ブチルゴム

時には単に「ブチル」と呼ばれるブチルゴムは 、合成ゴム、イソプレンとイソブチレンの共重合体です。略語IIRは、イソブチレンイソプレンゴムを表します。また、「PIB」又はポリイソブテン、（C4H8）nは、として知られているポリイソブチレン 、ブチルゴムが基づくイソブチレンのホモポリマー、又は2-メチル-1-プロペン、です。ブチルゴムは、約98％のイソブチレンと約2％のイソプレンの重合により生成されます。構造的には、ポリイソブチレンはポリプロピレンに似ていますが、1つではなく他のすべての炭素原子に2つのメチル基が置換されています。ポリイソブチレンは、無色から淡黄色の粘弾性材料です。それは一般的に無臭で無味であるが、わずかな特徴的な臭気を示す場合がある。

ブチルゴムは非透過性に優れており、ポリマー鎖の長いポリイソブチレンセグメントにより、優れた屈曲特性が得られます。

PIBの式は次のとおりです。–（– CH2–C（CH3）2–）n–

IIRの式は次のとおりです。

カチオン付加重合によってのみ、モノマーイソブチレン（CH2 = C（CH3）2）から作成できます。

合成ゴム、またはエラストマーのブチルゴムは空気を通さず、気密ゴムを必要とする多くの用途で使用されます。ポリイソブチレンおよびブチルゴムは、接着剤、農薬、光ファイバー化合物、ボール袋、Oリング、コーキングおよびシーラント、粘着フィルム、電気流体、潤滑剤（2ストロークエンジンオイル）、紙およびパルプ、パーソナルケアの製造に使用されます。製品、顔料濃縮物、ゴムおよびポリマー改質用、化学兵器が存在する地域で使用する特定の機器の保護および密封、ガソリン/ディーゼル燃料添加剤、およびチューインガム。ブチルゴムの最初の主要な用途は、タイヤのインナーチューブでした。これは今日でも市場の重要なセグメントです。

歴史

イソブチレンは1825年にマイケルファラデーによって発見されました。ポリイソブチレン（PIB）は、1931年にIG FarbenのBASFユニットによって低温で三フッ化ホウ素触媒を使用して開発され、Oppanol Bという商品名で販売されました。 PIBは、今日でもBASFの中核事業です。

ニュージャージー州リンデンのニュージャージー州スタンダード研究所の研究者ウィリアム・J・スパークスとロバート・M・トーマスにより、1937年にブチルゴムに開発されました。今日、ブチルゴムの世界的な供給の大部分は、ExxonMobil（Standard Oilの子孫の1つ）とPolymer Corporation（1942年に設立され、海外の供給カットに代わる人工ゴムを生産するために設立されたカナダ）第二次世界大戦によって。 1976年にPolysarに改名され、ゴム部品はPolysar Rubber Corpの子会社になりました。1988年にNOVA Corpに売却されて民営化され、1990年にPolysar RubberがドイツのBayer AGに売却されました。 2005年、バイエルAGは、サーニアの大部分のサイトを含む化学部門を分離し、ドイツのランクセスAGを設立しました。

高分子量（100,000〜400,000以上）のPIBホモポリマーは、ポリオレフィンエラストマーです。広い温度範囲で強靭で伸縮性のあるゴム状材料。低密度（0.913–0.920）、低透磁率、優れた電気特性を備えています。

1950年代および1960年代に、ハロゲン化ブチルゴム（ ハロブチル ）が開発され、その塩素化（ クロロブチル ）および臭素化（ ブロモブチル ）バリアントでは、硬化速度が大幅に向上し、天然ゴムやスチレンブタジエンゴムなどの他のゴムとの共加硫が可能になりました。ハロブチルは今日、チューブレスタイヤのインナーライニングの最も重要な材料です。フランシスP.ボールドウィンは、これらの開発のために保持した多くの特許に対して1979年チャールズグッドイヤーメダルを受賞しました。

2013年春に、イギリス海峡でのPIB汚染の2つの事件は、関連していると考えられており、「最悪の数十年間」の英国の海洋汚染として説明されました。 RSPBは、2,600を超える海鳥が化学物質によって殺され、さらに数百人が救助され、除染されたと推定しました。

