления камер спортивных мячей (например, мячей для регби, футбольных , баскетбольных и нетбольных мячей ), а также для изготовления велосипедных камер, обеспечивающих прочную и герметичную внутреннюю камеру.
Гидроизоляция и ремонт кровли
[ редактировать ]Бутилкаучуковый герметик используется для гидроизоляции , ремонта резиновой кровли и ухода за кровельными мембранами (особенно по краям). Это важно [ нужна ссылка ] закрепить кровельную мембрану, так как множество приспособлений (например, вентиляционные отверстия кондиционера, сантехнические и другие трубы) могут значительно ослабить ее.
Резиновая кровля обычно относится к определенному типу кровельных материалов, которые изготовлены из мономеров этилен-пропилен-диена ( каучук EPDM ). Для целостности таких крыш крайне важно избегать использования агрессивных абразивных материалов и растворителей на нефтяной основе для их обслуживания.
Полиэфирная ткань, ламинированная бутилкаучуковым связующим, представляет собой одностороннюю водонепроницаемую ленту, которую можно использовать на металлических, ПВХ и цементных швах. Применяется для ремонта и гидроизоляции металлических крыш.
Противогазы и защита от химических веществ
[ редактировать ]Бутилкаучук является одним из наиболее прочных эластомеров при воздействии боевых отравляющих веществ и дезактивирующих материалов. Это более твердый и менее пористый материал, чем другие эластомеры, такие как натуральный каучук или силикон, но он все же обладает достаточной эластичностью, чтобы образовать воздухонепроницаемое уплотнение. Хотя бутилкаучук разрушается под воздействием таких веществ, как NH 3 ( аммиак ) или некоторых растворителей, он разрушается медленнее, чем сопоставимые эластомеры. Поэтому его используют для создания уплотнений в противогазах и другой защитной одежде.
Пробки фармацевтические
[ редактировать ]Бутил- и бромбутилкаучук обычно используется для изготовления резиновых пробок, используемых для укупоривания флаконов и флаконов с лекарствами . [9]
Жевательная резинка
[ редактировать ]
В большинстве современных жевательных резинок в качестве центральной основы используется пищевой бутилкаучук, который не только способствует эластичности резинки, но и придает ей стойкие и липкие свойства, что побудило некоторые муниципалитеты предложить налогообложение для покрытия затрат на ее удаление. [10]
Переработанная жевательная резинка также использовалась в качестве источника восстановленного полиизобутилена. Помимо других продуктов, из этой базовой резины изготавливают кофейные чашки и контейнеры для сбора жевательной резинки. [11] [12] После заполнения контейнеры для сбора и их содержимое измельчаются и снова перерабатываются.
Шины
[ редактировать ]Из-за их превосходной устойчивости к газовой диффузии бутилкаучук и галогенированный каучук используются для внутреннего слоя внутри пневматических бескамерных шин , а также для внутренней камеры в старых шинах.
Изоляционные окна
[ редактировать ]Полиизобутилен используется в качестве основного уплотнения в стеклопакетах коммерческого и жилого строительства, обеспечивая герметичность стеклопакета от воздуха и влаги.
Примечания
[ редактировать ]- ^ «Бутилкаучук: технико-коммерческий профиль». Химический еженедельник . 55 (12): 207–211. 3 ноября 2009 г.
- ^ «самый крупный инцидент с загрязнением окружающей среды в Великобритании за последние десятилетия» . Лондонский Гардиан. 3 мая 2013 г.
- ^ «Полиизобутиленсукцинимиды в моторном масле» . Лубризол. Архивировано из оригинала 15 февраля 2017 г. Проверено 14 февраля 2017 г.
- ^ Дж. Рид; Дж. Баркер (2013). Понимание полиизобутиленсукцинимидов (PIBSI) и внутренних отложений в дизельных форсунках (технический отчет). Серия технических документов SAE. дои : 10.4271/2013-01-2682 .
- ^ «Тематические исследования: минимизация воздействия тумана на рабочих в автомобильной промышленности» . Зеленая инженерия . Агентство по охране окружающей среды. 29 апреля 2015 г.
- ^ Хаммерле Р., Шютцле Д., Адамс В. (октябрь 1994 г.). «Перспектива потенциального развития экологически приемлемых дизельных автомобилей малой грузоподъемности» . Окружающая среда. Перспектива здоровья . 102 (Приложение 4): 25–30. дои : 10.1289/ehp.94102s425 . ПМК 1566943 . ПМИД 7529704 . Архивировано из оригинала 25 ноября 2005 г.
- ^ «04-87 BASF Corp. против США» (PDF) . Ошибочные мнения . Суд США по международной торговле. 15 июля 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2006 г.
- ^ «Взрывчатые вещества – соединения» . Глобальная безопасность .
- ^ «Галобутилкаучук для фармацевтических пробок и уплотнений» . ЭксонМобил Кемикал.
- ^ «Сделать «зеленую» жевательную резинку» . Американское химическое общество. Архивировано из оригинала 24 декабря 2015 г. Проверено 23 декабря 2015 г.
- ^ ООО «Гамдроп» . Проверено 13 марта 2018 г.
- ^ Шоу, Дугал (6 марта 2018 г.). «Жевательная резинка, которую ты не против, прилипла к твоему ботинку» . Новости BBC онлайн . Проверено 13 марта 2018 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Краткий обзор полиизобутилена
- Дополнительная информация
- Физические свойства и другая информация для различных марок полиизобутилена (ПИБ).
Резина |
|---|
