El caucho de butilo , a veces llamado simplemente "butilo", es un caucho sintético , un copolímero de isobutileno con isopreno . La abreviatura IIR significa caucho de isobutileno-isopreno.El poliisobutileno , también conocido como "PIB" o poliisobuteno, (C 4 H 8 ) n , es el homopolímero del isobutileno o 2-metil-1-propeno, en el que se basa el caucho de butilo. 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.
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: –(–CH 2 –C(CH 3 ) 2 –) n –
La fórmula para IIR es:
Puede prepararse a partir del monómero isobutileno (CH 2 = C (CH 3 ) 2 ) sólo mediante polimerización por adición catiónica .
Un caucho sintético o elastómero , el caucho butílico, 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, 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 combustible de gasolina / 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.
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.
Posteriormente fue desarrollado en caucho butílico en 1937, por los investigadores William J. Sparks y Robert M. Thomas , en el laboratorio de Standard Oil en Linden , Nueva Jersey, Nueva Jersey. 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. [1]
Los homopolímeros de PIB de alto peso molecular (100.000 a 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 clorado ( clorobutilo ) y bromado ( bromobutilo ), proporcionando velocidades 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. [2]
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. [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 niebla de aceite y, por lo tanto, reduce la inhalación de niebla de aceite por parte del operador . [5] También se utiliza para limpiar derrames de petróleo transmitidos por 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 combustibles , el poliisobutileno tiene propiedades detergentes . Cuando se agrega al combustible diesel , resiste la contaminación de los inyectores de combustible , lo que lleva a una reducción de las emisiones de hidrocarburos y partículas . [6] Se mezcla con otros detergentes y aditivos para formar un "paquete de detergente" que se agrega a la gasolina y al combustible diesel para resistir la acumulación de depósitos y el golpe del motor . [7]
El poliisobutileno se utiliza en algunas formulaciones como agente espesante .
La industria de explosivos utiliza a menudo el poliisobutileno como agente aglutinante en explosivos plásticos como el C-4 . [8] 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.
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.
El caucho butílico se utiliza para las vejigas de balones deportivos (por ejemplo, pelotas de rugby, balones de 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 la humedad , reparar techos de caucho y para el mantenimiento de membranas de techos (especialmente alrededor de los bordes). Es importante [ cita necesaria ] tener fijada la membrana del techo, ya que muchos accesorios (p. ej., 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.
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 NH 3 ( amoniaco ) o ciertos solventes, se descompone más lentamente que los elastómeros comparables. Por lo tanto, se utiliza para crear sellos en máscaras antigás y otras prendas de protección.
El caucho de butilo y bromobutilo se utiliza comúnmente para fabricar tapones de caucho utilizados para sellar viales y frascos de medicamentos . [9]
La mayoría de los chicles modernos utilizan caucho butílico de calidad alimentaria como base central, lo que contribuye no sólo a la elasticidad del chicle sino que también le da una calidad 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 base se ha fabricado en tazas de café y contenedores recolectores de chicles 'Gumdrop'. [11] [12] Una vez llenos, los contenedores colectores y su contenido se trituran y se reciclan nuevamente.
Debido a su resistencia superior a la difusión de gases , 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.
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.