聚異丁烯

　　 異丁烯的聚合物。英文縮寫為PIB。它是一種飽和的聚烯烴。1873年Α.М.佈特列洛夫曾用硫酸和BF₃在室溫下使異丁烯聚合，制得低分子子量的聚異丁烯。1940年前後，聚異丁烯先後在德國和美國實現工業化生產。

　　單體異丁烯的熔點為－105.0℃，沸點為－6.91℃（1大氣壓），密度為0.6004克／厘米³(15.6℃)。

　　聚合機理　異丁烯可用無機酸或路易斯酸作為催化劑進行正離子聚合，也可采用齊格勒-納塔催化劑或利用輻照引發進行聚合。采用無機酸如硫酸、磺酸、過氯酸或矽酸鹽作催化劑時，在零上至室溫可制得低分子量(幾百至幾萬)的聚異丁烯。反應機理是H⁺對C═C雙鍵的加成，然後所形成的正碳離子再增長。若用路易斯酸催化劑如BX₃、AlX₃或TiX₄(X為F、Cl、Br等)在低溫下（例如－78～－100℃）聚合，可制得高分子量(150～200萬)的聚異丁烯。在絕對無水或無酸的體系中，BF₃或AlCl₃等並不起引發作用或引發速率極低。因此，在實驗或生產中常加入微量能產生H⁺或R⁺（R為烴基）的物質如水和酸等，作為助催化劑。實際上，體系中真正起引發作用的是H⁺或R⁺離子。所以，產生H⁺或R⁺的H₂O、HX或RX等物質應叫引發劑，而BF₃、AlCl₃和TiCl₄等則應叫共引發劑。

　　異丁烯采用BF₃-HX引發體系進行正離子聚合的機理如下：

　　

　　

異丁烯正離子聚合的特點是低溫、高速。隻有在低溫下(-78～-100℃)才能獲得高分子量的聚合物；采用BF₃時聚合完成時間不到一秒鐘；采用AlCl₃時，在稀釋劑中也隻需幾分鐘就可完成聚合。因此，在工業生產中如何及時排除聚合熱，以維持聚合溫度恒定，是一個十分突出的問題。

　　工業制造方法　主要有兩種體系：一種是BF₃－異丁烯-乙烯體系，其中乙烯既是稀釋劑，又是冷卻劑，借助於乙烯的部分蒸發使聚合溫度維持在－85℃以下；另一種是AlCl₃－異丁烯－CH₃Cl體系，其中CH₃Cl是稀釋劑，依靠乙烯外部循環冷卻來維持溫度恒定。為瞭防止聚合物降解，常在聚合終瞭時加入硫代叔丁基苯酚等作穩定劑，其用量約為聚合物總重的0.1％。

　　性質和應用　聚異丁烯是一種飽和聚合物，因而能耐老化，耐臭氧，耐多種無機酸、堿、鹽和極性介質的侵蝕；有極好的絕緣性和卓越的氣密性。缺點為容易冷流，但可添加大量的填充物或與其他橡膠並用以改善其冷流性。低分子量聚異丁烯可作潤滑油的增粘劑，以適應在高溫下使用；高分子量聚異丁烯可摻合高壓聚乙烯作電纜塗層，還可用於防水膠佈、防水石、蠟紙以及熱熔膠中。聚異丁烯的另一缺點是不能硫化。如將異丁烯與少量異戊二烯(＜5％)共聚，則可制得可硫化的丁基橡膠IIR，具有卓越的氣密性、水密性，是制造內胎或無內胎輪胎內層最合適的材料。