Kaikki butyylikumista – ominaisuudet, sovellukset ja käyttö

Oppaat

Butyylikumi on synteettinen elastomeeri, joka valmistetaan yhdistämällä isobuteenia ja isopreeniä. Se oli ensimmäinen syntetisoitu kumi. Sillä on hyvät iskunvaimennusominaisuudet ja alhainen kosteuden ja kaasujen läpäisevyys, ja sitä käytetään monissa kaupallisissa sovelluksissa. Tässä artikkelissa kuvataan lyhyesti materiaalia, sen valmistusta ja joitakin suosittuja sovelluksia. Muita elastomeerejä ovat muun muassa EPDM, nitriili, silikoni ja neopreeni, joista löytyy tietoa artikkelistamme Kumityypit.

Perusteet

Butyylikumi eli polyisobutyleeni on vinyylielastomeeri, joka muistuttaa rakenteeltaan hyvin paljon polyeteeniä ja polypropeenia, paitsi että joka toinen hiiliatomi on korvattu kahdella metyyliryhmällä yhden sijasta. Sitä valmistetaan kationiseksi vinyylipolymeroinniksi kutsutulla prosessilla isobuteenin monomeeristä. Yleensä isobuteeniin lisätään 1-2 % isopreeniä. Reaktio on hyvin nopea, joten se syntetisoidaan yleensä hyvin alhaisissa lämpötiloissa. Isopreenin lisääminen luo kaksoissidoksia, jotka mahdollistavat materiaalin ristisilloittumisen vulkanoimalla, aivan kuten luonnonkumi. Tämä oli tärkeä vaihe, jonka ansiosta alkuperäisestä materiaalista tuli toisen maailmansodan aikana käyttökelpoinen luonnonkumin korvike renkaiden ja panssarivaunujen kulutuspintojen valmistuksessa. Polyisobuteeni syntetisoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1931 ja siitä kehitettiin butyylikumi vuonna 1937. Kovettumisnopeudet paranivat 1960-luvulla, kun kehitettiin halogenoituja, kloorattuja ja bromattuja muotoja. Näistä muodoista käytetään usein lyhenteitä CIIR (kloorattu isobutyleeni-isopreenikumi) ja BIIR (bromattu isobutyleeni-isopreenikumi).

Yksinkertaisesti sanottuna vulkanointi on prosessi, joka sitoo kaikki kumimolekyylit yhteen yhdeksi suureksi molekyyliksi, joka ei sula lämmetessään eikä haurastu kylmetessään. Vulkanoinnin keksi Charles Goodyear vuonna 1839. Se on lämpökovettumisprosessi, joten vulkanointi tapahtuu tuotteen muodostumisen jälkeen.

Edut

Butyylikumi on ainoa tunnettu elastomeeri, joka ei läpäise kaasuja. Materiaali on joustavaa, ja sillä on hyvät huoneenlämpötilan vaimennusominaisuudet. Materiaali on bioyhteensopiva, se kestää monia happamia ja emäksisiä kemikaaleja, otsonia, lämpöä ja sään vaikutusta, ja sillä on hyvät vanhenemisominaisuudet. Se kestää fosfaattiesterihydraulisten nesteiden ja ketoneiden vaikutusta, mutta ei pärjää hyvin mineraali- tai öljypohjaisten nesteiden, hiilivetyjen tai liekkien läsnäollessa. Sillä on hyvät sähköeristysominaisuudet. Butyylikumi on käyttökelpoista -50-250 °F:n välillä, mutta sen vaimennusominaisuudet heikkenevät korkeammissa lämpötiloissa. Se pysyy joustavana alhaisemmissa lämpötiloissa. Durometrit vaihtelevat välillä 40-80 Shore A. Yhteenveto butyylikumin mekaanisista vahvuuksista ja heikkouksista:

