لاستیک بوتیل

لاستیک بوتیل (IIR):

لاستیک بوتیل (Butyl Rubber) کو پلیمری از ایزوبوتیلن (Isobutylene) و ایزوپرن (Isoprene) است که اولین بار توسط ویلیام اسپارکس (William Sparks (1905-1976)) و رابرت توماس((1984-1908) Robert Thomas) در شرکت New jersey (این شرکت اکنون Exxon corporation نام دارد) در سال 1937 در آمریکا تولید شد.

قبل از سال 1937، تلاش های زیادی برای تولید لاستیک های مصنوعی صورت گرفته بود مثل: پلیمریزاسیون دی ان ها (Diene Polymerization)

اسپارکس و توماس با استفاده از مواد اولیه جدیدی که شامل ایزوبوتیلن که یک الفین (Olefin) است، (هیدروکربن حاوی تنها یک پیوند دوگانه در هر مولکول) را با مقادیر کمی(5/1 تا 5/4 درصد) ایزو پرن کوپلیمر کردند. ایزو پرن پیوند دوگانه مورد نیاز برای اتصال متقابل زنجیره های پلیمری بی اثر (Inert polymer chains) مانند پلی ایزوبوتیلن بودند را فراهم کرد. قبل از اضافه کردن ایزو پرن به این لاستیک، لاستیک بوتیل، لاستیک ناکارآمد (Futile butyl) نامیده می شد، اما با اضافه شدن ایزو پرن به دلیل نفوذ پذیری (Permeability) کم در برابر گازها و مقاومت عالی در برابر اکسیژن و ازن از مقبولیت گسترده ای برخوردار شد. این لاستیک در جنگ جهانی دوم نیز، کو پلیمر GR-I نامیده می شد که با نام ایزوبوتیلن رابر در صنعت شناخته می شد.

IIR:

IIR با کو پلیمریزاسیون ایزوبوتیلن در محلول با غلظت های کم (5/1تا 5/4 درصد) و ایزو پرن تولید می شود. بوتیل رابر ها می توانند با گوگرد فرایند پخت را پیش ببرند، اما به دلیل وجود واحد های غیر اشباع (دی ان) به شتاب دهنده های فعال تری مثل دیتیوکاربامات (Dithiocarbamate) و تیورام (Thiuram) نیاز دارند.
گاهی اوقات لاستیک های بوتیل با مواد دیگری مانند روغن ها، پر کننده ها (Filler) ، آنتی اکسیدان ها (Antioxidant) مخلوط می شوند که در نتیجه امکان تنوع گسترده ای از خواص ترمو فیزیکی و مکانیکی را فراهم می کند.

ساختار شیمیایی:

خواص لاستیک بوتیل:

لاستیک بوتیل مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیژن و ازن دارد و در برابر محیط های آلی و معدنی مقاومت شیمیایی خوبی از خود نشان می دهد. IIR نیز مانند سایر پلیمر هایی که در زنجیر اصلی خود پیوند دوگانه ندارند، محصولات تولید شده از آن می توانند در معرض حرارت طولانی مدت مقاومت کنند و معمولا در اسید های رقیق و باز ها پایداری خوبی دارند.
بوتیل رابر دارای نفوذ پذیری بسیار کمی در برابر گاز و رطوبت است. همچنین این الاستومرها گاهی اوقات با کلر و برم هالوژنه (Halogenated) می شوند تا مقاومت آن در برابر محیط شیمیایی خاص بهبود یابد اما در این صورت خاصیت عایق الکتریکی و مقاومت در برابر رطوبت خود را تا حدودی از دست می دهد. اضافه کردن هالوژن ها سبب افزایش واکنش پذیری لاستیک ها می شود و به کامل شدن پخت آن ها کمک می کند. همچنین چسبندگی این لاستیک را به سایر لاستیک های غیر اشباع (Unsaturated) بهبود می بخشد.

کاربرد لاستیک بوتیل:

لاستیک بوتیل دارای خواص الاستومری منحصر به فردی است که آن را به انتخاب خوبی برای طیف گسترده ای از کالاهای لاستیکی تبدیل می کند. به دلیل نفوذ پذیری کم در برابر گازها و انعطاف پذیری کم این لاستیک، برای تولید لوله های داخلی تایرها و سایر لوله های فشار قوی (High pressure tubes) بسیار مناسب است. انعطاف پذیری بسیار کم این لاستیک باعث می شود تا برای کاربرد های جذب ضربه (Shock and vibration damping) مناسب باشد.
گرید های سبک تر این لاستیک (با جرم مولکولی کمتر) در چسب های حساس به فشار (Pressure sensitive adhesive)، چسب حرارتی (Hot melt adhesive) و درز گیر ها کاربرد دارند.

از دیگر کاربرد های این لاستیک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- دیافراگم
2- واشر
3- عایق سیم و کابل
4- اورینگ
5- در پوش لاستیکی

منابع:

Massey, L. K. (2003). Butyl Rubber. Permeability Properties of Plastics and Elastomers, 459–463. https://doi.org/10.1016/B978-188420797-6.50079-6

Greene, J. P. (2021). Elastomers and Rubbers. Automotive Plastics and Composites, 127–147. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818008-2.00016-7

Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2016, September 13). butyl rubber. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/butyl-rubber

Astlett Rubber Inc.: Synthetic Rubber. (n.d.). Retrieved January 30, 2023, from https://astlettrubber.com/sr/iir.html