גומי בוטיל

הכנת גומי בוטיל על ידי פילמור פתרון קטיוני

תהליך הפילמור הקטיוני כולל בדרך כלל זיקוק והכנה של מונומרים ורכיבים אחרים, הכנת יוזמים, תהליך הפילמור, הפרדת מונומרים וממיסים שלא הגיבו, מיחזור ועיבוד לאחר עיבוד של מוצרי פילמור.

הגורמים המשפיעים בדרך כלל מושפעים מממס וטמפרטורה.

הטבלה הבאה מפרטת את הממיסים והפרמטרים הקשורים לפילמור קטיוני.

השרשרת הפעילה של הגידול הקטיוני פעילה מאוד ונוטה להעברת שרשרת למונומרים ולממיסים. כאשר טמפרטורת הפילמור גבוהה, המשקל המולקולרי של המוצר יקטן מאוד. על מנת לסנתז פולימרים במשקל מולקולרי גבוה, זה חייב להתבצע בטמפרטורה נמוכה מאוד.
אנרגיית ההפעלה הכוללת של פילמור קטיוני היא בטווח של -21~42kJ/mol, שהוא קטן יחסית. כאשר אנרגיית ההפעלה מורכבת, קצב גדילת השרשרת עולה עם ירידה בטמפרטורה, שהיא תופעה ייחודית לפילמור קטיוני.
קטיונים יכולים להתפלמר רק בטמפרטורות נמוכות יותר. לדוגמה, לאורך השרשרת הממוצע של הפולימר המתקבל על ידי פילמור קטיוני של איזובוטילן יש נקודת מפנה קרובה ל--100 מעלות . הסיבה לכך היא שמעל -100 מעלות העברת השרשרת היא בעיקר לממס, ומתחת לדרגה -100 העברת השרשרת היא בעיקר אל המונומר. ייצור תעשייתי של גומי בוטיל בחר את טמפרטורת התגובה להיות בסביבות -100 מעלות.

גומי בוטיל הוא פולימר אקראי המתקבל על ידי פילמור קטיוני של איזובוטילן ואיזופרן בפעולת יוזם קטיוני. לשרשרת המקרומולקולרית של גומי בוטיל יש מבנה ליניארי ללא ענפים בעצם. בשרשרת המקרומולקולרית, איזובוטילן מחובר בעיקר בראש לזנב, איזופרן הוא בעיקר מבנה טרנס-1,4-ומבנה המצטבר אינו מסועף. להתגבש. בנסיבות רגילות, טמפרטורת הזכוכית של גומי בוטיל אמורפי היא בערך -70 מעלות, והיא יכולה להתגבש תחת מתיחה. הטבלה הבאה מציגה את אטימות האוויר של מספר גומיות נפוצות.

בהשוואה לגומיות אחרות מאוד בלתי רוויות, עמידות האוזון של גומי בוטיל גבוהה פי 10 מזו של גומי טבעי, גומי סטירן-בוטדין וכו'. העמידות שלו לחום, לאור שמש וחמצן טובה יותר מגומיות אחרות לשימוש כללי. יש לו טמפרטורה גבוהה יותר > 100 מעלות, גמישות ועמידות גבוהה יותר בחום. (בערך 150 מעלות). בידוד חשמלי טוב, טוב יותר מגומי רגיל.
לגומי בוטיל יש גם חסרונות. בשל הכמות הקטנה של איזופרן, מהירות הגיפור מופחתת, מה שמפריע לגיפור משותף של גומי בוטיל וגומי מאוד בלתי רווי הנפוצים בצמיגים. לגומי בוטיל יש הידבקות גרועה לגומיות אחרות, הדבקה עצמית ויש לו הידבקות הדדית גרועה ואינו תואם בקלות לגומיות אחרות. חוסן ירוד וערך קלורי גבוה. המשקל המולקולרי של גומי מגופר של גומי בוטיל יקטן לאחר יישון תרמי, כך שזהו פולימר מתכלה תרמית. ההלידים של גומי בוטיל הם גומי כלורובוטיל וגומי ברומובוטיל. גם התאימות, ההדבקה העצמית וההידבקות ההדדית של ההלידים שלו עם פולימרים אחרים טובים יותר מאלה של גומי בוטיל. שני גומי בוטיל הלוגניים אלה הם כיום חומר נפוץ לציפויים פנימיים בצמיגים ולפקקים לבקבוקי תרופות.
תגובת הקופולימריזציה של גומי בוטיל היא כדלקמן:

קיימות שתי שיטות פילמור לייצור גומי בוטיל: פילמור תמיסה ופילמור תרחיץ. נדון בכך בשלב הבא.