ブチルゴム

ブチルゴムは、単に「ブチル」と呼ばれることもある合成ゴムで、イソブチレンとイソプ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の略です。ポリイソブチレンは、「PIB」またはポリイソブテンとも呼ばれ、(C ₄ H ₈ ) _nは、ブチルゴムの原料であるイソブチレンまたは 2-メチル-1-プロペンのホモポリマーです。ブチルゴムは、約 98% のイソブチレンと約 2% のイソプレンを重合して製造されます。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 2 つのメチル基が炭素原子1 つおきに置換されています。ポリイソブチレンは、無色から淡黄色の粘弾性物質です。通常は無臭で無味ですが、わずかに特徴的な臭いがすることがあります。

ブチルゴムはガス拡散に対する不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柔軟性を備えています。

PIBの化学式は、 –(–CH ₂ –C(CH ₃ ) ₂ –) _n – である。

IIR の式は次のとおりです。

これは、モノマーイソブチレン（CH ₂ =C(CH ₃ ) _{2 ）から}カチオン付加重合によってのみ製造できます。

合成ゴム、またはエラストマーであるブチルゴムは、空気を通さず、気密ゴムを必要とする多くの用途に使用されます。ポリイソブチレンとブチルゴムは、接着剤、農業用化学薬品、光ファイバー化合物、ボールブラダー、Oリング、コーキング剤とシーラント、ラップフィルム、電気流体、潤滑剤（2ストロークエンジンオイル）、紙とパルプ、パーソナルケア製品、顔料濃縮物、ゴムとポリマーの改質、化学兵器が存在する地域で使用する特定の機器の保護と密封、ガソリン/ディーゼル 燃料添加剤、チューインガムの製造に使用されます。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のままです。

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、低温で三フッ化ホウ素触媒を使用して1931年にIGファルベンのBASF部門によって初めて開発され、Oppanol B  [de]という商標名で販売されました。PIBは今日までBASFの主要事業となっています。

その後、1937年にニュージャージー州リンデンにあるスタンダード・オイル研究所の研究者ウィリアム・J・スパークスとロバート・M・トーマスによってブチルゴムに開発されました。今日、ブチルゴムの世界供給の大部分は、エクソンモービル（スタンダード・オイルの後継企業の1つ）とポリマー・コーポレーションの2社によって生産されています。ポリマー・コーポレーションは、第二次世界大戦で途絶えた海外からの供給を補うために人工ゴムを生産するために1942年に設立されたカナダの連邦公社です。1976年にポリサーに改名され、ゴム部品はポリサー・ラバー・コーポレーションという子会社になりました。同社は1988年にNOVAコーポレーションに売却されて民営化され、NOVAコーポレーションは1990年にポリサー・ラバーをドイツのバイエルAGに売却しました。2005年にバイエルAGはサーニア工場のほとんどを含む化学部門をスピンオフし、同じくドイツのランクセスAGを設立しました。^[1]

高分子量の PIB ホモポリマー (100,000～400,000 以上) はポリオレフィン エラストマーです。広い温度範囲にわたって強靭で伸縮性のあるゴムのような材料で、密度が低く (0.913～0.920)、透過性が低く、電気特性に優れています。

1950年代から1960年代にかけて、ハロゲン化ブチルゴム（ハロブチル）が開発され、塩素化（クロロブチル）と臭素化（ブロモブチル）の変種が開発され、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内側ライニングに最も重要な材料です。 フランシス・P・ボールドウィンは、これらの開発で取得した多数の特許により、 1979年にチャールズ・グッドイヤー賞を受賞しました。

2013年春、イギリス海峡で2件のPIB汚染事件が発生し、関連があると考えられ、英国で「数十年ぶり」の最悪の海洋汚染と評された。RSPBは、この化学物質によって2,600羽以上の海鳥が死亡し、さらに数百羽が救出され、汚染除去されたと推定している。^[2]

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）を作ることができ、これはその後、様々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）に変換することができます。潤滑油や自動車燃料の添加剤として使用した場合、油や燃料の特性に大きな影響を与える可能性があります。^{[3] [4]}機械加工に使用される潤滑油に少量のポリイソブチレンを加えると、オイルミストの発生が大幅に減少し、作業者がオイルミストの吸入を減らすことができます。^[5]また、市販製品であるエラストルの一部として、水に浮いた油の清掃にも使用されています。原油に添加すると、引っ張られたときの油の粘弾性が増加し、水面から吸引されたときに油が分解しにくくなります。

燃料添加剤としてのポリイソブチレンは洗浄特性を持っています。ディーゼル燃料に添加すると、燃料インジェクターの汚れを防ぎ、炭化水素と粒子状物質の排出を減らします。^[6]他の洗浄剤や添加剤と混合して「洗浄剤パッケージ」を作り、ガソリンやディーゼル燃料に添加して堆積物の蓄積やエンジンノックを防ぎます。^[7]

ポリイソブチレンは、いくつかの製剤では増粘剤として使用されます。

ポリイソブチレンは、爆発物業界ではC-4などのプラスチック爆薬の結合剤としてよく使用されます。^[8]ポリイソブチレン結合剤は、爆発物の早期爆発に対する耐性を高めるだけでなく、取り扱いや成形を容易にするために使用されます。

ブチルゴムは一般にスピーカー、特にサラウンドに使用されます。フォームは劣化するため、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、ビンテージ スピーカーの大半はフォームを使用しています。

ブチルゴムは、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）のブラダーや、丈夫で気密性の高い内部コンパートメントを提供する自転車のインナーチューブの製造に使用されます。

ブチルゴムシーラントは、防湿、ゴム屋根の修理、屋根膜（特に縁の周り）のメンテナンスに使用されます。多くの備品（エアコンの通気口、配管、その他のパイプなど）によって屋根膜がかなり緩む可能性があるため、屋根膜を固定すること が重要です^{[引用が必要] 。}

ゴム屋根とは、通常、エチレンプロピレンジエンモノマー ( EPDM ゴム)で作られた特定の種類の屋根材を指します。このような屋根の完全性を保つには、メンテナンスの際に強力な研磨材や石油系溶剤を使用しないことが非常に重要です。

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、セメントジョイントに使用できる片面防水テープです。金属屋根の補修や防水に使用されます。

ブチルゴムは、化学兵器や除染物質にさらされても最も耐久性のあるエラストマーの 1 つです。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、多孔性が低い素材ですが、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、NH ₃ (アンモニア) などの物質や特定の溶剤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。そのため、ガスマスクやその他の防護服 のシールを作成するために使用されます。

ブチルゴムとブロモブチルゴムは、薬瓶やボトルを密封するためのゴム栓の製造によく使用されます。^[9]

現代のチューインガムのほとんどは、ガムの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。ブチルゴムはガムの弾力性を高めるだけでなく、ガムに頑固で粘着性のある性質も与えており、一部の自治体ではブチルゴムの除去費用を賄うための課税を提案しています。^[10]

リサイクルされたチューインガムも回収ポリイソブチレンの原料として利用されている。このベースゴムは、コーヒーカップや「ガムドロップ」ガム収集容器などの製品に使用されている。^{[11] [12]}ガムがいっぱいになると、収集容器とその中身は一緒に細断され、再びリサイクルされる。

ブチルゴムやハロゲン化ゴムは、ガス拡散に対する耐性が優れているため、空気入りチューブレスタイヤのインナーライナーや、古いタイヤのインナーチューブに使用されます。

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シールとして使用され、ユニットの空気および湿気のシールを提供します。

• 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