Was ist Butylkautschuk?
Butylkautschuk ist eine Art synthetischer Kautschuk, der durch Copolymerisation von Isobutylen mit Isopren hergestellt wird und in vielen Produkten verwendet wird. Seine Struktur ist in Abb. 1 dargestellt. Er wurde erstmals 1937 von der Standard Oil Company in den USA unter Verwendung von Erdöl als Rohstoff entwickelt. Es gibt verschiedene Arten von Butylkautschuk, je nach Zusatz von Additiven usw., und der am besten geeignete Butylkautschuk wird je nach den verwendeten Produkteigenschaften hergestellt.
Anwendungen von Butylkautschuk
Butylkautschuk hat ein breites Spektrum an Verwendungsmöglichkeiten. Vor allem in der Automobilbranche wird er als Rohstoff für Reifenschläuche, Schläuche und Riemen verwendet. Andere Industrieprodukte werden als Ummantelung für elektrische Leitungen, als Gummi für Fensterrahmen und in Sportanwendungen wie Fuß- und Basketbällen verwendet. Betrachtet man die Produkttrends, so wird Butylkautschuk in Bereichen eingesetzt, die hohen Spannungen, Stößen und Abnutzungen ausgesetzt sind, und er wird insbesondere für Produkte verwendet, die eine gewisse Festigkeit erfordern.
Funktionsweise von Butylkautschuk
Butylkautschuk wird durch Copolymerisation von Isobutylen mit Isopren hergestellt. Eine besonders nützliche Eigenschaft dieses Kautschuks ist seine hohe Luftdurchlässigkeit, die etwa ein Zehntel derjenigen von Naturkautschuk, Styrolkautschuk und Butadienkautschuk beträgt. Diese Eigenschaft der Luftdurchlässigkeit macht ihn zu einem idealen Rohstoff für Reifen, Bälle usw., bei denen die Luft im Inneren des Kautschuks gespeichert wird und das Ausströmen durch Permeation nach außen unter Kontrolle gehalten werden muss. Butylkautschuk hat außerdem eine sehr gute Hitzebeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Säure-/Laugenbeständigkeit und elektrische Isolationseigenschaften und wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter:
- Anwendungen, bei denen Hitzebeständigkeit erwartet wird.
(Kondensatordichtungen, Dampfschlauchmaterial) - Anwendungen, bei denen Witterungs- und Alterungsbeständigkeit erwartet wird.
(Abdichtungsmaterialien für das Bauwesen, Folien und Klebstoffe für Abfallentsorgungsteiche) - Anwendungen, bei denen eine Beständigkeit gegen Chemikalien, Säuren und Laugen erwartet wird.(Gummistopfen für Pharmazeutika, Gummihandschuhe, Gummischläuche, Industriegüter)
- Anwendungen, bei denen elektrische Isolationseigenschaften erwartet werden.(Drahtumhüllungen, Isolierband)
- Anwendungen, bei denen Luftdurchlässigkeit erwartet wird.
(Reifen, Sportbälle)
Nachteile von Butylkautschuk und Gegenmaßnahmen
Butylkautschuk ist dem Naturkautschuk in Bezug auf Elastizität, Verarbeitbarkeit und Ölbeständigkeit unterlegen und seine schlechte Verträglichkeit mit anderen synthetischen Kautschuken erschwert die Entwicklung von Gummimaterialien mit neuen Funktionen durch deren Mischung. Um diese Nachteile zu beheben, wurden verschiedene Arten von Butylkautschuk synthetisiert, indem die Isoprenmenge während der Synthese kontrolliert wurde, um den Grad der Ungesättigtheit zu ändern, die Viskosität einzustellen und Alterungsschutzmittel hinzuzufügen.
Halogenierter Butylkautschuk
Butylkautschuk hat eine langsame Vulkanisationsgeschwindigkeit, lässt sich nur schwer mit anderen hoch ungesättigten Kautschuken co-vulkanisieren und haftet schlecht an anderen Kautschuken und Metallen. Um diese Nachteile zu überwinden, wurden halogenierte Butylkautschuke entwickelt, indem Chlor- und Bromatome in das Butylkautschukmolekül eingeführt wurden. Diese halogenierten Butylkautschuke enthalten hochreaktive Halogenmoleküle und Doppelbindungen im Molekül und haben Berichten zufolge eine schnellere Vulkanisationsgeschwindigkeit und einen höheren Vulkanisationsgrad als herkömmlicher Butylkautschuk.