Gomma butilica - Butyl rubber

Guanti in gomma butilica

Gomma butilica , talvolta chiamato semplicemente "butile", è una gomma sintetica , un copolimero di isobutilene con isoprene . L'abbreviazione IIR sta per gomma isobutilene isoprene.Il poliisobutilene , noto anche come "PIB" o poliisobutene, (C 4 H 8 ) n , è l' omopolimero dell'isobutilene, o 2-metil-1-propene, su cui si basa la gomma butilica. La gomma butilica è prodotta dalla polimerizzazione di circa il 98% di isobutilene con circa il 2% di isoprene. Strutturalmente, il poliisobutilene assomiglia al polipropilene , ma ha due gruppi metilici sostituiti su ogni altro atomo di carbonio , piuttosto che uno. Il poliisobutilene è un materiale viscoelastico da incolore a giallo chiaro . È generalmente inodore e insapore, sebbene possa presentare un leggero odore caratteristico.

Proprietà

La gomma butilica ha un'eccellente impermeabilità alla diffusione del gas e i lunghi segmenti di poliisobutilene delle sue catene polimeriche gli conferiscono buone proprietà di flessione.

La formula per PIB è: –(–CH 2 –C(CH 3 ) 2 –) n –

La formula per IIR è: Gomma butilica formula.png

Può essere ottenuto dal monomero isobutilene (CH 2 = C (CH 3 ) 2 ) solo tramite polimerizzazione per addizione cationica .

Una gomma sintetica, o elastomero , la gomma butilica è impermeabile all'aria e utilizzata in molte applicazioni che richiedono una gomma a tenuta d'aria. Il poliisobutilene e la gomma butilica sono utilizzati nella produzione di adesivi , prodotti chimici agricoli, composti di fibre ottiche , camere d'aria a sfera, O-ring , mastice e sigillanti, pellicola trasparente , fluidi elettrici, lubrificanti (olio per motori a 2 tempi), carta e cellulosa, cura personale prodotti, concentrati di pigmenti , per la modifica della gomma e dei polimeri, per proteggere e sigillare alcune apparecchiature da utilizzare in aree in cui sono presenti armi chimiche, come additivo per benzina / gasolio e gomme da masticare . La prima grande applicazione della gomma butilica sono state le camere d'aria dei pneumatici . Questo rimane un segmento importante del suo mercato ancora oggi.

Storia

L'isobutilene è stato scoperto da Michael Faraday nel 1825. Il poliisobutilene (PIB) è stato sviluppato per la prima volta dall'unità BASF di IG Farben nel 1931 utilizzando un catalizzatore di trifluoruro di boro a basse temperature e venduto con il nome commerciale Oppanol B  [ de ] . PIB rimane un core business per BASF fino ad oggi.

Successivamente è stato sviluppato in gomma butilica nel 1937, dai ricercatori William J. Sparks e Robert M. Thomas , presso il laboratorio Standard Oil di Linden , New Jersey, nel New Jersey . Oggi, la maggior parte della fornitura globale di gomma butilica è prodotta da due società, ExxonMobil (una delle discendenti di Standard Oil) e Polymer Corporation, una società della corona federale canadese fondata nel 1942 per produrre gomma artificiale per sostituire la fornitura all'estero interrotta dalla seconda guerra mondiale. È stata ribattezzata Polysar nel 1976 e il componente in gomma è diventato una controllata, Polysar Rubber Corp. La società è stata privatizzata nel 1988 con la vendita a NOVA Corp che, a sua volta, ha venduto Polysar Rubber nel 1990 alla Bayer AG in Germania. Nel 2005 Bayer AG ha scorporato le divisioni chimiche, inclusa la maggior parte del sito di Sarnia, creando LANXESS AG, anch'essa tedesca.

Gli omopolimeri PIB ad alto peso molecolare (100.000–400.000 o più) sono elastomeri poliolefinici: materiali simili alla gomma estensibili resistenti in un ampio intervallo di temperature; con bassa densità (0,913-0,920), bassa permeabilità ed eccellenti proprietà elettriche.

Negli anni '50 e '60 è stata sviluppata la gomma butilica alogenata ( alobutile ), nelle sue varianti clorurata ( clorobutile ) e bromurata ( bromobutile ), fornendo velocità di polimerizzazione significativamente più elevate e consentendo la covulcanizzazione con altre gomme come la gomma naturale e la gomma stirene-butadiene . L'alobutile è oggi il materiale più importante per i rivestimenti interni dei pneumatici tubeless . Francis P. Baldwin ha ricevuto nel 1979 la medaglia Charles Goodyear per i numerosi brevetti che ha detenuto per questi sviluppi.

Nella primavera del 2013 due incidenti di contaminazione da PIB nel Canale della Manica, ritenuti collegati, sono stati descritti come il peggior inquinamento marino del Regno Unito "da decenni". L'RSPB ha stimato che oltre 2.600 uccelli marini sono stati uccisi dalla sostanza chimica e altre centinaia sono stati salvati e decontaminati.

