丁基橡胶（Butyl Rubber）为异丁烯与少量异戊二烯（1%～5%）的低温共聚物（-95～-100 ℃），主要采用淤浆法生产，是世界上第四大合成橡胶胶种，外观为白色或淡黄色晶体，无臭无味，它具有良好的化学稳定性和热稳定性，玻璃化温度很低，不溶于乙醇和丙酮。1943年，美国埃索化学公司首先实现工业化生产，为白色或暗灰色的透明弹性体。1960年，实现连续化生产卤化丁基橡胶，此后，加拿大、法国、苏联等也相继实现了丁基橡胶的工业化生产。20世纪80年代初，世界丁基橡胶生产能力约为650kt，占合成橡胶总产量约5%。
丁基橡胶分类
丁腈橡胶品种牌号众多，计有300多个。丁腈橡胶的丙烯腈含量在15-50%的范围，一般多以聚合物中结合丙烯腈量多少来分类，可分为5个系列，即：
极高丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量43%以上；
高丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量36-42%；
中高丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量31-35%；
中丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量25-30%；
低丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量24%以下。
但大量作为商品供应的多为高丙烯腈、中高丙烯腈和低丙烯腈含量的三类系列品种。
按使用性能和应用范围可分为通用型丁腈橡胶和特殊型丁腈。前者指丁二烯-丙烯腈二元共聚物，用途广泛。后者则是引进第三单体的三元共聚物，如羧基丁腈橡胶、聚稳丁腈橡胶、部分交联丁腈橡胶、丁腈酯橡胶，以及氢化丁腈橡胶，丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物等。
从形态上业说，除固体丁腈橡胶（块状、颗粒状）外，还有粉末丁腈橡胶、液体丁腈橡胶和丁腈胶乳（包括羧基丁腈胶乳）等。
丁基橡胶结构
丁基橡胶的化学结构式如下：
丁基橡胶的分子主链周围有密集的侧甲基，且有不饱和双键位于主链上，对稳定性影响较大。引入的异戊二烯便于交联，其数量相当于主链上每100个碳原子才有一个双键，可以近似地看作饱和橡胶。但因双键的位置与三元乙丙橡胶中双键的位置不同，对性能的影响较大。
丁基橡胶是能结晶的自补强橡胶，低温下不结晶，高拉伸下才结晶，Tm=45 ℃,Tg=-65 ℃。未补强橡胶的强度可以达到14～21 MPa，为了提高耐磨及抗撕裂性能，仍需补强。
丁基橡胶的分子量为20万～40万，分子量分布较宽（2.5～3）。由于丁基橡胶的低不饱和度，它耐氧、臭氧和很多氧化剂。它的耐臭氧龟裂性能略低于主链不含双键的乙丙橡胶。丁基橡胶的耐臭氧性随不饱和性的降低而增高。
异戊二烯与异丁烯的比例决定着聚合物的不饱和性。丁基橡胶的不饱和度是指在100个共聚物链节中异戊二烯链节的数量，用%（摩尔百分比）表示。通常丁基橡胶不饱和度波动在0.6%～2.5%（摩尔百分比），是天然橡胶不饱和度的1%～5%，在个别情况下也生产具有更高不饱和度的橡胶。
丁基橡胶性能
尽管丁基橡胶分子链具有较高的规整性，但其结晶过程进行得非常慢。丁基橡胶硫化胶结晶的主要特点是应力对它有很强烈的影响，以致在拉伸高于400%时，在室温和更高温度下都能观察到结晶，并伴随着强烈的放热。丁基橡胶具有高介电性能，丁基橡胶由于吸水很少（丁基橡胶的吸附能力是天然橡胶的1/3～1/4），所以在很潮湿的介质中介电性能也不变化。
