Полиизопрен, полимеризация на AI—Ti—V-катализаторах

Катализаторы ионно-координационной полимеризации характеризуются избирательностью каталитического действия. Так, например, транс-1,4-полиизопрен наиболее регулярной структуры получают на каталитической системе, состоящей из триэтилалюминия и треххлористого ванадия ч с-1,4-полиизопрен—-на катализаторах, получающихся при взаимодействии триалкилалюминия с четыреххлористым титаном при мольном отношении алюминий титан, близком к единице. [c.246]

Полибутадиен и полиизопрен высокого молекулярного веса получают анионной полимеризацией. Катализаторами служат, например, щелочные металлы. Полимеризация проходит путем последовательного внедрения молекул мономера по связи углерод — металл, поэтому структура макромолекул определяется природой металла. При одних и тех же условиях полимеризации полибутадиен, полученный 3 присутствии натрия, содержит 34% цис-1,4-звеньев, в присутствии калия — 43%, лития — около 60%. Скорость образования начального активного центра намного меньше скорости роста макроаниона, поэтому невозможно выделить промежуточные продукты и изучить их состав. [c.278]

При литиевой полимеризации (в стерильных условиях и при умеренных температурах) почти отсутствуют реакции передачи и ограничения полимерных цепей, и рост макромолекул протекает по механизму живых цепей. Средняя молекулярная масса полимеров увеличивается с увеличением глубины превращения мономера и уменьшается с увеличением концентрации катализатора. Литиевые полиизопрен и полибутадиен характеризуются линейным строением макромолекул и узким ММР [5]. В табл. 1 [c.56]

Важнейшим фактором, влияющим на направление реакций полимеризации изопрена под влиянием литийорганических соединений, является чистота мономера и углеводородного растворителя. Вещества электронодонорного характера даже в очень малых количествах снижают стереоселективность действия катализатора, а при проведении полимеризации в среде электронодоноров в полиизопрене отсутствуют цмс-1,4-звенья (табл. 3). [c.209]

При промышленном производстве полимеризация изопрена осу-ш ествляется в растворе бензола, гептана или циклогексана. Первоначально приготовляется раствор комплексного катализатора в бензоле, затем добавляется изопрен в таком количестве, чтобы его содержание в растворе составляло 17—18%. Смесь направляется в полимеризатор. В непрерывно действующих аппаратах полимеризация проводится при 30° С при перемешивании. Для того чтобы выделить образовавшийся каучук из раствора, добавляют смесь метилового и изопропилового спиртов. Если в качестве катализатора применяется литий, то полимеризацию ведут при 46—60° С. Выделенный полиизопрен обрабатывают для получения сырого каучука как исходного материала для производства различных резиновых изделий. [c.334]

В последующем катализаторы Циглера—Натта нашли широкое применение при полимеризации любых мономеров — пропена, бутенов, диеновых углеводородов С — С. В результате появились полипропилен, г<ис-полибутадиен и 1<ис-полиизопрен (об этом см. в разделе Соревнуясь с природой в этой же главе), различные [c.126]

Применение катализаторов Циглера — Натта позволяет синтезировать практически 100%-ный стереорегулярный (пространственно упорядоченный) полибутадиен с полимеризацией мономеров только в 1,4-положениях и созданием u -конфигурации в каждом элементарном звене (1,4-г ис-полибутадиен). По некоторым показателям этот полимер мало отличается от натурального каучука, а по стойкости к процессам старения даже превосходит его. Этим же методом можно получать изотактический полипропилен, а также полиизопрен (1,4-г с-полиизопрен), который служит синтетическим заменителем натурального каучука. [c.398]

Чв -1,4-ПОЛИИЗОПРЕН, КООРДИНАЦИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ НА А1—Т1-КАТАЛИЗАТОРАХ [c.60]

Стереорегулярные каучуки, главным образом полибутадиен и полиизопрен, обладают высокой эластичностью и другими ценными свойствами. Во многих отношениях они равноценны натуральному каучуку и даже превосходят его и имеют значительные преимущества перед другими синтетическими каучуками общего назначения. Для получения стереорегулярных каучуков используется метод полимеризации в растворах в присутствии стереоспецифических катализаторов—лития и его органических производных (например, бутиллития), комплексных катализаторов (алкилалюминия в сочетании с галогенидами титана, кобальта, ванадия) и др. [c.483]

Другой вид синтетического натурального каучука — коралловый каучук — также представляет собой цис-Л, 4-полиизопрен. Он получается при ионной полимеризации тщательно очищенного изопрена. Катализатор —дисперсия лития в вазелине или петролатуме. Сырой продукт освобождается от лития обработкой уксусной кислотой, промывается и высушивается. Готовый продукт менее светостоек, чем натуральный каучук, но превосходит его по термостойкости. Каучук имеет в основном структуру цис-1,4 (94,3% двойных связей находится в цепи) и содержит лишь незначительное число структур 3,4-, 1,1- и [c.517]

Полимеризацией изопрена на катализаторах Циглера— Натта м. б. получены полимеры (напр., IA-транс-полиизопрен), близкие по свойствам к углеводороду гутты (см. Изопрена полимеры). Создание этих полимеров обусловило сокращение объемов потребления Г. [c.331]

Реакции литийалкилов в общем рассматривают как реакции соответствующих карбанионов. Литийалкилы широко применяют как стереоспецифические катализаторы для полимеризации алкенов, а именно изопрена, который при этом на 90% превращается в 1,4-г с-полиизопрен. Изучены и многочисленные другие реакции с алкенами. Комплексы литийалкилов с ТМЭДА особенно активны. Они не только полимеризуют этилен, но даже металлируют бензол и ароматические соединения, а также реагируют с водородом при 1 атм с образованием алкана и гидрида лития. [c.582]

Изопреновый (синтетический) каучук СКИ-3 получается путем полимеризации изопрена в среде инертного растворителя в присутствии комплексного катализатора (типа триалкилалюминий+четыреххлористый титан). Он представляет собой стереорегулярный ,4-полиизопрен, содержащий 92—99 о [c.39]

Полимеризация изопрена под влиянием катализаторов Циглера-Натта. Характерной особенностью реакций полимеризации изопрена в присутствии каталитической системы R3AI + Ti U является резкая зависимость скорости процесса от состава катализатора (рис. 6). Максимальный выход полимера наблюдается при строго эквимолекулярном содержании алюминия и титана. Это соотношение оптимально и с точки зрения получения высокомолекулярного стереорегулярного полимера. При избытке Ti U превалируют процессы катионной полимеризации, приводящие к малорастворимым полимерам, содержащим циклические фрагменты. Катализаторы, полученные при отношениях Al/Ti > 1, приводят к образованию наряду с ч -1.4-полиизопренами олигомерных продуктов — циклических и линейных димеров (тримеров) изопрена. Выход [c.211]

Тонкоизмельченный металлический литий также является катализатором полимеризации изопрена, протекающей при 30-4СРС, хотя наличие индукционного периода длительностью от 1 до 12 ч дает основание предполагать, что именно в течение этого периода образуются соединения, являющиеся дейст-вительньшш катализаторами полимеризации /64/. В присутствии и-бутиллития в бензоле или гептане образуется осадок, состоящий в основном тлз цис - полиизопрена-1,4. В этом случае индукционный период не наблюдался /37, 47/. Если и-бу-тиллитий использовался с этиловьп эфиром или с тетрагидро-фураном, образования осадка не происходило, система оставалась гомогенной, однако главным продуктом полимеризации был не ас-полиизопрен-1,4, а 3,4-полиизопрен. [c.131]

Изопрен входит в небольших количествах в бутилкаучук (98% изобутилена и 2% изопрена). Сейчас его с успехом полимеризуют в г г с-1,4-полиизопрен, который по своим свойствам весьма близок к естественному каучуку. Поэтому сейчас можно получать все типы каучуков, не имея плантаций. Полимеризацию г с-полиизопрена осуществляют либо при 30—40° в присутствии 0,1 % лития [48], либо с катализатором типа катализаторов Цигпера (гл. 7, стр. 136) в условиях, которые пока еще не опубликованы [49]. 2-Хлоропрен является исходным мономером для получения неопрена. Из других олефинов синтетические каучуки пока еще не производят. [c.225]

ИЗОПРЕНОВЫЕ КАУЧУКИ (СКИ, СКН-3, натсин, корал, америпол Эс-Эн, полиизопрен) — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, литийорганичес-ких соединений, пероксидных соединений и др. И. к. являются лучшими из синтетических каучуков. В отличие от других синтетических каучуков, И. к. практически равноценны натуральному каучуку и только немного уступают ему по эластичности. [c.104]

Наиболее эффективными стереоспецифическими катализаторами полимеризации являются гетерогенные комплексные металлоорганические катализаторы Циглера — Натта. Они получаются взаимодействием металлоорганических соединений металлов I—П1 групп Периодической системы с соединениями (преимущественно галогенидами) переходных металлов IV—У1П групп. Наиболее распространенная каталитическая система —это смесь Т1С1з и А1(С2Н5)з. Варьирование компонентов катализатора позволяет получать строго избирательные каталитические комплексы по отношению к соответствующим мономерам, а также высокую стереоспецифичность присоединения мономера к растущей цепи. Открытие комплексных металлоорганических катализаторов позволило получить высокомолекулярные стереорегулярные кристаллические поли-а-олефины, полидиены, полистиролы и др. (например, изо-тактические полипропилен, поли-а-бутен, 1,2-полибутадиен, 1,2- и 3,4-полиизопрены). При полимеризации диеновых углеводородов под влиянием катализаторов Циглера — Натта получают также стереорегулярные 1,4-полидиены, в частности, 1,4-чыс-полиизопрен, , 4-цис- и 1,4-транс-полибутадиены и др. [c.27]

Изопреновый (синтетический) стереорегулярный каучук СКИ-3 получается путем полимеризации изопрена в среде инертного растворителя в присутствии комплексного катализатора (типа триалкилалюминий + четыреххлористый титан). Он представляет собой стереорегулярный цыс-1,4-полиизопрен, содержащий 92— 99, Ь звеньев 1,4-г<ис-изомериой конфигурации. По своей молекулярной структуре и техническим свойствам он практически рав- [c.38]

Синтетические иолиизопрены, полученные методом эмульсионной полимеризации, содержат примерно 12— 14% 1,2-продукта, тогда как полиизопрен, полученный с натрием, имеет 50—55% 1,2-продукта остальное — в основном тра с-1,4-полимер и немного ( с-продукта. Установлено, что при полимеризации изопрена с титанорга-ническими соединениями, алкиллитием или с алкил-литийалюминием получают полинзопрен, который в основном идентичен цыс-1, 4-полиизопрену каучука нз гевеи. Более того, хотя металлический натрин в тонкораздробленном состоянии дает продукт, содержащий большой процент 1,2-присоединения, установлено, что тонкораздробленный металлический литий дает в основном те же результаты, что н металлоорганические производные. Приведенные ниже методики типичны для полимеризации изопрена с этим типом катализатора. Следует указать, что во всех этих реакциях полимеризации успех зависит от ряда факторов, наиболее важными из которых являются чистота мономера и отсутствие загрязнений в системе, особенно влаги или воздуха. [c.269]

Истинный механизм образования полимеров столь стереорегулярного строения, как уыс-1,4-полиизопрен, на стереоспецифических катализаторах изучен совершенно недостаточно. Проведено углубленное исследование катализатора, состоящего из триизобутилалюминия и четыреххлористого титана [210]. При смешении этих компонентов образуется твердый осадок, в котором титан практически полностью находится в состоянии низшей валентности. С увеличением количества алкилалюминрш это твердое вещество изменяется, превращаясь из коричневого треххлористого титана в другие соединения, в которых хлор частично замещен алкильными группами. Скорость полимеризации зависит от отношения алюминий титан максимальная скорость с получением целевого г мс-1,4-полиизопрена достигается при молярном отношении 1 1 вторичный максимум скорости наблюдается при отношении 3 1 и соответствует образованию смолистого полимера. С увеличением степени превращения собственная вязкость полимера возрастает, а затем стабилизируется. С точки зрения кинетики эта реакция имеет первый порядок по отношению к концентрации мономера при постоянном отношении алюминий титан и постоянной активности катализатора энергия активации ее равна около 14,4 ккал/молъ. Кинетика суммарной реакции может быть представлена уравнением [c.199]

