Butylkaučuk

Butylkaučuk, neboli také isobutylen-isoprenový kaučuk (IIR), je syntetický kaučuk, který se vyrábí kopolymerací isobutylenu s poměrně malým množstvím isoprenu.[1]

Isobutylen (C [CH 3] 2 = CH 2) a isopren (CH 2 = C [CH 3] CH = CH 2) se získává tepelným krakováním zemního plynu.[1][2][3]

Výroba butylkaučuku probíhá tzv. polymerací kationtovou, a to vinylových monomerů isobutylenu. Většinou se právě k isobutylenu přidává 1–2 % isoprenu. Syntetizuje se při nízkých teplotách, což způsobuje rychlý průběh reakce. Po přidání isoprenu se vytváří dvojné vazby, které umožní sesíťování materiálu vulkanizací sírou obdobně jako u přírodního kaučuku.[3]

Vlastnosti

  • Butylkaučuk jako jediný elastomer je nerozpustný pro plyny.
  • Je velice pružný a má dobré vlastnosti při pokojové teplotě.
  • Má dobré elektrické izolační vlastnosti.
  • Je biokompatibilní.
  • Odolává ozonu a teplu.
  • Odolný proti vodě a oxidaci.
  • Je použitelný v rozmezí −45 °C až 121 °C.[1][3]

Příprava

Butylkaučuk vzniká kationtovou kopolymerací isobutylenu s izoprenem. Řetězce se skládají z isobutylenových jednotek, mezi nimiž jsou nahodile rozmístěny izoprenové jednotky vázané převážně v poloze trans-1,4.[4]

Obr.1 :Butylkaučuk[4]

Historie

Isobutylen-isopren byl poprvé syntetizován v roce 1931, ale teprve v roce 1937 byl zpracován do kaučukového stavu. [1] Bylo to v laboratořích americké firmy Standard Oil Company pod vedením chemiků Roberta Thomase a Williama Sparkse.[3]

První pokusy o přípravu butylkaučuku byly spojeny s polymerizací dienů, Sparks s Thomasem se ovšem rozhodli pro odlišný postup, a to pro kopolymerizaci isobutylenu s malým množstvím (<2%) isoprenu.

Po odstranění počátečních obtíží se butylkaučuk stal důležitým ve válečném úsilí spojenců, používal se například jako náhrada přírodního kaučuku při výrobě pneumatik. [1][3]

Po válce tento kaučuk dostal komerční jméno „Polysar“. V současnosti vlastní firma Bayer AG licenci na výrobu tohoto kaučuku. Tato firma vznikla z bývalého koncernu IG Farben jehož laboratoře položily základ pro výzkum Sparkse s Thomasem. [1][5][6]

Využití butylkaučuku

Butylkaučuk má široké spektrum využití hlavně díky své velmi nízké propustnosti pro plyny, což z něj dělá ideální kaučuk na výrobu např. duší pneumatik, stavebních izolačních materiálů atd.

Gumárenský průmysl

Hlavním produktem jsou bezdušové pneumatiky pro osobní automobily, či závodní horská kola.

Ve srovnání s přírodním kaučukem má butylkaučuk větší odolnost proti povětrnostní degradaci, ale zase je více náchylný k propíchnutí, či roztržení.

Automobilový průmysl

Butylkaučuk velice dobře tlumí nárazy, a proto se často využívá pro úchyty karoserie, pouzdra odpružení osobních i nákladních vozidel

Sportovní vybavení

Využívá se pro vnitřní část nafukovacích míčů, např. fotbalový, basketbalový či volejbalový míč atd.

Stavební průmysl

Široké využití hlavně izolačních materiálů: hydroizolační materiály vodních nádrží, izolační tmely oken, střešní fólie atd.

Vojenský průmysl

Výroba obručí plynových masek pro svou nepropustnost plynů.

Dále se butylkaučuk používá na uzávěry různých láhví, či lahviček. Nebo také v potravinářském průmyslu na výrobu žvýkaček. [1][2][7]

Výrobci

Světová výroba dosahuje 1100 kilotun butylkaučuku ročně. Největším světovým výrobcem je firma Exxon Chemicals, ta produkuje 50% všeho vyrobeného butylkaučuku. Firma Bayer se svým produktem Polysar (obchodní název) zastává 38% světové produkce a zbylých 12% drží Společenství nezávislých států a Rumunsko. V současné době je v plánu navýšení kapacit výroby ve společenství nezávislých států, což by znamenalo navýšení celosvětové produkce o 15%. [8]

Reference

  1. ↑ a b c d e f g All About Butyl Rubber - Properties, Applications, and Uses. www.thomasnet.com [online]. [cit. 2021-05-10]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ a b Essential Methods and Uses of Butyl Rubber. www.adroitmarketresearch.com [online]. [cit. 2021-05-10]. Dostupné online. 
  3. ↑ a b c d e Butyl rubber | chemical compound. Encyclopedia Britannica [online]. [cit. 2021-05-10]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ a b DUCHÁČEK, Vratislav. Polymery : výroba, vlastnosti, zpracování, použití. Vyd. 2., přeprac. vyd. Praha: Vydavatelství VŠCHT 278 s. Dostupné online. ISBN 80-7080-617-6, ISBN 978-80-7080-617-3. OCLC 124089885 
  5. ↑ Then and now. The Chemical Institute of Canada [online]. 2013-07-01 [cit. 2021-05-10]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ Bayer | History, Products, & Facts. Encyclopedia Britannica [online]. [cit. 2021-05-10]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. ↑ IIR. polymerdatabase.com [online]. [cit. 2021-05-10]. Dostupné online. 
  8. ↑ HOFMANN, Werner. Rubber technology handbook. Munich: Hanser Publishers xxv, 611, 15, 18 pages s. Dostupné online. ISBN 0-19-520757-2, ISBN 978-0-19-520757-6. OCLC 17952565 

Zdroj