丁基橡膠(英語:Butyl rubber,常用縮寫是IIR ,代表Isobutylene Isoprene Rubber)是一種合成橡膠,是異丁烯和少量異戊二烯共聚物,其中異戊二烯占0.6%到3%,根據異戊二烯的含量分成4-5個商品等級[1]:255-256,丁基橡膠的結構如右圖所示:

丁基橡膠的結構

由於甲基分布在碳鏈兩側,使丁基橡膠具有優秀的抗氣體透過性,通過加入異戊二烯的結構單元,改善了主鏈的柔順性。

性質

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丁基橡膠通常為無色或淺黃色,沒有氣味和味道,有時會因殘留的單體有特殊味道。丁基橡膠具有良好的化學和熱穩定性,具有特別優良的氣密性和水密性。丁基橡膠對空氣的透過率是天然橡膠的五分之一,丁苯橡膠的七分之一;對水蒸氣的透過率是天然橡膠的二百分之一,丁苯橡膠的一百四十分之一[2]。丁基橡膠的缺點是由於主要是異丁烯單元,主鏈上雙鍵較少,硫化速度較慢,成本較高。

合成

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由於兩個甲基的推電子性,可以形成較穩定的碳正離子。產生的高分子鏈上的-CH2上的氫空間上受周圍四個甲基的保護,不容易被奪去,減少了鏈轉移、重排、支化等反應,最終可以得到高分子量的線性聚異丁烯,故丁基橡膠的合成是陽離子聚合的典型範例。丁基橡膠的合成一般在氯甲烷中反應,產生的丁基橡膠不溶於氯甲烷就會以細粉狀沉析出來[1]

歷史

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1931年法本公司下屬的巴斯夫開發出了聚丁烯,用商用名Oppanol B投入市場。1937年新澤西的標準石油的實驗室的威廉·J·斯巴克斯和羅伯特·M·托馬斯開發了丁基橡膠。1950到1960年代發展出了氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠等丁基橡膠的變種。常用方法是將丁基橡膠溶於烷烴或環烷烴中發生鹵化反應,產生含氯1.1-1.3%的氯化丁基橡膠和含溴2%的溴化丁基橡膠。[2]鹵素的加入有助於提高丁基橡膠的交聯速度,也有助於它和天然橡膠、丁苯橡膠的共硫化速度。今天全球主要的丁基橡膠都由兩大公司生產,標準石油的後繼者艾克森美孚,和拜耳的LANXESS,[3]

應用

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丁基橡膠所製成的手套,適合於處理化學藥品等腐蝕性物質

運動器材

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丁基橡膠被廣泛用於各種球類的內膽,比如橄欖球,美式足球,足球、籃球網球等。

膠粘劑

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丁基橡膠的密封劑被用於抗潮濕塗料,橡膠修復塗料。

面具和手套

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丁基橡膠具有較高的機械強度、彈性和極好的氣密和水密性,又抗化學腐蝕。即使丁基橡膠遇到氨氣之類的氣體被腐蝕,它受腐蝕的速率也比其他橡膠要慢,所以適合於要接觸化學物品和污染物的面具和手套

藥品封口塞

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丁基橡膠和溴丁橡膠常用於生產藥品玻璃瓶上封口的膠塞[4]

口香糖

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很多現代的口香糖都是用食品級丁基橡膠製成,這可以提供高彈性,但是也難以清除[5]

輪胎

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丁基橡膠和氯化丁基橡膠可以用於輪胎的內胎。

建築防水

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在建築防水領域,因丁基橡膠的環保優勢以及極好的氣密和水密性,以丁基橡膠為主要材料的防水材料(丁基防水膠帶/卷材等)正逐步取代傳統瀝青防水材料

參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 潘祖仁主編. 高分子化学(增强版). 化學工業出版社. 2007: 307–309. ISBN 978-7-122-00024-8. 
  2. ^ 2.0 2.1 中国大百科全书(第二版),第5册,丁基橡胶条目. 中國大百科全書出版社. 2003: 345. 
  3. ^ Butyl Rubber: A Techno-commercial Profile. Chemical Weekly. November 3, 2009, 55 (12): 207–211. 
  4. ^ Halobutyl rubber for pharmaceutical stoppers and seals. ExxonMobil Chemical. [2013-07-05]. (原始內容存檔於2017-10-21). 
  5. ^ Making "Greener" Chewing Gum. American Chemical Society. [2013-07-05]. (原始內容存檔於2013-04-08). 

外部連結

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