• Puristuslujittuminen: tyydyttävä
• Kimmokestävyys: huono
• Joustohalkeilun kestävyys: hyvästä erinomaiseen
• Kulumisen kestävyys: Hyvä tai erinomainen
• Revähdyskestävyys: hyvä
• Iskunkestävyys: hyvä
• Palonkestävyys: huono
• Säänkestävyys: erinomainen
• Auringonvalonkestävyys:
• Veden kestävyys: erittäin hyvä
• Höyrynkestävyys: erinomainen
• Höyrynkestävyys: erinomainen
• Höyrynkestävyys: erinomainen
• Höyrynkestävyys: erinomainen
• Höyrynkestävyys: erinomainen
• Höyrynkestävyys: erinomainen: Butyylikumi on alhaisen kaasun- ja höyrynläpäisevyytensä ansiosta tärkeä materiaali putkettomien renkaiden, sisärenkaiden, urheilupallon rakkojen, hansikaslokeron käsineiden jne. valmistuksessa. Vedeneristysmateriaalina sitä käytetään säiliöiden ja lampien vuorausmateriaalina. Sitä käytetään kalvokattojen paikkausmateriaalina ja eristettyjen ikkunoiden tiivisteenä. Yhdistettynä muihin kemikaaleihin polyisobuteenista valmistetaan öljyn- ja polttoaineen lisäaineita sekä huurteenpoistoaineita työstövoiteluaineisiin.

  Tärinänvaimentimena butyylikumia käytetään iskunvaimentimissa, jousitusholkeissa sekä autojen ja kuorma-autojen korin kiinnikkeissä. Kaiutinkartioiden reunat valmistetaan nykyään usein butyylikumista, kun ne ennen tehtiin yleisesti vaahtomuovista. Materiaalista valmistetaan laboratoriotarvikkeiden ja lääkinnällisten laitteiden tulppia. Vähäisen läpäisevyytensä vuoksi sitä käytetään kaasunaamareiden valmistuksessa. Vaikka butyylikumi ei ole yhtä pehmeää ja taipuisaa kuin silikonikumi, se on riittävän joustavaa, jotta sillä voidaan saavuttaa hyvä kasvotiiviste.

  Butyylikumia on saatavana laattoina, levyinä ja teippeinä sekä liimana/tiivisteenä putkissa. Materiaalia voidaan muovata (siirto-, ruisku- ja puristusvaluprosessilla) ja suulakepuristaa. Sitä käytetään mm. tiivisteiden, letkujen ja O-renkaiden valmistukseen.

  Butyylikumi on luonnonkumiin verrattuna kalliimpaa monimutkaisempien käsittelyvaatimusten vuoksi. Moottoripyörän renkaiden letkujen luonnonkumin ja butyylikumin välillä käydään jonkin verran anekdoottista keskustelua, sillä luonnonkumin sanotaan kestävän paremmin puhkeamista ja repeytymistä, mutta butyylikumiputket kestävät pidempään ilmanvaihtoja. Luonnonkumia eli polyisopreeniä pidetään myös kestävänä luonnonvarana, sillä sitä valmistetaan Etelä-Amerikasta peräisin olevan Hevea brasiliensis -puun mehusta. Polyisopreeniä voidaan syntetisoida myös Ziegler-Natta-polymerisaatioprosessilla.

  Butyylikumia käytetään elintarvikekelpoisessa muodossaan purukumin valmistukseen. Se on lähes korvannut Chicle-puun purukumin muutamaa erikoistuotetta lukuun ottamatta. Käytettyä purukumia on pyritty keräämään ja kierrättämään uusiin tuotteisiin. Purukumin vääränlainen hävittäminen on krooninen kaupunkiongelma.

  Yhteenveto

  Tässä artikkelissa esiteltiin lyhyesti butyylikumi, sen ominaisuudet, edut ja sovellukset. Jos haluat lisätietoja aiheeseen liittyvistä tuotteista, tutustu muihin oppaisiin tai käy Thomas Supplier Discovery Platformissa etsimässä mahdollisia hankintalähteitä tai katsomassa yksityiskohtia tietyistä tuotteista.

  Muut kumiartikkelit

  • Types of Rubber
  • Neoprene Vs Rubber- What’s the Difference?
  • All About Natural Rubber – Properties, Applications and Uses
  • All About Epdm Rubber – Properties, Applications and Uses
  • EPDM vs. Silicone – What’s the Difference?
  • Tietoa valetuista kumituotteista
  • Tietoa kumituotteista
  • Kaikki nitriilikumista – ominaisuudet, sovellukset ja käyttötarkoitukset
  • Top kumivalmistajat ja toimittajat USA:ssa