БУТИЛКАУЧУК (БК, инджей-бутил, полисар-бутил, сокабутил, эссо-бутил), сополимер изобутилена с небольшим количеством изопрена общей формулы: [-С(СН₃)₂-СН₂-]_n-[-СН₂С(СН₃)=СН-СН,-]_m

Непредельность каучука составляет 0,6-3,0 мол. %.

Структура и физические свойства каучука. Макромолекулы БУТИЛКАУЧУК имеют линейное строение; распределение звеньев изопрена, присоединенных преимущественно в положениях 1,4, носит статистич. характер. Молекулярная масса каучука (200-700)*10³ (по Флори). БУТИЛКАУЧУК не содержит геля, растворим в алифатич. и ароматические углеводородах, кристаллизуется только при больших растяжениях (> 500%). Осн. физических характеристики каучука приведены ниже:

Малая ненасыщенность БУТИЛКАУЧУК обусловливает его высокую тепло-, свето- и озоностойкость, а также устойчивость к действию многие агрессивных сред - растворов щелочей, кислот, спиртов, кетонов, растит. и животных жиров, Н₂О₂ и др. По стойкости к комбиниров. действию света и озона БУТИЛКАУЧУК существенно превосходит такие высоконенасыщенные каучуки, как НК, синтетич. изопреновые, бутадиеновые. Ионизирующие излучения вызывают деструкцию БУТИЛКАУЧУК При необходимости его стабилизации используют небольшие количества обычных антиоксидантов. Отличительная особенность БУТИЛКАУЧУК - исключительно низкая воздухо- и паропроницаемость.

Получение каучука. БУТИЛКАУЧУК синтезируют катионной сополимеризацией мономеров при температурах от — 80 до — 95 °С в среде метил- или этилхлорида, не растворяющих полимер, или в алифатич. углеводородах, например изопентане. Катализаторы полимеризации - AlCl₃, протонированные комплексы этилалюминийсесквихлорида (С₂Н₅)₃Al₂Cl₃ и др. Для охлаждения реакционное смеси применяют жидкий этилен, который подают в рубашку или змеевики реактора. Каучук выделяют из взвеси или раствора в водном дегазаторе в присутствии антиагломерпрующего агента (обычно стеарата Са). Сушку каучука осуществляют в червячных или конвейерных сушилках. Товарная форма Б. - брикеты.

Технологические свойства каучука. Резиновые смеси. Вязкость каучука по Муни (100С) составляет обычно 45-75. наиболее распространен высокомол. тип с вязкостью 75. БУТИЛКАУЧУК не пластицируется при механические обработке. Из-за низкой непредельности, обусловливающей небольшую скорость его вулканизации, он непригоден для использования в смесях с высоконенасыщенными каучуками. Б. технологически совместим с двойным и тройным этилен-пропиленовыми каучуками, полиизобутиленом, хлоропреновым каучуком, сополимером изобутилена со стиролом, полиэтиленом (в т.ч. хлорсульфированным), полипропиленом.

Перерабатывают БУТИЛКАУЧУК на обычном оборудовании резиновых заводов (резиносмесителях, вальцах, каландрах, экструдерах), изделия вулканизуют при 140-180 °С в прессах, спец. агрегатах, котлах. Для вулканизации БУТИЛКАУЧУК применяют серу или органическое полисульфиды в сочетании с высокоактивными ускорителями (например, тиурамдисульфидами) и ZnO, n-хинондиоксим в присутствии окислителей (например, РbО₂), алкилфеноло-формальд. смолы в присутствии хлорсодержащих активаторов (например, хлорсульфополиэтилен, гексахлор-n-ксилол). Скорость и степень вулканизации БУТИЛКАУЧУК тем больше, чем выше его непредельность. Наполнителями резиновых смесей на основе БУТИЛКАУЧУК служат технич. углерод (сажа), неактивные минеральных наполнители (мел, каолин и др.), высокодисперсный SiO₂, их смеси (50-70 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука). В качестве пластификаторов используют только насыщ. соединения (например, нафтеновые и парафиновые масла, низкомолекулярный полиэтилен), т. к. ненасыщенные пластификаторы замедляют вулканизацию каучука.

