Caucho butílico
caucho butílico, a veces llamado simplemente "butilo", es un caucho sintético, un copolímero de isobutileno con isopreno. La abreviatura IIR significa caucho de isobutileno-isopreno. Poliisobutileno, también conocido como "PIB" o poliisobuteno, (C4H8)n, es el homopolímero de isobutileno, o 2-metil-1-propeno, en el que butilo se basa el caucho. El caucho de butilo se produce mediante polimerización de aproximadamente el 98% de isobutileno con aproximadamente el 2% de isopreno. Estructuralmente, el poliisobutileno se parece al polipropileno, pero tiene dos grupos metilo sustituidos cada dos átomos de carbono, en lugar de uno. El poliisobutileno es un material viscoelástico de incoloro a amarillo claro. Generalmente es inodoro e insípido, aunque puede presentar un ligero olor característico.
Propiedades
El caucho butílico tiene una excelente impermeabilidad a la difusión de gases y los largos segmentos de poliisobutileno de sus cadenas poliméricas le confieren buenas propiedades de flexión.
La fórmula del PIB es: –(–CH2–C(CH3)2–)n–
La fórmula para IIR es:
Se puede obtener a partir del monómero isobutileno (CH2=C(CH3)2) solo mediante polimerización por adición catiónica.
El caucho butílico, un caucho sintético o elastómero, es impermeable al aire y se utiliza en muchas aplicaciones que requieren un caucho hermético. El poliisobutileno y el caucho butílico se utilizan en la fabricación de adhesivos, productos químicos agrícolas, compuestos de fibra óptica, vejigas esféricas, juntas tóricas, masillas y selladores, películas adhesivas, fluidos eléctricos, lubricantes (aceite para motores de 2 tiempos), papel y pulpa, y productos de cuidado personal. productos, concentrados de pigmentos, para modificación de caucho y polímeros, para proteger y sellar ciertos equipos para uso en áreas donde hay armas químicas, como aditivo para gasolina/combustible diesel y chicle. La primera aplicación importante del caucho butílico fueron las cámaras de aire de neumáticos. Este sigue siendo un segmento importante de su mercado incluso hoy en día.
Historia
El isobutileno fue descubierto por Michael Faraday en 1825. El poliisobutileno (PIB) fue desarrollado por primera vez por la unidad BASF de IG Farben en 1931 utilizando un catalizador de trifluoruro de boro a bajas temperaturas y vendido bajo el nombre comercial Oppanol B. El PIB sigue siendo hasta el día de hoy un negocio principal para BASF.
Más tarde, en 1937, los investigadores William J. Sparks y Robert M. Thomas, en el laboratorio de Standard Oil en Linden, Nueva Jersey, desarrollaron caucho butílico. Hoy en día, la mayor parte del suministro mundial de caucho butílico es producido por dos empresas, ExxonMobil (una de las descendientes de Standard Oil) y Polymer Corporation, una corporación de la corona federal canadiense establecida en 1942 para producir caucho artificial para sustituir el suministro cortado en el extranjero. por la Segunda Guerra Mundial. Pasó a llamarse Polysar en 1976 y el componente de caucho se convirtió en una subsidiaria, Polysar Rubber Corp. La empresa fue privatizada en 1988 con su venta a NOVA Corp que, a su vez, vendió Polysar Rubber en 1990 a Bayer AG de Alemania. En 2005, Bayer AG escindió sus divisiones químicas, incluida la mayor parte de la planta de Sarnia, creando LANXESS AG, también de Alemania.
Los homopolímeros PIB de alto peso molecular (100.000–400.000 o más) son elastómeros de poliolefina: materiales resistentes y extensibles similares al caucho en un amplio rango de temperaturas; con baja densidad (0,913–0,920), baja permeabilidad y excelentes propiedades eléctricas.
En las décadas de 1950 y 1960 se desarrolló el caucho de butilo halogenado (halobutilo), en sus versiones clorado (clorobutilo) y bromado (bromobutilo). variantes, proporcionando tasas de curado significativamente más altas y permitiendo la covulcanización con otros cauchos como el caucho natural y el caucho de estireno-butadieno. El halobutilo es hoy en día el material más importante para los revestimientos interiores de neumáticos sin cámara. Francis P. Baldwin recibió la Medalla Charles Goodyear en 1979 por las numerosas patentes que poseía para estos desarrollos.
En la primavera de 2013, dos incidentes de contaminación por PIB en el Canal de la Mancha, que se cree que estaban relacionados, fueron descritos como la peor contaminación marina del Reino Unido "en décadas". La RSPB estimó que la sustancia química mató a más de 2.600 aves marinas y cientos más fueron rescatadas y descontaminadas.
