Trong cấu trúc cao su butyl,
phần isobutylene chiếm đa số (90-95%) được sắp xếp theo chuỗi theo kiểu cộng 1,4
đầu-đuôi. Phụ thuộc vào từng loại, mức không bão hòa trong cao su butyl sẽ khác
nhau do mức isoprene kết hợp vào chuỗi, thay đổi từ 0.5 tới 3% mol. Phần không
bão hòa phân bố ngẫu nhiên vì hàm lượng isoprene thấp và khả năng polymer hóa
gần bằng nhau giữa 2 monomer isoprene và isobutylene. Tg xấp xỉ
-60oC, Mw/Mn từ 3 tới 5.
Trong cấu trúc của cao su
halobutyl, sự halogen hóa ở vị trí isoprene xảy ra bởi cơ chế ion halonium, dẫn
đến sự hình thành của của cấu trúc exomethylene alkyl
halide.
Cấu trúc exo- này chiếm tới
90%. Thông thường, thêm brom (hoặc clo) ở tỷ lệ mol xấp xỉ bằng mức không bão
hòa để tạo thành sản phẩm chứa 1.5-2% mol halogen. Sự halogen hóa không có tác
động mạnh lên cấu trúc mạch butyl hoặc lên giá trị Tg. Tuy nhiên, cao su
halobutyl kết mạng không kết tinh khi kéo giãn, do quá trình halogen hóa làm mất
đi sự đồng đều của mạch chính.
Ngoài ra, còn có loại
copolymer của isobutylene với para-methlystyrene. Mạch copolymer tạo thành bão
hòa với sự phân bố ngẫu nhiên của para-methlystyrene. Trong quá trình brom hóa
sau quá trình polymer hóa, một vài nhóm para-methlystyrene được chuyển thành các
nhóm bromomethyl, tạo vị trí phản ứng cho quá trình lưu hóa và tạo nhóm chức.
Những terpolymer bão hòa này chứa isobutylene, 1-8% mol para-methylstyrene và
0.5-2.5% mol para-methylstyrene brom hóa. Giá trị Tg của chúng tăng khi tăng hàm
lượng para-methylstyrene và khoảng -58oC. Phân bố khối lượng phân tử
hẹp, với Mw/Mn< 3.
Tham khảo từ tài liệu Rubber compounding: Chemistry and
Applications, Brendan
Rodgers, CRC Press, 2004
(vtp-vlab-caosuviet)