Usi

Additivo per carburante e lubrificante

Il poliisobutilene può essere fatto reagire con l'anidride maleica per produrre l' anidride poliisobutenilsuccinica (PIBSA), che può poi essere convertita in poliisobutenilsuccinimidi (PIBSI) facendola reagire con varie etilenammine . Se utilizzati come additivo negli oli lubrificanti e nei carburanti, possono avere un effetto sostanziale sulle proprietà dell'olio o del carburante. Il poliisobutilene aggiunto in piccole quantità agli oli lubrificanti utilizzati nelle lavorazioni meccaniche determina una significativa riduzione della generazione di nebbie oleose e quindi riduce l'inalazione di nebbie oleose da parte dell'operatore . Viene anche utilizzato per ripulire le fuoriuscite di petrolio dall'acqua come parte del prodotto commerciale Elastol . Quando viene aggiunto al petrolio greggio , aumenta la viscoelasticità dell'olio quando viene tirato, facendo sì che l'olio resista alla rottura quando viene aspirato dalla superficie dell'acqua.

Come additivo per carburanti , il poliisobutilene ha proprietà detergenti . Quando aggiunto al carburante diesel , resiste alle incrostazioni degli iniettori di carburante , portando a una riduzione delle emissioni di idrocarburi e particolato . Viene miscelato con altri detergenti e additivi per formare un "pacchetto detergente" che viene aggiunto alla benzina e al gasolio per resistere all'accumulo di depositi e ai colpi del motore .

Il poliisobutilene è utilizzato in alcune formulazioni come agente addensante .

esplosivi

Il poliisobutilene è spesso utilizzato dall'industria degli esplosivi come agente legante negli esplosivi plastici come il C-4 . Il legante di poliisobutilene viene utilizzato perché rende l'esplosivo più insensibile alla detonazione prematura, oltre a renderlo più facile da maneggiare e modellare.

Altoparlanti e apparecchiature audio

La gomma butilica viene generalmente utilizzata negli altoparlanti, in particolare nei bordi. È stato usato in sostituzione dei bordi in schiuma perché la schiuma si sarebbe deteriorata. La maggior parte degli altoparlanti moderni utilizza la gomma butilica, mentre la maggior parte degli altoparlanti vintage utilizza la schiuma.

Attrezzatura sportiva

La gomma butilica viene utilizzata per le camere d'aria nei palloni sportivi (ad es. palloni da rugby, palloni da calcio , palloni da basket, netball ) e per realizzare camere d'aria di biciclette per fornire uno scomparto interno resistente e a tenuta d'aria.

Impermeabilizzazione dell'umidità e riparazione del tetto

Il sigillante in gomma butilica viene utilizzato per l' impermeabilizzazione dell'umidità , la riparazione del tetto in gomma e per la manutenzione delle membrane del tetto (soprattutto intorno ai bordi). È importante che la membrana del tetto sia fissata, poiché molti dispositivi (ad es. bocchette del condizionatore d'aria, tubature e altri tubi) possono allentarla notevolmente.

Il tetto in gomma si riferisce in genere a un tipo specifico di materiali di copertura realizzati con monomeri di etilene propilene diene ( gomma EPDM ). È fondamentale per l'integrità di tali tetti evitare l'uso di materiali abrasivi aggressivi e solventi a base di petrolio per la loro manutenzione.

Il tessuto in poliestere laminato al legante in gomma butilica fornisce un nastro impermeabile su un lato che può essere utilizzato su giunti in metallo, PVC e cemento. Viene utilizzato per la riparazione e l'impermeabilizzazione di tetti metallici.

Maschere antigas e protezione da agenti chimici

La gomma butilica è uno degli elastomeri più robusti se sottoposta ad agenti di guerra chimica e materiali di decontaminazione. È un materiale più duro e meno poroso rispetto ad altri elastomeri, come la gomma naturale o il silicone, ma ha ancora abbastanza elasticità per formare una chiusura ermetica. Mentre la gomma butilica si rompe se esposta ad agenti come NH 3 ( ammoniaca ) o determinati solventi, si rompe più lentamente rispetto agli elastomeri comparabili. Viene quindi utilizzato per creare sigilli in maschere antigas e altri indumenti protettivi.

Tappi farmaceutici

Butile e gomma bromobutilica sono comunemente usati per la produzione di tappi di gomma utilizzati per sigillare medicina fiale e bottiglie .

Gomma da masticare

Cestino per la raccolta di gomme da masticare Gumdrop

La maggior parte delle gomme da masticare moderne utilizza gomma butilica alimentare come base centrale della gomma, che contribuisce non solo all'elasticità della gomma, ma le conferisce anche una qualità ostinata e appiccicosa che ha portato alcuni comuni a proporre una tassazione per coprire i costi della sua rimozione.

Anche la gomma da masticare riciclata è stata utilizzata come fonte di poliisobutilene recuperato. Tra gli altri prodotti, questa gomma di base è stata fabbricata in tazze da caffè e contenitori per la raccolta della gomma "Gumdrop". Una volta riempiti, i contenitori di raccolta e il loro contenuto vengono triturati insieme e riciclati nuovamente.

Pneumatici

La gomma butilica e la gomma alogenata sono utilizzate per il rivestimento interno che trattiene l'aria nel pneumatico.

Finestre isolanti

Il poliisobutilene viene utilizzato come guarnizione primaria in un'unità di vetro isolante per l'edilizia commerciale e residenziale fornendo la tenuta all'aria e all'umidità per l'unità.

Appunti

link esterno