聚丁二烯的合成工艺及应用范围的立项申请市场研究 - 社会稳定性评价报告_商业计划书_产业发展规划_立项报告扶持资金申请_稳评

聚丁二烯的合成工艺及应用范围的立项申请

第一节聚丁二烯的简介

1,3-丁二烯的聚合物。英文缩写为PB。随所用催化剂、聚合方法和聚合条件的不同而生成各种不同结构的聚丁二烯,如顺-1,4-聚丁二烯（见彩图）、反-1,4-聚丁二烯、1,2-聚丁二烯，以及顺-1,4、反-1,4和1,2三者混杂结构的聚丁二烯。顺-1,-4聚丁二烯（简称顺丁橡胶,英文缩写为CBR）和混杂结构的聚丁二烯是合成橡胶，称为丁二烯橡胶BR,而1,2-聚丁二烯主要用作胶粘剂和密封剂。（立项申请）

第二节聚丁二烯的合成工艺

自由基乳液聚合　典型的乳液体系含水、单体、引发剂和乳化剂（皂）。常用引发剂有：过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、对异丙苯过氧化氢和偶氮二异丁腈。调节剂为硫醇，主要起链转移作用，可调节分子量。乳液聚合不能得到结构规整的聚丁二烯。例如，丁二烯于5～50℃进行乳液聚合,所得聚合物的微观结构如下：顺式－1,4占13%～19%;反式-1,4占69%～62%;1,2结构占17%～19%。

负离子聚合　最老的方法是用钠作催化剂，德国和苏联都生产过丁钠橡胶；美国用丁基锂生产聚丁二烯。由于用烷基锂容易控制引发过程，广泛用来研究丁二烯的负离子聚合。用金属锂或丁基锂在烃类溶剂中聚合得到的聚丁二烯中，顺式-1,4结构含量约为35%，可用于生产低顺丁橡胶;而在四氢呋喃溶液中主要形成1,2结构。

配位聚合用齐格勒-纳塔催化剂可合成出不同立体结构的聚丁二烯（见配位聚合）。工业上重要的催化剂有四种：钛、钴、镍和稀土催化剂体系。①钛催化剂：采用TiI4与AlR3或 TiCl4与AlI3-AlH3-mXm（X为卤素）,可制得高顺式聚丁二烯, 但催化剂用量较大, 凝胶较多。不含碘的钛催化剂得不到高顺式聚丁二烯。TiCl4与CdR2可得高反式-1,4-聚丁二烯，而Ti(OR)4与AlR3可得高全同1,2-聚丁二烯；改变烷基金属或配位体可得到完全不同的结构。钛系催化剂最先被工业上采用,所得聚丁二烯中顺式-1,4结构的含量为90%～94%。②钴催化剂:钴盐和氯化二乙基铝可形成均相催化剂，用水或氧作活化剂。催化效率有的可达105克聚丁二烯/克钴，顺式结构的含量，高的可达99%。③镍催化剂：虽然开发较晚，但它是工业化的优良催化剂，由环烷酸镍、三氟化硼和三烷基铝组成,聚合可在脂肪烃中进行。当 Al/B(摩尔比)为0.3～0.7时活性最高。在庚烷中制备的聚合物, 其分子量约比在甲苯中制备的高一倍。顺式结构的含量达98%。④稀土催化剂：这是中国发展的一个体系，是由环烷酸稀土〔Ln(naph)3〕、氯化二乙基铝和三异丁基铝组成的三元体系，均用脂肪烃作溶剂。所得聚丁二烯的顺式-1,4结构的含量可达99%,分子量可达数百万,分子量分布宽。在意大利曾采用烷氧基稀土三元体系和铀系催化剂均已合成高顺式聚丁二烯。此外，用钒催化剂可合成高反式聚丁二烯。钒、铬和钼催化剂在一定条件下可合成1,2-聚丁二烯。不同配位催化剂所得聚丁二烯的微观结构见表。

第三节聚丁二烯的特点

1，3-丁二烯的聚合物。英文缩写 PB。按结构不同可分为顺式 -1，4 -聚丁二烯（又称顺丁橡胶，CBR ）、反式-1，4-聚丁二烯，以及1，2 -聚丁二烯。后者还有全同和间同立构之分。顺式-1，4-聚丁二烯的玻璃化温度－ 106℃，结晶熔点3℃，晶体密度1.01克/厘米3，而 1，2 -聚丁二烯的密度0.93克/厘米3，玻璃化温度-15℃，熔点 128℃（全同）和156℃ （间同）。不同结构的聚丁二烯之性能差别很大，CBR 有高弹性和低滞后性，高抗拉强度和耐磨性，拉伸时可结晶。

高反式-1，4-聚丁二烯的结晶性大，回弹性差。而1，2-聚丁二烯为非晶态，低温性能较差。聚丁二烯可用硫黄硫化，硫化时并发生顺-反异构化。对于1，4—加成的双烯类聚合物，由于内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式构型与反式构型之分，如聚丁二烯有顺、反两种构型：其中顺式的1，4—聚丁二烯，分子链与分子链之间的距离较大，在常温下是一种弹性很好的橡胶；反式1，4—丁二烯分子链的结构也比较规整，容易结晶，在常温下是弹性很差的塑料。