丁基橡胶与乙丙胶有类似的性能：优良的化学稳定性、耐水性、高绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀。气密性非常好，是所有橡胶中最好的（可用作内胎）。丁基橡胶的弹性低、阻尼性能优越，其弹性在通用橡胶中是最低的，室温冲击弹性只有8%～11%。良好的减震性能特别适用于缓冲性能要求高的发动机座和减震器。拉伸强度较高，为结晶自补强橡胶，未填充硫化胶的拉伸强度为14～21 MPa。丁基橡胶易溶于烃类溶剂，其中饱和烃中的溶解性要比在芳烃、氯仿和四氯化碳中强。低透气性是丁基橡胶的特点，这与聚合物分子链的柔性小和堆积密度高有关。
丁基橡胶的主要缺点是弹性不如天然橡胶，硫化速度慢，辊筒加工性能和黏着性能差，与其他橡胶并用性差。
丁基橡胶生产
丁基橡胶是在1943年投入工业生产。自实现工业化生产以来，原料路线、生产工艺及聚合釜的结构形式一直变化不大，一般采用氯甲烷做稀释剂，三氯化铝做催化剂，控制这两者的用量可以调节单体的转化率。根据产品不饱和度的等级要求，异戊二烯的用量一般为异丁烯用量的1.5%～4.5%，转化率为60%～90%。聚合温度维持在-100 ℃（采用乙烯及丙烯做冷却剂）。丁基橡胶的聚合是以正离子反应进行的，反应温度低，速度快，放热集中，且聚合物的分子量随温度的升高而急剧下降。因此，迅速排出聚合热以控制反应在恒定的低温下进行，是生产上的主要问题。聚合釜采用具有较大传热面积并装有中心导管的列管式反应器。操作时借下部搅拌器高速旋转，增大内循环量，从而保证釜内各点温度均匀。
为改善丁基橡胶共混性差的缺点，1960年以来出现了卤化丁基橡胶。这种橡胶是将丁基橡胶溶于烷烃或环烷烃中，在搅拌下进行卤化反应制得。它含溴约2%或含氯1.1%～1.3%，分别称溴化丁基橡胶和氯化丁基橡胶。丁基橡胶卤化后，硫化速度大大提高，与其他橡胶的共混性和硫化性能均有所改善，黏结性也有明显提高。卤化丁基橡胶除有一般丁基橡胶的用途外，特别适用于制作无内胎轮胎的内密封层、子午线轮胎的胎侧和胶黏剂等。
丁基橡胶配合
丁基橡胶与乙丙橡胶一样，具有比不饱和橡胶难以硫化、难以黏结、配合剂溶解度低、包辊性不好等特点。但它又具有不能用过氧化物硫化、一般炭黑对它的补强性差、与一般二烯类橡胶的相容性差、对设备的清洁度要求高等特点。
硫化：可以用较强的硫黄促进剂体系、树脂、醌肟在较高的温度下进行，硫黄用量要少，促进剂选用秋兰姆和二硫代氨基甲酸盐为主促进剂、噻唑类或胍类为第二促进剂。树脂硫化的硫化胶的耐热性好。用过氧化物硫化会引起断链。
补强：最常用的是炭黑，但效果不如不饱和橡胶好，结合橡胶只有5%～8%。一般使用槽黑。
增塑：不宜用高芳烃油，而宜用石蜡或液状石蜡5～10份，或适量环烷油。
丁基橡胶加工
炼胶：不易塑炼，可以加入塑解剂使其断链。混炼时用密炼效果好。密炼容量比NR、SBR的标准容量多10%～20%。混炼起始温度70 ℃，排胶温度高于125 ℃，一般以155～160 ℃为宜。
压延压出：比天然橡胶困难得多，做内胎时压出前要滤胶后再加硫黄，防止引起焦烧。
成型硫化：自黏性及与其他橡胶的互黏性差，要在配方中加入增黏剂，工艺上注意黏合面防污，可以采用卤化丁基橡胶作增黏层，提高黏合部位的压力及温度。丁基橡胶需长时间高温硫化方可达到最佳硫化状态。
丁基橡胶应用
丁基橡胶主要用于轮胎工业，特别适用于做内胎、胶囊、气密层及胶管、防水卷材、耐腐蚀制品、电气制品等。其次用于制作地下电缆及高压电缆、耐热传送带、蒸汽胶管、防辐射手套、化工设备衬里及防震橡胶制品等。