Borracha butílica (IIR), também chamada borracha de isobutileno-isopreno, uma borracha sintética produzida pela copolimerização de isobutileno com pequenas quantidades de isopreno. Valorizada por sua inércia química, impermeabilidade a gases e intempéries, a borracha butílica é empregada no revestimento interno de pneus de automóveis e em outras aplicações especializadas.
principais polímeros industriais: borracha butílica (borracha de isobutileno-isopreno, IIR)
A borracha butílica é um copolímero de isobutileno e isopreno que foi produzido pela primeira vez por William Sparks e Robert Thomas na
Ambos isobutileno (C [CH 3] 2 = CH 2) e isopreno (CH 2 = C [CH 3] -CH = CH 2) são normalmente obtidos por craqueamento térmico de gás natural ou das fracções leves de petróleo bruto. À temperatura e pressão normais, o isobutileno é um gás e o isopreno é um líquido volátil. Para processamento em IIR, isobutileno, refrigerado a temperaturas muito baixas (aproximadamente -100 ° C [-150 ° F]), é diluído com cloreto de metila. Baixas concentrações (1,5 a 4,5%) de isopreno são adicionadas na presença de cloreto de alumínio, o que inicia a reação na qual os dois compostos copolimerizam (isto é, suas moléculas de unidade única se ligam para formar moléculas gigantes de unidade múltipla). As unidades de repetição de polímero têm as seguintes estruturas:
Como o polímero base, o poliisobutileno, é estereorregulado (ou seja, seus grupos pendentes são organizados em uma ordem regular ao longo das cadeias poliméricas) e porque as cadeias cristalizam rapidamente ao esticar, o IIR contendo apenas uma pequena quantidade de isopreno é tão forte quanto a borracha natural. Além disso, como o copolímero contém poucos grupos insaturados (representados pela ligação dupla carbono-carbono localizada em cada unidade de repetição de isopreno), o IIR é relativamente resistente à oxidação - um processo pelo qual o oxigênio na atmosfera reage com as ligações duplas e rompe a ligação. cadeias de polímeros, degradando assim o material. A borracha butílica também mostra uma taxa incomumente baixa de movimento molecular bem acima da temperatura de transição vítrea (a temperatura acima da qual as moléculas não são mais congeladas em um estado rígido e vítreo). Essa falta de movimento se reflete na permeabilidade incomumente baixa dos copolímeros aos gases, bem como em sua excelente resistência ao ataque do ozônio.
O copolímero é recuperado do solvente como uma migalha, que pode ser composta com cargas e outros modificadores e depois vulcanizada em produtos de borracha práticos. Devido à sua excelente retenção de ar, a borracha butílica é o material preferido para câmaras de ar em todos os tamanhos, exceto nos maiores. Também desempenha um papel importante no revestimento interno dos pneus sem câmara de ar. (Devido à baixa durabilidade do piso, os pneus all-butyl não se mostraram bem-sucedidos.) O IIR também é usado para muitos outros componentes de automóveis, incluindo faixas de janelas, devido à sua resistência à oxidação. Sua resistência ao calor tornou-o indispensável na fabricação de pneus, onde forma as bexigas que retêm o vapor ou a água quente usada para vulcanizar os pneus.
Bromo ou cloro podem ser adicionados à pequena fração de isopreno da IIR para formar BIIR ou CIIR (conhecidos como halobutilos). As propriedades desses polímeros são semelhantes às do IIR, mas podem ser curadas mais rapidamente e com quantidades diferentes e menores de agentes curativos. Como resultado, BIIR e CIIR podem ser fabricados mais prontamente em contato com outros elastômeros que compõem um produto de borracha.
A borracha butílica foi produzida pela primeira vez pelos químicos americanos William Sparks e Robert Thomas na Standard Oil Company de Nova Jersey (hoje Exxon Corporation) em 1937. Tentativas anteriores de produzir borrachas sintéticas envolveram a polimerização de dienos (moléculas de hidrocarbonetos contendo duas moléculas de carbono-carbono ligações) como isopreno e butadieno. Sparks e Thomas desafiaram a convenção copolimerizando o isobutileno, uma olefina (moléculas de hidrocarboneto contendo apenas uma ligação dupla carbono-carbono) com pequenas quantidades - por exemplo, menos de 2% - de isopreno. Como dieno, o isopreno forneceu a ligação dupla extra necessária para reticular as cadeias poliméricas de outra forma inerte, que eram essencialmente poliisobutileno. Antes que as dificuldades experimentais fossem resolvidas, a borracha butílica era chamada de "butil fútil", mas com melhorias, obteve ampla aceitação por sua baixa permeabilidade a gases e por sua excelente resistência ao oxigênio e ao ozônio em temperaturas normais. Durante a Segunda Guerra Mundial, o copolímero foi chamado GR-I, para borracha-isobutileno do governo.