Usos
Aditivo para combustible y lubricante
El poliisobutileno se puede hacer reaccionar con anhídrido maleico para producir anhídrido poliisobutenilsuccínico (PIBSA), que luego se puede convertir en poliisobutenilsuccinimidas (PIBSI) haciéndolo reaccionar con varias etilenaminas. Cuando se utilizan como aditivos en aceites lubricantes y combustibles para motores, pueden tener un efecto sustancial en las propiedades del aceite o combustible. El poliisobutileno agregado en pequeñas cantidades a los aceites lubricantes utilizados en el mecanizado da como resultado una reducción significativa en la generación de neblina de aceite y, por lo tanto, reduce la inhalación de neblina de aceite por parte del operador. También se utiliza para limpiar derrames de petróleo en el agua como parte del producto comercial Elastol. Cuando se agrega al petróleo crudo, aumenta la viscoelasticidad del petróleo cuando se extrae, lo que hace que el petróleo resista la ruptura cuando se aspira de la superficie del agua.
Como aditivo para combustible, el poliisobutileno tiene propiedades detergentes. Cuando se agrega al combustible diésel, resiste la contaminación de los inyectores de combustible, lo que reduce las emisiones de hidrocarburos y partículas. Se mezcla con otros detergentes y aditivos para formar un "paquete de detergente" que se agrega a la gasolina y al diesel para resistir la acumulación de depósitos y el golpe del motor.
El poliisobutileno se utiliza en algunas formulaciones como agente espesante.
Explosivos
La industria de explosivos suele utilizar poliisobutileno como agente aglutinante en explosivos plásticos como el C-4. Se utiliza un aglutinante de poliisobutileno porque hace que el explosivo sea más insensible a la detonación prematura, además de hacerlo más fácil de manipular y moldear.
Altavoces y equipos de audio
El caucho butílico se utiliza generalmente en los altavoces, específicamente en los alrededores. Se utilizó como reemplazo de los marcos de espuma porque la espuma se deterioraría. La mayoría de los altavoces modernos utilizan caucho butílico, mientras que la mayoría de los altavoces antiguos utilizan espuma.
Equipamiento deportivo
El caucho butílico se utiliza para las vejigas de balones deportivos (por ejemplo, pelotas de rugby, balones de fútbol, baloncesto y netball) y para fabricar cámaras de aire de bicicletas para proporcionar un compartimento interior resistente y hermético.
Impermeabilización y reparación de tejados
El sellador de caucho butílico se utiliza para impermeabilizar la humedad, reparar techos de caucho y para el mantenimiento de membranas de techos (especialmente alrededor de los bordes). Es importante tener fija la membrana del techo, ya que muchos accesorios (por ejemplo, rejillas de ventilación del aire acondicionado, plomería y otras tuberías) pueden aflojarla considerablemente.
Los techos de caucho generalmente se refieren a un tipo específico de materiales para techos que están hechos de monómeros de etileno propileno dieno (caucho EPDM). Es fundamental para la integridad de dichos techos evitar el uso de materiales abrasivos fuertes y solventes a base de petróleo para su mantenimiento.
La tela de poliéster laminada con un aglutinante de caucho butílico proporciona una cinta impermeable de una sola cara que se puede usar en juntas de metal, PVC y cemento. Se utiliza para reparar e impermeabilizar cubiertas metálicas.
Máscaras antigás y protección contra agentes químicos
El caucho butílico es uno de los elastómeros más resistentes cuando se somete a agentes de guerra química y materiales de descontaminación. Es un material más duro y menos poroso que otros elastómeros, como el caucho natural o la silicona, pero aún tiene suficiente elasticidad para formar un sello hermético. Si bien el caucho butílico se descompone cuando se expone a agentes como NH3 (amoníaco) o ciertos disolventes, se descompone más lentamente que los elastómeros comparables. Por lo tanto, se utiliza para crear sellos en máscaras antigás y otras prendas de protección.
Tapones farmacéuticos
El caucho de butilo y bromobutilo se usa comúnmente para fabricar tapones de caucho utilizados para sellar viales y frascos de medicamentos.
Chicle
La mayoría de los chicles modernos utilizan caucho butílico de calidad alimentaria como base central de la goma, lo que contribuye no sólo a la elasticidad de la goma sino también a una calidad persistente y pegajosa que ha llevado a algunos municipios a proponer impuestos para cubrir los costos. de su eliminación.
El chicle reciclado también se ha utilizado como fuente de poliisobutileno recuperado. Entre otros productos, este caucho base se ha fabricado en tazas de café y productos 'Gumdrop' contenedores de recogida de chicles. Una vez llenos, los contenedores colectores y su contenido se trituran y se reciclan nuevamente.
Neumáticos
Debido a su resistencia superior a la difusión de gas, el caucho butílico y el caucho halogenado se utilizan para el revestimiento interior de neumáticos sin cámara y para la cámara interior de neumáticos más antiguos.
Ventanas aislantes
El poliisobutileno se utiliza como sello principal en una unidad de vidrio aislante para construcciones comerciales y residenciales, proporcionando un sello de aire y humedad para la unidad.
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