Свойства вулканизатов. Мех. характеристики вулканизатов БУТИЛКАУЧУК в значительной степени определяются его ненасыщенностью (см. табл.): с ее увеличением повышаются напряжение при заданном удлинении и твердость резин, снижаются их прочность при растяжении (особенно ненаполненных резин) и относительное удлинение, несколько ухудшаются демпфирующие свойства. Недостатки вулканизатов - низкая эластичность при обычных температурах, высокие остаточные деформации, большое теплообразование при динамич. нагрузках.

СВОЙСТВА НЕНАПОЛНЕННОГО И НАПОЛНЕННОГО ВУЛКАНИЗАТОВ БУТИЛКАУЧУКА С НЕНАСЫЩЕННОСТЬЮ 1,6 МОЛ. % И ВЯЗКОСТЬЮ ПО МУНИ 75

* Вулканизация 20-30 мин при 143°С. ** Наполнитель - активный техн. углерод ДГ-100 (50 мас. ч.); вулканизация 60 мин при 143°С.

Применение каучука. БУТИЛКАУЧУК применяют в производстве автомобильных камер, теплостойких деталей вулканизац. оборудования (например, варочных камер и диафрагм форматоров-вулканизаторов), многих РТИ (паропроводных рукавов, теплостойких конвейерных лент, прорезиненных тканей и др.). На основе БУТИЛКАУЧУК изготовляют изоляцию кабелей высокого и низкого напряжения, гуммировочные покрытия химический аппаратуры, кровельные покрытия, детали доильных аппаратов, некоторые изделия мед. назначения и др. Мировое производство каучука ок. 500 тыс. т/год (1984).

Модификации каучука. Наряду с БУТИЛКАУЧУК в пром. масштабах выпускают ряд его модификаций: продукты прямого галогенирования - хлорбутилкаучук и бромбутилкаучук; жидкие бутил- и хлорбутилкаучук; структурированный БУТИЛКАУЧУК; искусственный латекс БУТИЛКАУЧУК (см. Латексы синтетические).

Хлор- и бромбутилкаучук содержат соответственно 1,1-1,3% Cl или 2-3% Вг, присоединенных главным образом вположение к двойным связям изопреновых звеньев макромолекулы. Подвижные в аллильном положении атомы галогена способны участвовать в вулканизации (в том числе с использованием в качестве вулканизующего агента ZnO). Это обусловливает повыш. скорость вулканизации таких каучуков (особенно бромбутилкаучука), благодаря чему возможна их совулканизация с НК и высоконенасыщенными СК. Вулканизаты галогениров. БУТИЛКАУЧУК имеют повыш. теплостойкость. Хлор-и бромбутилкаучуки применяют для изготовления внутр. слоя бескамерных автошин, атмосферостойких боковин радиальных шин, теплостойких автомобильных камер, конвейерных лент, рукавов, изделий мед. назначения, клеев, промежуточные прослоек для крепления резины к металлу и резин из БУТИЛКАУЧУК к резинам на основе др. каучуков. Мировое производство этих каучуков ок. 100 тыс. т/год (1981).

Жидкие бутилкаучук [ненасыщенность 4-5 мол. %, молекулярная масса по Флори (20-45)*10³] и хлорбутилкаучук (2-5% Cl) - основа герметиков, используемых для изоляции стыков и заполнения щелей в строит. конструкциях и гидромелиоративных сооружениях. По устойчивости к проникновению водяных паров такие герметики превосходят уретановые, полисульфидные и кремнийорганические в 20 раз. Эти каучуки применяют также для обкладки различные емкостей, изоляции кабелей и др. Объем их производства в развитых капиталистич. странах ок. 3 тыс. т/год (1983). См. также Жидкие каучуки.

Сшитый (структурированный) БУТИЛКАУЧУК, получаемый сополимеризацией изобутилена, изопрена и 0,3-4,0% дивинилбензола или др. сшивающего агента, содержит 50-80% геля. Он обладает меньшей, чем обычный БУТИЛКАУЧУК, хладотекучестью, что обеспечивает лучшее сохранение формы профилир. заготовок при их хранении и неформовой вулканизации. Для вулканизации сшитого каучука может быть использованы органическое пероксиды. Применяют его как добавку к неструктурированному БУТИЛКАУЧУК для улучшения каркасности и внешний поверхности резиновых заготовок.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей