分析合成1,2—聚丁二烯的催化劑體系
發(fā)布時間:2018-06-21 來源: 感恩親情 點擊:
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摘要:文章通過下文對合成1,2-聚丁二烯的相關(guān)催化體系進行了論述,采用了烷基鋰化合物及Ziegler-Natta型催化劑體系,目的是為將新型1,2-聚丁二烯用催化劑合成與研究出來而做出貢獻。
關(guān)鍵詞:合成1,2-聚丁二烯;催化劑;體系
【中圖分類號】TQ426.94 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2016)34-0023-01
按照立構(gòu)規(guī)整性不同,可以將 1,2-聚丁二烯分成無規(guī)、全同和間同三種形式。其中每種性質(zhì)都有自身獨特的一面,因此,就會展現(xiàn)出不同的催化性質(zhì)。那么,為了能夠更好的掌握這方面的內(nèi)容,文章通過下文對相關(guān)方面的內(nèi)容進行了探究。
一、幾種常見的催化體系
1.鈷系催化體系
如果將間同1,2-PB用鈷系催化劑合成出來,它會呈現(xiàn)出較高的分子鏈活性,其產(chǎn)物也會有較高的間規(guī)度。其中,Co(acac)3/Al(Et)3/H2O/
CS2體系、CoBr2/Al(i-Bu)3/H2O/三苯基膦(PPh3)已經(jīng)成為工業(yè)化的鈷系PB用催化劑。
只有在鹵化烷烴中前者才有充足的活性,其所生成的聚合物有著較低的結(jié)晶度,并且,CS2和鹵化烷烴類溶劑都有毒,會污染到環(huán)境;后者所生成的物質(zhì),有著較大的結(jié)晶度,較高的結(jié)晶熔點,加工起來比較困難。
那么,隨著技術(shù)的發(fā)展,研究的不斷進步,開始將MAO作為1,2-聚合的主要催化劑進行研究。將新型的含磷配體的鈷系催化劑開始研究開發(fā)出來。其定向性和催化活性都有所提升。將PPh3加入到CoCl2/MAO體系中,然后按照具體的加入量,對PB中1,2-結(jié)構(gòu)含量進行調(diào)節(jié)。
2.鋰系催化體系
同系及丁基鋰的種種異構(gòu)體是引發(fā)丁二烯負離子聚合制備1,2-PB的鋰系常見催化劑。有很多優(yōu)點存在于該體系中。如對乙烯基含量調(diào)節(jié)更加方便,將極性添加劑加入到體系中,能夠使乙烯基含量得到改善,對范圍寬度能夠進行調(diào)節(jié),將可以多樣性的乙烯基含量的PB催化劑制作出來。具有簡單的生產(chǎn)工藝流程;具有較高的催化活性,較高的生產(chǎn)效率。所以,在制備通用型乙烯基PB時它已經(jīng)成為一種重要的催化體系。并且,通過大量的研究發(fā)現(xiàn),將六甲基磷酰三胺等加入進去,也能夠獲得到多種乙烯基含量的PB。然而,也有一些缺點和不足存在于鋰系催化劑中,如,它所生成的PB相對分子質(zhì)量,會較狹窄的分布,有著較差的物理機械性,還有較大的冷流傾向。
3.鈦催化體系
這種催化體系會生成一定的聚合物,并且,由鈦結(jié)合的負離子決定著其聚合產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)。其中,很多鹵化物會誘發(fā)二烯出現(xiàn)1,4加成聚合反應(yīng);如果是一些極性物質(zhì)和鈦結(jié)合,這樣,就會生成1,2加成聚合物。并且,這種催化體系還能夠生成35%-60%的無定型乙烯基結(jié)構(gòu)的MVPBR。例如,有關(guān)研究者通過Ti(OCH)4/Al(i-Bu)3構(gòu)成的催化劑,將相對高的分子1,2結(jié)構(gòu)摩爾分數(shù)彈性體制作出來。
在我們國家中,研究鈦催化體系形成1,2-PB的時間較晚,也很少見到有關(guān)這方面的報道,其中,主要將MVPBR的合成作為研究的重點。其中,這種催化體系也有一定的不足之處,主要表現(xiàn)在其催化活性不高,只在2%以上的產(chǎn)物聚膠含量。
4.鐵催化體系
