Синтез бутилкаучука с использованием модифицированной каталитической системы на основе хлористого алюминия

• Автор: Маркина, Елена Александровна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Классические исследования в области катионной

сополимеризации

1.2 Теоретические основы получения бутил каучука

1.2.1 Общие представления о катионной полимеризации,

катализаторы

1.2.2 Механизм полимеризации и сополимеризации изобутилена

1.2.3 Факторы, влияющие на процесс катионной полимеризации изобутилена

1.2.4 Влияние примесей на процесс получения бутилкаучука

1.2.5 Закономерности катионной полимеризации

1.2.5.1 Особенности катионной сополимеризации
1.2.5.2 Особенности полимеризации изобутилена
1.2.5.3 Особенности полимеризации изопрена
1.2.6 Проблемы катионной полимеризации и их решения
1.3 Промышленные технологии получения бутилкаучука
1.4 Свойства бутилкаучука
2 Характеристики сырья, методики проведения экспериментов, анализов и обработки данных
2.1 Характеристика материалов, реактивов и готового продукта
2.2 Лабораторная методика синтеза бутилкаучука
2.2.1 Подготовка исходных продуктов для проведения полимеризации
2.2.2 Синтез бутилкаучука
2.3 Методы анализа полученного сополимера
2.3.1 Определение устойчивости суспензии
2.3.2 Определение молекулярной массы бутилкаучука вискозиметрическим методом
Определение непредельности бутилкаучука
йодортутиоацетатным методом
Методика определения молекулярномассового распределения ММР методом гельпроникающей хроматографии Методика определения вязкости по Муни
Определения эксплуатационных свойств полученного полимера Синтез алкилхлоридов Синтез димеров изобутилена Синтез тримеров пропилена
Гидрохлорирование димеров изобутилена и тримеров пропилена Определение массовой концентрации хлора в тримерах пропилена и димерах изобутилена
Определение адсорбционных характеристик на границе раздела раствор хлорметилалкилхлорид полимер
Определение температуры стеклования в образцах бутилкаучука, синтезированных при различных температурах Оценка влияния заместителей в образовавшихся карбкатионах методом спектроскопии ЯМР Подготовка карбкатионов
Определение химического сдвига с помощью ЯМР ,3С в карбкатионах с целью оценки влияния заместителей в ал кил хлор идах
Определение констант сополимеризации изобутилена с изопреном в синтезе бутилкаучука с использованием алкилхлоридов
Исследование различных стабилизирующих систем для каталитической системы на основе хлористого алюминия
Вода классический промотирующий агент каталитического комплекса на основе хлористого алюминия Снижение начальной скорости полимеризации путем
модифицирования каталитической системы на основе хлористого алюминия изопреном
Стабилизация каталитической системы на основе хлорида алюминия алкилхлоридами
Исследование кинетики сополимеризации изобутилена с изопреном в присутствии галоидалкилов методом начальных скоростей
Исследование влияния природы алкилхлорида на реакционную способность и стабильность карбкатиона методом ЯМРспектроскопии
Константы сополимеризации изобутилена с изопреном в присутствии алкилхлоридов
Влияние природы алкилхлоридов в составе каталитической системы на молекулярную массу бутилкаучука Изучение поверхностноактивных свойств алкилхлоридов Влияние природы галоидалкилов на физикомеханические свойства бутилкаучука
Влияние алкилхлоридов на процесс получения бутилкаучука при повышенной концентрации изобутилена в шихте Опытнопромышленные испытания синтеза БК с использованием каталитического комплекса на основе хлорида алюминия, модифицированного изопреном или алкилхлоридами Блоксхема синтеза бутилкаучука с использованием стабилизирующего каталитического комплекса Выводы
Список использованной литературы


Анализ литературных данных показал, что с целью улучшения показателей синтеза БК, предотвращения возникновения градиента температур, улучшения устойчивости суспензии БК применяются различные способы. Однако до сих пор не разработаны научнообоснованные подходы к управлению активностью каталитической системы и устойчивостью суспензии, позволяющие обеспечить стабильное протекание сополимеризации ИБ с ИП. Кроме того, отсутствует количественная оценка влияния различных соединений на показатели процесса, в том числе на активность катализатора и начальную скорость процесса. Во второй главе приведены характеристики исходного сырья и вспомогательных материалов, используемых в синтезе бутилкаучука. Изложены методики синтеза и анализа исходных соединений и получаемых продуктов, использованные в работе. Описана лабораторная установка синтеза бутилкаучука. В третьей главе приведены результаты исследований синтеза К К с использованием каталитической системы на основе хлористого алюминия, модифицированной ИП, алкилхлоридами. Определены оптимальные условия, обеспечивающие образование устойчивой суспензии бутилкаучука в хлорметиле. Работа выполнена в рамках ФЦП Научные и научнопедагогические кадры инновационной России на гг. Благодарность. Автор выражает глубокую признательность и благодарность к. Софроновой О. В. за помощь и консультацию в постановке задач, выполнении и обсуждении работы, а также коллективу лаборатории сополимеров НТЦ ОАО НКНХ за помощь, оказанную при выполнении экспериментов. Отто и МюллерКунради 1. В этом патенте описана низкотемпературная полимеризация ИБ в присутствии ВБз, протекающая с образованием высокомолекулярных твердых продуктов. Это открытие заложило основу целой промышленности по производству полиизобутилена отрасли, имеющей в настоящее время огромное практическое значение. Наиболее важный промышленный продукт, полученный методом катионной полимеризации, это, несомненно, БК статистический сополимер изобутилена и изопрена, синтезируемый в присутствии хлорида алюминия в растворе мегилхлорида. БК был открыт в США в году Томасом и Спарксом. В году, к работе Отто по поискам способов получения ПИБ высокой молекулярной массой присоединился Томас, и вскоре им удается найти условия последовательного синтеза полиизобутилена молекулярной массы порядка . Следующим шагом было получение каучукоподобного ПИБ, но после этого исследователи сделали вывод о том, что полимеры ИБ могут найти весьма ограниченное применение изза неспособности к вулканизации. Образовалась белая масса каучукоподобного полимера, который не растворялся в четыреххлористом углероде и других растворителях. Однако основной патент на БК был выдан только в г. Дальнейшие эксперименты были направлены на получение растворимого продукта, способного к вулканизации. Томасу и Спарксу впоследствии удастся показать, что ИП является лучшим сомономером по сравнению с бутадиеном, так как он обладает большей реакционной способностью и позволяет получить полимер вулканизующийся быстрее. Важное открытие в области катионной полимеризации было сделано Манчестерском университете в лаборатории Поляни. В гг. Поляни, Плеш, Эванс с сотрудниками сообщают в серии статей, что тщательно очищенный и высушеный ИБ не полимеризуется в присутствии ВБ3 и или Т1С, однако полимеризация начинается сразу после введения очень небольших количеств воды 4. Эти авторы называют НУ Н2О, НС1 и. Область КП быстро расширяется. Многие группы исследователей в разных странах работают в этой отрасли химии и всячески содействовали ее дальнейшему развитию. Это связано с существованием огромного разнообразия мономеров, полимеризующихся по катионному механизму, с потенциальным промышленным интересом к этой области изза дешевизны мономеров и галогенидов металлов Фридсля Крафтса. Плеш, возможно самый первый исследователь этой области, работающий в ней с начала х годов, занимается выяснением деталей инициирования полимеризации углеводородов ИБ галогенидами Фриделя Крафтса, например А1Вг3, в отсутствие протогенных примесей.