丁基橡膠
丁基橡膠（英語：Butyl rubber，常用縮寫是IIR ，代表Isobutylene Isoprene Rubber）是一種合成橡膠，是異丁烯和少量異戊二烯的共聚物，其中異戊二烯佔0.6%到3%，根據異戊二烯的含量分成4-5個商品等級[1]:255-256，丁基橡膠的結構如右圖所示：
由於甲基分佈在碳鏈兩側，使丁基橡膠具有優秀的抗氣體透過性，通過加入異戊二烯的結構單元，改善了主鏈的柔順性。
性質
丁基橡膠通常為無色或淺黃色，沒有氣味和味道，有時會因殘留的單體有特殊味道。丁基橡膠具有良好的化學和熱穩定性，具有特別優良的氣密性和水密性。丁基橡膠對空氣的透過率是天然橡膠的五分之一，丁苯橡膠的七分之一；對水蒸氣的透過率是天然橡膠的二百分之一，丁苯橡膠的一百四十分之一[2]。丁基橡膠的缺點是由於主要是異丁烯單元，主鏈上雙鍵較少，硫化速度較慢，成本較高。
合成
由於兩個甲基的推電子性，可以形成較穩定的碳正離子。產生的高分子鏈上的-CH2上的氫空間上受周圍四個甲基的保護，不容易被奪去，減少了鏈轉移、重排、支化等反應，最終可以得到高分子量的線性聚異丁烯，故丁基橡膠的合成是陽離子聚合的典型範例。丁基橡膠的合成一般在氯甲烷中反應，產生的丁基橡膠不溶於氯甲烷就會以細粉狀沉析出來[1]。
歷史
1931年法本公司下屬的巴斯夫開發出了聚丁烯，用商用名Oppanol B投入市場。1937年新澤西的標準石油的實驗室的威廉·J·斯巴克斯和羅伯特·M·托馬斯開發了丁基橡膠。1950到1960年代發展出了氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠等丁基橡膠的變種。常用方法是將丁基橡膠溶於烷烴或環烷烴中發生鹵化反應，產生含氯1.1-1.3%的氯化丁基橡膠和含溴2%的溴化丁基橡膠。[2]鹵素的加入有助於提高丁基橡膠的交聯速度，也有助於它和天然橡膠、丁苯橡膠的共硫化速度。今天全球主要的丁基橡膠都由兩大公司生產，標準石油的後繼者艾克森美孚,和拜耳的LANXESS,[3]
應用
運動器材
丁基橡膠被廣泛用於各種球類的內膽，比如欖球，美式足球，足球、籃球網球等。
膠粘劑
丁基橡膠的密封劑被用於抗潮濕塗料，橡膠修復塗料。
面具和手套
丁基橡膠具有較高的機械強度、彈性和極好的氣密和水密性，又抗化學腐蝕。即使丁基橡膠遇到氨氣之類的氣體被腐蝕，它受腐蝕的速率也比其他橡膠要慢，所以適合於要接觸化學物品和污染物的面具和手套
藥品封口塞
丁基橡膠和溴丁橡膠常用於生產藥品玻璃瓶上封口的膠塞[4]。
口香糖
很多現代的口香糖都是用食品級丁基橡膠製成，這可以提供高彈性，但是也難以清除[5]
輪胎
丁基橡膠和氯化丁基橡膠可以用於輪胎的內胎。
建築防水
在建築防水領域，因丁基橡膠的環保優勢以及極好的氣密和水密性，以丁基橡膠為主要材料的防水材料（丁基防水膠帶/卷材等）正逐步取代傳統瀝青防水材料
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 潘祖仁主編. 高分子化学（增强版）. 化學工業出版社. 2007: 307–309. ISBN 978-7-122-00024-8.
- ^ 2.0 2.1 中国大百科全书（第二版），第5册，丁基橡胶条目. 中國大百科全書出版社. 2003: 345.
- ^ Butyl Rubber: A Techno-commercial Profile. Chemical Weekly. November 3, 2009, 55 (12): 207–211.
- ^ Halobutyl rubber for pharmaceutical stoppers and seals. ExxonMobil Chemical. [2013-07-05]. （原始內容存檔於2017-10-21）.
- ^ Making "Greener" Chewing Gum. American Chemical Society. [2013-07-05]. （原始內容存檔於2013-04-08）.
外部連結
- Brief overview of Polyisobutylene（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Additional information
- Physical properties and other information for various polyisobutylene (PIB) grades