Способ получения 3,4-полиизопрена

 

Использование изобретения: промышленность синтетического каучука, шинная, резино-техническая, электротехническая промышленность, изготовление обуви. Сущность изобретения: проводят полимеризацию изопрена в среде углеводородного растворителя. Каталитическая система анионного типа состоит из н-бутиллития и соединения щелочного металла, выбранного из группы, включающей тетрагидрофурфурилат натрия, тетрагидрофурфурилат калия и сочетание диизобутилалюмината калия с диметиловым эфиром диэтиленгликоля. 1 табл.

Изобретение относится к технике стереоспецифической полимеризации изопрена, а сам полиизопрен с преимущественным содержанием 3,4-звеньев находит применение в шинной, резино-технической, электротехнической промышленности, при изготовлении обуви и т.д.

Известен способ получения полиизопрена полимеризации изопрена в среде углеводородного растворителя в присутствии литиевых катализаторов [1] Однако, содержание 3,4-звеньев в полиизопрене достигает лишь 6 7% Наиболее близким к изобретению является известный способ получения 3,4-полиизопрена полимеризацией изопрена в среде углеводородного растворителя в присутствии катализатора на основе реактива Гриньяра [2] Известный способ позволяет получить 3,4-полиизопрен с выходом 93 99% Технической задачей изобретения является получение 3,4-полиизопрена на катализаторах на основе соединений щелочных металлов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения 3,4-полиизопрена полимеризацией изопрена в среде углеводородного растворителя в присутствии алионного катализатора в качестве последнего используют каталитическую систему, состоящую из н-бутиллития и соединения щелочного металла, выбранного из группы, включающей тетрагидрофурфурилат натрия, тетрагидрофурфурилат калия и сочетание диизобутилалюмината калия с диметиловым эфиром диэтиленгликоля (диглимом).

Сущность изобретения заключается в том, что полимеризацию изопрена проводят в среде углеводородного растворителя (толуол, гексан) и в присутствии указанных каталитических систем, например, следующего состава: н-бутиллитий и тетрагидрофурфурилат натрия при атомном соотношении - натрий: литий 0,1:1 до 2:1. При соотношении меньше 0,1:1 процесс полимеризации изопрена протекает с невысокой скоростью (выход полимера за 4 часа 43%), а содержание 3,4-звеньев менее 50% повышение соотношения более 2:1 не приводит к увеличению количества 3,4-звеньев, а молекулярная масса полимера снижается, н-бутиллитий и тетрагидрофурфурилат калия или R(OCH₂CH₂)_nOK, где R углеводородный радикал С₁-C₄, n=1 или 2 при атомном отношении калий:литий от 0,03 до 1,0. Пределы отношений выбраны по тем же причинам, что и для катализатора н-бутиллитий тетрагидрофурфурилат натрия, н-бутиллитий -диглим-диизобутилалюминат калия при атомном отношении - калий:литий от 0,1 до 0,5 и диглим-литий 0,3. Указанные пределы обеспечивают при использовании в качестве растворителя толуола получение низкомолекулярного полиизопрена с содержанием 3,4-звеньев в пределах 50 70% Дальнейшее повышение отношения К/hi не приводит к изменению молекулярных параметров полимеров.

Во всех случаях процесс полимеризации изопрена проводят в 3-х литровом металлическом реакторе с мешалкой и рубашкой, устройствами для загрузки и выгрузки, замерами температуры и давления.

Условия процесса для каждого примера и характеристики полимера приведены в таблице.

В реактор загружают шихту раствор изопрена в толуоле или гексане. При постоянном перемешивании в реактор вводят соответствующие растворы н-бутиллития (концентрация 0,2 0,25 мол/л) и других компонентов каталитической системы (0,1 0,3 моль/л рабочая концентрация).

После проведения полимеризации проводят дезактивацию катализатора и стабилизацию полимера антиоксидантом 0,2 0,45 мас. агидола-2 (НГ-2246). Выделение полимера осуществляют путем отгонки растворителя на роторно-пленочном испарителе под вакуумом.

Полученный полиизопрен характеризуется молекулярной массой (ММ), микроструктурой, а для низкомолекулярного полимера дополнительно динамической вязкостью, определяемой по прибору Хепплера.

Пример 1.

В качестве каталитической системы применяют н-бутиллитий - тетрагидрофурфурилат натрия (н-Вuhi-ТГФН) при атомном соотношении Na/hi=0,1:1. Растворитель толуол.

Пример 2.

В качестве каталитической системы применяют н-Buhi-ТГФН при атомном соотношении Na/hi=1,0. Растворитель толуол.

Пример 3.

В качестве каталитической системы применяют н2-Buhi-тетрагидрофурилат натрия при атомном соотношении Na/hi=2,0. Растворитель гексан.

Пример 4.

В качестве каталитической системы применяют н-Buhi-тетрагидрофурфурилат калия (ТГФК) при атомном соотношении K/hi=0,03. Растворитель гексан.

Пример 5.

В качестве каталитической системы применяют н-Buhi-ТГФК при атомном соотношении К/hi=0,3. Растворитель толуол.

Пример 6.

В качестве каталитической системы применяют н-Buhi-ТГФК при атомном соотношении К/hi=0,5. Растворитель толуол.

Пример 7.

В качестве каталитической системы применяют н-Вuhi-диглим (ДГ)-диизобутилалюминат калия (ДИБАК) при мольном соотношении ДГ/hi=0,3, K/hi=0,1. Растворитель гексан.

Пример 8.

В качестве каталитической системы применяют н-Buhi-ДГ-ДИБАК при мольном соотношении ДГ/hi=0,3, K/hi=0,3. Растворитель толуол.

Пример 9.

В качестве каталитической системы применяют н-Buhi-ДГ-ДИБАК при мольном соотношении ДГ/hi=0,3, K/hi=0,5. Растворитель толуол.

Формула изобретения

Способ получения 3,4-полиизопрена полимеризацией изопрена в среде углеводородного растворителя в присутствии анионного катализатора, отличающийся тем, что в качестве анионного катализатора используют каталитическую систему, состоящую из н-бутиллития и соединения щелочного металла, выбранного из группы, включающей тетрагидрофурфурилат натрия, тетрагидрофурфурилат калия и сочетание диизобутилалюмината калия с диметиловым эфиром диэтиленгликоля.

РИСУНКИ

Рисунок 1