用途

燃料および潤滑油添加剤

ポリイソブチレンは、無水マレイン酸と反応してポリイソブテニルコハク酸無水物（PIBSA）を生成できます。その後、ポリイソブテニルコハク酸無水物をさまざまなエチレンアミンと反応させてポリイソブテニルコハク酸イミド（PIBSI）に変換できます。これらの誘導体は、潤滑油や自動車燃料の添加剤として使用すると興味深い特性があります。機械加工で使用される潤滑油に少量のポリイソブチレンを添加すると、オイルミストの生成が大幅に減少し、オペレーターのオイルミストの吸入が減少します。また、市販のエラストールの一部として、水系油流出の浄化にも使用されています。原油に添加すると、引っ張られたときにオイルの粘弾性が高まり、水面から真空にされたときにオイルが分解しないようにします。

燃料添加剤として、ポリイソブチレンには洗剤特性があります。ディーゼル燃料に添加すると、燃料噴射装置の汚れを防ぎ、炭化水素と微粒子の排出量を削減します。他の洗剤や添加剤とブレンドして「洗剤パッケージ」を作り、ガソリンやディーゼル燃料に追加して、堆積物やエンジンのノッキングを防ぎます。

ポリイソブチレンは、増粘剤として一部の製剤で使用されています。

爆発物

ポリイソブチレンは、C-4などのプラスチック爆薬の結合剤として爆発物産業でよく使用されます。ポリイソブチレンバインダーが使用されている理由は、爆発物の早期爆発に対する反応が鈍くなり、取り扱いと成形が容易になるためです。

スピーカーとオーディオ機器

ブチルゴムは一般的にスピーカー、特にサラウンドで使用されます。フォームが劣化するため、フォームサラウンドの代替品として使用されました。現代のスピーカーの大半はブチルゴムを使用していますが、ほとんどのビンテージスピーカーはフォームを使用しています。

スポーツ用品

スポーツボール（ラグビーボール、フットボール、バスケットボール、ネットボールなど）のブラダーにはブチルゴムが使用されており、丈夫で気密性のある内部コンパートメントを提供します。

防湿と屋根の修理

ブチルゴムシーラントは、防湿、ゴム屋根の修理、および屋根膜のメンテナンス（特にエッジ周辺）に使用されます。屋根の膜を固定することは重要です。多くの固定具（たとえば、エアコンの通気口、配管、その他のパイプ）によって屋根の膜がかなりゆるむことがあります。

ゴム製屋根は、通常、エチレンプロピレンジエンモノマー（EPDMゴム）で作られている特定の種類の屋根材を指します。そのような屋根の保全には、メンテナンスのために過酷な研磨材や石油ベースの溶剤の使用を避けることが重要です。

ブチルゴムバインダーにラミネートされたポリエステル生地は、金属、PVC、セメントの接合部に使用できる片面防水テープを提供します。金属屋根の修理と防水に使用されます。

防毒マスクと化学薬品保護

ブチルゴムは、化学兵器や汚染物質にさらされたときに最も堅牢なエラストマーの1つです。これは、天然ゴムやシリコンなどの他のエラストマーよりも硬くて多孔性の低い材料ですが、気密シールを形成するのに十分な弾力性があります。ブチルゴムは、NH3（アンモニア）や特定の溶剤などの物質にさらされると分解しますが、同等のエラストマーよりもゆっくりと分解します。したがって、防毒マスクやその他の防護服にシールを作成するために使用されます。

薬剤ストッパー

ブチルおよびブロモブチルゴムは、薬のバイアルやボトルの密封に使用されるゴム製ストッパーの製造によく使用されます。

チューインガム

現代のほとんどのチューインガムは、中央のガムベースとして食品グレードのブチルゴムを使用しています。これは、ガムの弾力性だけでなく、頑固で粘着性のある品質に寄与し、一部の自治体はその除去コストをカバーするために課税を提案しています。

リサイクルされたチューインガムは、回収されたポリイソブチレンの供給源としても使用されています。他の製品の中でも、このベースラバーはコーヒーカップと「ガムドロップ」ガム収集ビンに製造されています。いっぱいになると、収集ビンとその内容物は一緒に細断され、再びリサイクルされます。

タイヤ

タイヤ内の空気を保持するインナーライナーには、ブチルゴムとハロゲン化ゴムが使用されています。

断熱窓

ポリイソブチレンは、商業用および住宅用の断熱ガラスユニットの主要なシールとして使用され、ユニットに空気と水分のシールを提供します。

ノート

外部リンク

• ポリイソブチレンの概要
• 追加情報
• さまざまなポリイソブチレン（PIB）グレードの物理的特性およびその他の情報