El caucho butílico , a veces llamado simplemente "butilo", es un caucho sintético , un copolímero de isobutileno e isopreno . La abreviatura IIR significa caucho de isobutileno e isopreno.El poliisobutileno , también conocido como "PIB" o poliisobuteno, (C 4 H 8 ) n , es el homopolímero de isobutileno, o 2-metil-1-propeno, en el que se basa el caucho butílico. El caucho butílico se produce por 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 en cada dos átomos de carbono , en lugar de uno. El poliisobutileno es un material viscoelástico incoloro a amarillo claro . Generalmente es inodoro e insípido, aunque puede presentar un ligero olor característico.
El caucho de butilo tiene una excelente impermeabilidad a la difusión de gases y los largos segmentos de poliisobutileno de sus cadenas de polímero le confieren buenas propiedades de flexión.
La fórmula para PIB es: –(–CH 2 –C(CH 3 ) 2 –) n –
La fórmula para IIR es:
Se puede fabricar a partir del monómero isobutileno (CH 2 = C(CH 3 ) 2 ) sólo mediante polimerización por adición catiónica .
El caucho butílico, un elastómero o caucho sintético, 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 de bolas, juntas tóricas , masillas y selladores, film transparente , fluidos eléctricos, lubricantes (aceite de motor de 2 tiempos), papel y pulpa, productos de cuidado personal, concentrados de pigmentos , para la modificación de caucho y polímeros, para proteger y sellar ciertos equipos para su uso en áreas donde hay armas químicas, como aditivo para combustible de gasolina / diésel y chicle . La primera aplicación importante del caucho butílico fueron las cámaras de aire para neumáticos . Este sigue siendo un segmento importante de su mercado incluso hoy en día.
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 . PIB sigue siendo un negocio principal para BASF hasta el día de hoy.
En 1937, los investigadores William J. Sparks y Robert M. Thomas lo desarrollaron como caucho butílico en el laboratorio Linden de la Standard Oil de Nueva Jersey . En la actualidad, la mayor parte del suministro mundial de caucho butílico lo producen dos empresas, ExxonMobil (una de las descendientes de la Standard Oil) y Polymer Corporation , una corporación de la corona federal canadiense establecida en 1942 para producir caucho artificial para sustituir el suministro al extranjero cortado por la Segunda Guerra Mundial. En 1976 se le cambió el nombre a Polysar y el componente de caucho se convirtió en una subsidiaria, Polysar Rubber Corp. La empresa se privatizó 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 las divisiones químicas, incluida la mayor parte del sitio de Sarnia , creando LANXESS AG, también de Alemania. [1]
Los homopolímeros de PIB de alto peso molecular (100.000–400.000 o más) son elastómeros de poliolefina: materiales similares al caucho, resistentes y extensibles 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 butílico halogenado ( halobutilo ), en sus variantes clorada ( clorobutilo ) y bromada ( bromobutil ), que proporcionaba tasas de curado significativamente más altas y permitía la covulcanización con otros cauchos como el caucho natural y el caucho de estireno-butadieno . El halobutilo es hoy el material más importante para los revestimientos internos de los 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 están relacionados, fueron descritos como la peor contaminación marina del Reino Unido "en décadas". La RSPB estimó que más de 2.600 aves marinas murieron a causa de la sustancia química y que cientos más fueron rescatadas y descontaminadas. [2]
El poliisobutileno se puede hacer reaccionar con anhídrido maleico para producir anhídrido poliisobutenilsuccínico (PIBSA), que luego se puede convertir en poliisobutenilsuccinimidas (PIBSI) al hacerlo reaccionar con varias etilenaminas . Cuando se utilizan como aditivo en aceites lubricantes y combustibles para motores, pueden tener un efecto sustancial en las propiedades del aceite o combustible. [3] [4] 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 . [5] 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 de combustible , el poliisobutileno tiene propiedades detergentes . Cuando se añade al combustible diésel , resiste la acumulación de suciedad en los inyectores de combustible , lo que reduce las emisiones de hidrocarburos y partículas . [6] Se mezcla con otros detergentes y aditivos para formar un "paquete detergente" que se añade a la gasolina y al combustible diésel para resistir la acumulación de depósitos y el golpeteo del motor . [7]
El poliisobutileno se utiliza en algunas formulaciones como agente espesante .
La industria de los explosivos suele utilizar el poliisobutileno como agente aglutinante en explosivos plásticos como el C-4 . [8] El aglutinante de poliisobutileno se utiliza porque hace que el explosivo sea más insensible a la detonación prematura y también lo hace más fácil de manipular y moldear.
El caucho butílico se utiliza generalmente en los altavoces, en concreto en los marcos. Se utilizaba como sustituto de los marcos de espuma porque esta última se deterioraba. La mayoría de los altavoces modernos utilizan caucho butílico, mientras que la mayoría de los altavoces antiguos utilizan espuma.
El caucho de butilo se utiliza para las vejigas de los balones deportivos (por ejemplo, pelotas de rugby, fútbol , baloncesto, netball ) y para fabricar cámaras de aire de bicicletas para proporcionar un compartimento interior resistente y hermético.
El sellador de caucho butílico se utiliza para impermeabilizar , reparar techos de caucho y para el mantenimiento de las membranas de los techos (especialmente alrededor de los bordes). Es importante [ cita requerida ] fijar la membrana del techo, ya que muchos accesorios (por ejemplo, conductos de aire acondicionado, tuberías y otras tuberías) pueden aflojarla considerablemente.
Los techos de caucho suelen hacer referencia 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 disolventes a base de petróleo para su mantenimiento.
La tela de poliéster laminada con un aglutinante de caucho butílico proporciona una cinta impermeable de un solo lado que se puede usar en juntas de metal, PVC y cemento. Se utiliza para reparar e impermeabilizar techos de metal.
El caucho butílico es uno de los elastómeros más resistentes cuando se lo 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 el NH3 ( amoníaco ) o ciertos solventes, se descompone más lentamente que los elastómeros comparables. Por lo tanto, se utiliza para crear sellos en máscaras de gas y otras prendas de protección.
El caucho de butilo y bromobutilo se utilizan comúnmente para fabricar tapones de caucho utilizados para sellar frascos y viales de medicamentos . [9]
La mayoría de los chicles modernos utilizan caucho butílico de calidad alimentaria como base central, lo que no solo aporta elasticidad al chicle sino que también le da una cualidad persistente y pegajosa que ha llevado a algunos municipios a proponer impuestos para cubrir los costos de su eliminación. [10]
También se ha utilizado chicle reciclado como fuente de poliisobutileno recuperado. Entre otros productos, este caucho de base se ha utilizado para fabricar vasos de café y contenedores para recoger chicles llamados "Gumdrop". [11] [12] Una vez llenos, los contenedores de recogida y su contenido se trituran juntos y se reciclan de nuevo.
Debido a su resistencia superior a la difusión de gases , el caucho de butilo y el caucho halogenado se utilizan para el revestimiento interior de los neumáticos sin cámara y para la cámara interior de los neumáticos más antiguos.
El poliisobutileno se utiliza como sello principal en una unidad de vidrio aislante para la construcción comercial y residencial, proporcionando el sello de aire y humedad para la unidad.