Припрема бутилне гуме полимеризацијом катјонског раствора
Процес катјонске полимеризације генерално обухвата рафинацију и припрему мономера и других компоненти, припрему иницијатора, процес полимеризације, одвајање неизреагованих мономера и растварача, рециклажу и накнадну обраду производа полимеризације.
На факторе утицаја обично утичу растварач и температура.
Следећа табела наводи раствараче и сродне параметре за катјонску полимеризацију.
| Растварачи и сродни параметри за катјонску полимеризацију | ||||
| Солвент | Тачка топљења/степен | Тачка кључања/степен | Релативна густина | Диелектрична константа |
| Етилен | -181 | -103.7 | ||
| Етхане | -183.3 | -88.6 | ||
| пропан | -189.9 | -42.1 | 0.585（-45степен) | 1.61（0степен) |
| н-бутан | -138.9 | -0.5 | 0.58 | 1.76（20степен) |
| н-хексан | -95 | 69 | 0.66 | 1.890（20степен) |
| циклохексан | 6.6 | 80.7 | 0.779 | 2.023（20степен) |
| бензен | 5.5 | 80.1 | 0.879 | 2.248（20степен) |
| Толуен | -95 | 110.6 | 0.867 | 2.379（25степен) |
| Метил хлорид | -97.7 | -24.2 | 0.916 | 12.6（-20степен) |
| Етил хлорид | -136.4 | 12.3 | 0.898 | 16.5（-72степен) |
| дихлорометан | -95.5 | 40 | 1.327 | 9.08（20степен) |
| Хлороформ | -63.5 | 61.7 | 1.483 | 4.806（20степен) |
| тетрахлорометан | -23 | 76.5 | 1.594 | 2.238（20степен) |
| 1,2-Дихлоретан | -35.4 | 83.5 | 1.235 | 10.65（20степен) |
| хлоробензен | -45.6 | 132 | 1.106 | 5.708（20степен) |
| о-дихлоробензен | -17 | 180.5 | 1.305 | 9.93（25степен) |
| м-дихлоробензен | -24.7 | 173 | 1.288 | 5.04（25степен) |
| Нитрометан | -17 | 100.8 | 1.137 | 35.9（20степен) |
| нитроетан | -50 | 115 | 1.045 | 28.06（30степен) |
| Нитробензен | 5.7 | 210.8 | 1.204 | 34.82（25степен) |
| угљен диоксид | '-56.5（5 пре подне） | -78.5 | 1.6（20степен ,50атм） | |
| угљен-дисулфид | -110.8 | 46.3 | 1.263 | 2.641(20степен) |
| сумпор-диоксид | -72.7 | -10 | 17.6(-20степен) | |
Активни ланац катјонског раста је веома активан и склон је преносу ланца на мономере и раствараче. Када је температура полимеризације висока, молекулска тежина производа ће се знатно смањити. Да би се синтетизовали полимери високе молекуларне тежине, она се мора извести на веома ниској температури.
Укупна енергија активације катјонске полимеризације је у опсегу од -21~42кЈ/мол, што је релативно мало. Када је енергија активације сложена, брзина раста ланца се повећава са смањењем температуре, што је феномен јединствен за катјонску полимеризацију.
Катиони могу да полимеризују само на нижим температурама. На пример, просечна дужина ланца полимера добијеног катјонском полимеризацијом изобутилена има тачку преокрета близу -100 степена. То је зато што је изнад -100 степена ланчани пренос углавном на растварач, а испод -100 степена, пренос ланца је углавном на мономер. Индустријска производња бутил каучука Изаберите температуру реакције да буде око -100 степени.
Бутил каучук је насумични полимер добијен катјонском полимеризацијом изобутилена и изопрена под дејством катјонског иницијатора. Макромолекуларни ланац бутилне гуме има линеарну структуру без грана. У макромолекуларном ланцу, изобутилен је углавном повезан од главе до репа, изопрен је углавном транс{0}},4-структуре, а агрегирана структура је неразгранана. Уобличити. У нормалним околностима, температура стакла аморфне бутил гуме је око -70 степена, и може кристализовати под истезањем. Следећа табела приказује непропусност неколико уобичајених гума.
| Непропусност неколико уобичајених гума | |||||
| Разноврсност гуме | Ваздух | кисеоника | Азот | угљен диоксид | водоник |
| Природна гума | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Стирен-бутадиен гума | 65 | 73 | 60 | 72 | 84 |
| Неопрене | 30 | 17 | 24 | 25 | 27 |
| Бутил гума | 13 | 6 | 11 | 14 | 15 |
У поређењу са другим високо незасићеним гумама, отпорност бутил каучука на озон је око 10 пута већа од природног каучука, стирен-бутадиен гуме, итд. Њена отпорност на топлоту, сунчеву светлост и кисеоник је боља од осталих гума опште намене. Има бољу високу температуру > 100 степени, еластичност и већу отпорност на топлоту. (Око 150 степени). Добра електрична изолација, боља од обичне гуме.
Бутил гума такође има недостатке. Због мале количине изопрена, брзина вулканизације је смањена, што отежава ко-вулканизацију бутил гуме и високо незасићене гуме која се обично користи у гумама. Бутил каучук има слабу адхезију на друге гуме, самолепљивост и слабо је међусобно приањање и није лако компатибилна са другим гумама. Слаба отпорност и висока калоријска вредност. Молекуларна тежина вулканизоване гуме бутил гуме ће се смањити након термичког старења, тако да је то термички разградив полимер. Халогениди бутил каучука су хлоробутил гума и бромобутил гума. Компатибилност, самолепљивост и међусобна адхезија његових халогенида са другим полимерима су такође боља од оних код бутил гуме. Ове две халогенисане бутилне гуме су тренутно уобичајени материјал за унутрашње облоге гума и чепове за фармацеутске боце.
Реакција кополимеризације бутил гуме је следећа:
 |
|||||
Постоје две методе полимеризације за производњу бутилне гуме: полимеризација у раствору и полимеризација у суспензији. О томе ћемо разговарати у следећој фази.