Caucho de poliisobutileno y butilo - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos



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Caucho de poliisobutileno y butilo

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Caucho de poliisobutileno y butilo

Los cauchos de butilo son copolímeros de isobutileno con una pequeña cantidad de isopreno añadido para hacerlos vulcanizables. Dado que la cantidad de comonómero es pequeña, los métodos de polimerización y las propiedades del copolímero no vulcanizado son similares a los del propio poliisobutileno.

Polimerización

La polimerización de isobutileno y sus mezclas con diolefinas tipifica la aplicación industrial de la polimerización catiónica a baja temperatura. El isobutileno se polimeriza rápidamente a -80°C con catalizadores Friedel-Crafts. En un sistema a granel a -80°C, se induce una polimerización rápida burbujeando BF, gas a través de isobutileno. El calor de reacción se puede absorber añadiendo dióxido de carbono sólido al monómero o añadiendo un diluyente de bajo punto de ebullición, como pentano o etileno, que se somete a reflujo. En un proceso típico, el caucho de butilo se fabrica mezclando isobutileno con 1,5-4,5% de isopreno y cloruro de metilo como diluyente. Esta mezcla se alimenta a reactores agitados enfriados a -95°C con etileno líquido. La solución de catalizador, preparada disolviendo cloruro de aluminio anhidro en cloruro de metilo, se agrega de una vez. El polímero se forma de una vez como un producto finamente dividido suspendido en la mezcla de reacción. Esta suspensión espesa se bombea fuera del reactor continuamente a medida que se añaden el monómero y el catalizador. La mezcla de producto se pasa a un gran volumen de agua caliente agitada en un tanque donde los componentes volátiles se evaporan y se recuperan. En este punto se añaden un antioxidante y algo de estearato de zinc para evitar la aglomeración de las partículas de polímero. A continuación, el polímero se filtra, se seca y se extruye la estructura. El poliisobutileno y el caucho butílico son amorfos en condiciones normales, pero cristalizan al estirarlos. La mayoría, si no todas, de las unidades de isopreno están presentes en la estructura 1,4 Generalmente se asume que los polímeros son lineales, aunque la posibilidad de una pequeña cantidad de ramificación no se ha investigado en detalle Los pesos moleculares de los polímeros fabricados por polimerización iónica a baja temperatura puede ser bastante alto; A menudo se añaden agentes de transferencia de cadena tales como diisobutileno para controlar el peso molecular al nivel de 200.000-300.000. Los poliisobutilenos no estabilizados se degradan por el calor o la luz a productos pegajosos de bajo peso molecular. Los antioxidantes de caucho habituales o retardadores de reacciones de radicales libres estabilizan bien los polímeros. Los poliisobutilenos de bajo peso molecular son líquidos. A medida que aumenta el peso molecular, cambian a sólidos similares al bálsamo y luego a polímeros similares al caucho A menos que se elimine el material de bajo peso molecular, incluso. El poliisobutileno de peso molecular 100.000 es pegajoso A diferencia del caucho natural, el poliisobutileno y el caucho butílico no cristalizan al enfriarse y, por lo tanto, permanecen flexibles hasta -50°C. La respuesta de los polímeros y copolímeros de isobutileno a la tensión es bastante diferente a la del caucho natural Polisobutileno es lento, mostrando grandes componentes viscoelásticos y viscosos en su respuesta. El polímero se ha utilizado ampliamente en el estudio de la viscoelasticidad. La fuerte tendencia al flujo en frío del poliisobutileno impide su aplicación directa como elastómero. Se utiliza en adhesivos, compuestos de calafateo, cintas sensibles a la presión y recubrimientos para papel.

Propiedades

Las propiedades de los vulcanizados de butilo son compatibles con su estructura. La muy baja insaturación residual de los cauchos conduce a una inercia química excepcional. Las cadenas parafínicas lineales compactas dan como resultado una permeabilidad a los gases inusualmente baja. El impedimento estérico de los grupos metilo en las cadenas provoca una alta viscosidad interna y una respuesta viscoelástica a las tensiones Una propiedad de gran importancia en los elastómeros es el envejecimiento en presencia de oxígeno. Se ha encontrado que la presencia de un doble enlace en la estructura esquelética de un polímero es muy importante para mejorar la tasa de absorción de oxígeno, y que la presencia de grupos laterales de metilo también es significativa, pero menos. El caucho de butilo es, por lo tanto, como se esperaba, menos sensible al envejecimiento oxidativo que la mayoría de los demás elastómeros, excepto las siliconas, los grupos laterales parecen favorecer la escisión de la cadena mientras que los dobles enlaces favorecen la reticulación, el caucho butílico se vuelve blando en lugar de quebradizo por degradación oxidativa. El butilo tiene una resistencia al ozono mucho mejor que el caucho natural. Su resistencia a los disolventes es típica de la de los elastómeros de hidrocarburos. Su resistencia a los ácidos es bastante buena. Las propiedades de tensión-deformación del caucho butílico son similares a las del caucho natural. Ambos muestran la importancia de la cristalización para obtener una alta resistencia a la tracción. Sin embargo, la cristalización no tiene lugar en butilo hasta que se alcanzan alargamientos más altos. La resistencia al desgarro del butilo es bastante buena y se retiene bien a altas temperaturas y durante mucho tiempo, en contraste con el caucho natural. Las propiedades eléctricas son bastante buenas, como se predice a partir de su naturaleza saturada no polar. Las propiedades dinámicas y elásticas del butilo están enmascaradas por la lentitud en el rango de temperatura - 30 a 40°C, característica de un polímero con alta fricción interna y alto poder de amortiguación. El rebote es lento y la acumulación de calor es alta Aplicaciones. Aproximadamente 75% del caucho butílico producido se utiliza para cámaras de aire para neumáticos. Este uso se redujo sustancialmente cuando se introdujeron los neumáticos sin cámara para pasajeros en 1953 (Herzegh 1981), pero la mayoría de los neumáticos que no son de pasajeros todavía usan cámaras. . El consumo de caucho butílico en los Estados Unidos fue de aproximadamente 290 millones de libras en 1982. Más información

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