در سنتز لاستیک بوتیل هالوژنه از لاستیک بوتیل به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. اتم های کلر یا برم از طریق یک واکنش هالوژناسیون به زنجیره مولکولی وارد می شوند و در نتیجه به مواد دارای فعالیت ولکانیزاسیون، چسبندگی و سازگاری بالاتر با سایر لاستیک ها می شوند. روش سنتز نه تنها شامل انتخاب نوع واکنش، بلکه کنترل دقیق شرایط واکنش، سیستمهای کاتالیزور و پردازش پس از{2}}برای دستیابی به درجه جایگزینی قابل کنترل، همگنی ساختاری و بهینهسازی عملکرد است.
از نظر صنعتی، از دو مسیر اصلی مصنوعی-کلرزنی و برمزنی- استفاده میشود که هر کدام با تأکید خاص خود بر عوامل هالوژنکننده، مکانیسمهای واکنش و ویژگیهای محصول. روش کلرزنی از گاز کلر به عنوان عامل هالوژنه استفاده می کند و می تواند تحت سیستم های شروع رادیکال آزاد یا سیستم های کاتالیزوری اسید لوئیس انجام شود. کلرزنی رادیکال آزاد معمولاً در دماهای پایین تر (مثلاً 0 تا 50 درجه) با استفاده از پراکسیدهای نور یا آلی آغاز می شود. کلر با کربن اشباع موجود در لاستیک بوتیل از طریق جایگزینی رادیکال آزاد واکنش داده و لاستیک کلروبوتیل تولید می کند. کلرزنی کاتالیزشده با اسید لوئیس از تری کلرید آلومینیوم، تری فلوراید بور و غیره برای تشکیل کمپلکسهای فعال با اهداکنندگان پروتون استفاده میکند و واکنشهای جایگزینی یونی را در شرایط ملایم ترویج میکند. این روش انتخاب موقعیت بالاتری را نشان می دهد و واکنش های جانبی را کاهش می دهد. مزایای کلر زنی تکنولوژی بالغ آن، مواد خام به آسانی در دسترس، و لاستیک کلروبوتیل حاصل با جریان پذیری پردازش خوب است، که آن را برای کاربردهای عمومی مانند لایه های ضد هوا تایر در مقیاس بزرگ مناسب می کند.
بروماسیون از برم یا برمیدها (به عنوان مثال N-بروموسوکسینیمید، هیدروژن برومید-سیستم های پراکسید) به عنوان عوامل هالوژنه استفاده می کند. واکنش ها بیشتر بر اساس مکانیسم های جایگزینی رادیکال های آزاد یا الکتروفیل هستند. برم شعاع اتمی بزرگتر و الکترونگاتیوی کمی کمتر از کلر دارد و در نتیجه واکنش پذیری بالاتری دارد. میتواند در دماهای پایینتر (به عنوان مثال، -10-30 درجه) جایگزین یکنواخت شود و تأثیر کمتری بر پیوندهای دوگانه ایزوپرن در لاستیک بوتیل دارد، که به حفظ مقاومت در برابر پیری اولیه و خواص نفوذپذیری پایین کمک میکند. لاستیک بوتیل بروم دار نرخ ولکانیزاسیون سریعتر و چسبندگی عالی را نشان می دهد، و به ویژه برای کاربردهای سطح بالا که نیاز به اتصال سطحی قوی دارند، مانند آب بندی خودرو و بسته بندی دارویی، مناسب است.
صرف نظر از عامل هالوژن کننده مورد استفاده، فرآیند سنتز باید بر اساس سیستم محلول لاستیک بوتیل باشد. لاستیک بوتیل جامد معمولاً در یک حلال آلکان (مانند هگزان یا سیکلوهگزان) حل می شود تا یک محلول همگن تشکیل شود، با کنترل دقیق بر رطوبت و محتوای یون فلزی برای جلوگیری از مسمومیت کاتالیست یا افزایش واکنش های جانبی. دمای واکنش هالوژناسیون، سرعت ورود هالوژن، زمان واکنش و غلظت کاتالیزور باید بر اساس درجه جایگزینی هدف بهینه شود: دمای بیش از حد بالا میتواند منجر به شکستن زنجیره یا پیوند متقابل بیش از حد- شود، در حالی که دمای بسیار پایین منجر به واکنشهای ناقص میشود. معرفی سریع هالوژن می تواند منجر به جایگزینی بیش از حد محلی شود و مناطق عملکرد ناهموار ایجاد کند. در طول واکنش، نظارت بر زمان واقعی محتوای هالوژن (مثلاً از طریق تیتراسیون یا یک آنالایزر آنلاین هالوژن) و تغییرات رنگ محلول با تنظیمات به موقع برای پارامترهای فرآیند ضروری است.
پس از هالوژناسیون، محصول خنثی و شستشو می شود. عوامل هالوژن کننده باقیمانده و محصولات جانبی اسیدی با استفاده از محلول های قلیایی (مانند محلول های کربنات سدیم رقیق یا محلول های هیدروکسید سدیم) خنثی می شوند. شستشوی چند مرحلهای با آب یا شستشوی اسید رقیق نمکهای محلول و هالوژنهای واکنش نداده را حذف میکند و خلوص محصول را تضمین میکند. فرآیندهای بعدی تخلیه و خشک کردن از تقطیر خلاء یا جداسازی برای حذف حلالها و محصولات جانبی-مولکولی{5} کم وزن، و به دنبال آن گردش هوای گرم یا خشک کردن خلاء برای کاهش رطوبت به سطوح بسیار پایین استفاده میکنند. برای محصولاتی که نیاز به دانه بندی دارند، می توان اکستروژن و گلوله سازی را در حالت مذاب انجام داد و به دنبال آن خنک سازی برای به دست آوردن گرانول های یکنواخت برای پردازش و اندازه گیری بعدی آسان تر انجام می شود.
در سالهای اخیر، بهینهسازی روشهای سنتز بر سبز شدن و دقت متمرکز شده است: توسعه کاتالیزورهای اسید جامد قابل بازیافت برای کاهش خوردگی و تخلیه فاضلاب. استفاده از فناوری واکنش جریان پیوسته برای بهبود کارایی و ایمنی انتقال حرارت؛ و ترکیب نظارت آنلاین و{0}}کنترل حلقه بسته برای دستیابی به تنظیم زمان واقعی درجه جایگزینی و توزیع وزن مولکولی، در نتیجه کاهش تنوع دستهای و بهبود کارایی تولید.
به طور کلی، روش سنتز لاستیک بوتیل هالوژنه حول هالوژنه شدن محلول لاستیک بوتیل می چرخد و اتم های هالوژن را از طریق واکنش های کلر یا برماسیون وارد می کند. همراه با شستشوی دقیق خنثیسازی، خشککردن عرقزدایی، و قالبگیری دانهبندی، یک سیستم آمادهسازی مقیاسپذیر و قابل تنظیم شکل میگیرد. هم افزایی و کنترل دقیق هر مرحله نه تنها یکنواختی ساختار و خواص محصول را تضمین می کند، بلکه مواد اولیه با کیفیت بالا را برای کاربردهای پایین دستی در لاستیک ها، مهر و موم ها، مواد دارویی و حفاظت شیمیایی فراهم می کند.