在合成1,2-PB時,鐵催化劑也是一種重要的催化體系。最初研究鐵系催化劑時,主要以二價鐵為主。然而,通過研究發(fā)現(xiàn),其有著較低的催化活性,立構(gòu)規(guī)整性在其產(chǎn)物中也較差,經(jīng)常將較低相對分子質(zhì)量的液體聚合物生成出來,所以,工業(yè)化生成并未實現(xiàn)。然而,進入20世紀70年代以后,開始以三價鐵入手,研究鐵系催化劑。以含硫、含氮、含氧化合物作為催化劑,然后進行二烯烴聚合生產(chǎn),從而能夠有效的提升催化活性,從而將較高間同含量的1,2-PB產(chǎn)物制作出來,一些即便獲得了高聚物,然而,卻有著較高的凝膠含量,獲得的聚合物,會嚴重變色。Ricci等對這方面進行了研究,研究得出,在將二烷基亞磷酸酯作為催化劑時,在溫度較高的環(huán)境下將間同1,2的催化劑制作出來,使得有著較高的工業(yè)化開發(fā)價值存在于鐵系催化劑合成HVPBR中,然而,聚合產(chǎn)物立構(gòu)規(guī)整性會嚴重的受到該體系的組分配比影響。Fe(acac)3/MgBu2/二烷基亞磷酸酯是由Luo[21]發(fā)明1種鐵系催化劑,利用催化劑中某一組分的濃度變化,將熔點在100-190℃下進行調(diào)節(jié)獲取。在橡膠和樹脂添加劑中都比較適合應(yīng)用這種添加劑,在硫化交聯(lián)加工時,也可以應(yīng)用這種催化劑。其中,鐵系催化二烯烴聚合物是以烷基磷酸酯化合物為配體,按照聚合條件和催化體系組分間配比的不同,能夠?qū)⑷埸c、無規(guī)HVPBR、間規(guī)度的催化體系構(gòu)建起來,進而將不同彈性體系的1,2-PB熱塑彈性體生成出來。
5.鎢、鉻催化體系
鎢、鉻都是第Ⅵ族元素,兩者有著非常相似的化學(xué)性質(zhì)。其中,仲崇祺研究了以烷基鋁/WCl6醇(酚)為催化劑,然后分析了1,2的立體結(jié)構(gòu)摩爾分數(shù)和鏈節(jié)結(jié)構(gòu)摩爾分數(shù)。通過實驗得知,其所得到的催化劑,通常缺乏催化活性。
通過鉻系催化劑能夠?qū)⒏咭蚁┗g同和全同的PB合成出來,但是,其所合成得到的物質(zhì)卻有著較大的毒性物質(zhì),會嚴重的污染環(huán)境。所以,有關(guān)這方面的研究相對不多。其中,通過鎂有機化合物/磷的烷氧基化合物/鉻有機化合物構(gòu)成的三元催化劑,所制備出的1,2-PB,同普通的催化劑進行比較,其熔點和間同含量都比較高,通過此種方法,能夠得到97%1,2結(jié)構(gòu)摩爾分數(shù),還有90%的間同結(jié)構(gòu)摩爾分數(shù)的1.2-PB。
二、實驗探究
原料:選用Ti(OC:HS)4、TICI、作為分析純材料。選擇專門廠家生產(chǎn)的丁二烯系產(chǎn)品,聚合處理,然后通過蒸餾和活性氧化鋁浸泡應(yīng)用。選擇應(yīng)用工業(yè)級的烷,也進行浸泡和蒸餾處理。用活性氧化鋁對其浸泡數(shù)周后再應(yīng)用。
制備分析:在高純氮氣保護下制備的Ti(Oc2H5)kCL4,混合處理TiCL4與TI(OC2H5)4,在室內(nèi)溫度下,進行半小時的反應(yīng)處理,然后將乙烷注入進去,然后在1.0×10-3控制其濃度。之后再將溫度加熱到50℃,再反應(yīng)2小時后,進行密封處理。
聚合:在20毫升的聚合瓶內(nèi)進行聚合處理,在氮氣養(yǎng)護下,烤干抽空聚合瓶,然后將A1(i一Bu)、TI(OC2H5)4、乙烷溶液一次加入進去。然后在恒溫水浴內(nèi)反應(yīng)。在14克/100毫升控制單體濃度。進行8小時左右的聚合處理。在完成聚合后,將聚合物沉淀出來,干燥恒重處理后,再進行分析。
三、結(jié)語:
綜上所述,有乙烯基側(cè)基存在于1,2-PB分子主鏈上,有著生熱低、抗?jié)窕院湍屠匣膬?yōu)點,所以,在制作汽車和飛機輪胎時都發(fā)揮著巨大作用。同時,因為相對分子量和微觀結(jié)構(gòu)的不同,在很多領(lǐng)域內(nèi)也開始大量的應(yīng)用1,2-PB材料。然而,這屬于一種復(fù)雜的物質(zhì),其制作與生成過程中需要相應(yīng)的催化劑幫助才能夠完成生產(chǎn)。因此,文章通過上文以合成1,2-聚丁二烯相關(guān)催化體系的有關(guān)內(nèi)容進行了探究。
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