В промч ти К.-и. п. осуществляют как крупнотоннажные непрерывные процессы. Полимеризацию чаще всего проводят в среде орг. р-рителя (см. Полимеризация в растворе), реже-методом газофазной полимеризации. В связи с высокой чувствительностью металлоорг. катализаторов к каталитич. ядам требуется высокая степень очистки мономеров и р-рителей от следов О2, Н2О и др. В промч ти К.-и. п. производят ок. /з общего кол-ва полиэтилена (полиэтилен высокой плотности и т. наз. линейный полиэтилен низкой плотности, т.е. сополимер этилена с небольшим кол-вом а-бутена), полипропилен, этилен-пропиленовые каучуки, высшие полиолефины, 1/ис-1,4-полиизопрен и 1/ис-1,4-полибутадиен (см. Изопреновые каучуки синтетические, Бутадиеновые каучуки). Суммарное мировое произ-во полимеров методами К.-и. п. измеряется многими млн. т. [c.465]

Полимеры изопрена можно получить искусственным путем они имеют ту же самую непредельную цепь и те же заместители (СНз-группу), что и натуральный каучук. Но полиизопрен, полученный в результате свободно-радикальной полимеризации, о которой уже говорилось выше, совсем не похож ва натуральный каучук по пространственному строению, натуральный каучук имеет 1 ис-конфигурацию (почти) всех двойных связей, а синтетический каучук представляет смесь цш- и трснс-изомеров. Синтетический каучук, полностью сходный с натуральным по своему пространственному строению, не удалось получить вплоть до 1955 г., поскольку для его получения потребовался совершенно новый тип катализатора, который обусловливает и совершенно иной механизм полимеризации (разд. 8.24). [c.255]

В атактическом полимере (8) метяльные группы хаотически распределены по обе стороны плоскости. Подбирая условия реакции, удается получить один из стереоизомерных полипропиленов. С помощью стереоспецифических катализаторов можно контролировать также конфигурацию двойных связей в поли.мере. Так, при полимеризации изопрена получен полимер, практически идентичный природному каучуку, т. е.. 4-полиизопрен. [c.308]

Содержание цыс-1,4-звеньев определяется в основном типом катализатора, применяемого для полимеризации изопрена. Так, применение циглеровскнх (на основе тетрахлорида титана и алюминийалкилов) катализаторов позволяет получить полиизопрен, содержащие до 98% цыс-1,4-звеньев, соединенных по принципу голова к хвосту , с физико-механнческими свойствами близкими к свойствам НК. Следует указать, что в НК практически 100 /о цис-1,А-зьенъеъ соединены по принципу голова к хвосту . При полимеризации на литийалкильных катализаторах полимер содержит до 93%) 1,4-звеньев и по ряду показателей уступает НК. Свойства вулканизатов поли- [c.152]

Реакции сопряженных 1,3-диенов, в частности бутадиена и изопрена, в присутствии различных комплексов переходных металлов, приводящие к линейным и циклическим олигомерам и те-ломерам, в течение последних лет являются областью интенсивных исследований. Эти реакции могут быть разделены на три типа полимеризацию, циклизацию и линейную олигомеризацию или теломеризацию. Полибутадиен и полиизопрен производят (В промышленных масштабах обычно с использованием титановых или никелевых катализаторов и применяют в основном в качестве синтетического каучука. Реакции циклизации будут рассмотрены в гл. 3, поэтому этот раздел посвящен линейной олигомеризации и теломеризации. [c.32]

Стереоспецифичность хромокисных катализаторов при полимеризации а-олефинов проявляется в ограниченной степени. При полимеризации пропилена на обычном хромокисном катализаторе образуется смесь продуктов — от маслообразных до твердых, содержащих наряду с атактическим полипропиленом некоторое количество изотактической фракции с молекулярным весом до 5 10. В то же время при полимеризации диеновых углеводородов аналогичный катализатор (окись хрома на алюмосили-катном носителе) приводит к образованию высокоупорядоченных полимеров. По данным Долгонлоска и сотрудников, полибутадиен и полиизопрен, полученные под влиянием этого катализатора, построены целиком из звеньев 1,4-транс [63]. Стереоспецифичность катализатора иногда удается резко повысить с помощью промоторов. Так, высокая степень изотактичности полипропилена достигается при промотировании обычного хромокисного катализатора дибутилцинком. [c.435]

Как показал Натта [87, 201, 221, 222], 1 мс-1,4-оолибутадпен весьма однородного строения образуется при полимеризации бутадиена в присутствии катализаторов Циглера. Этот полимер отличается высокоэластическими свойствами, превосходя в некоторых отношениях даже натуральный каучук. Он известен иод названием каучук цис-1, . С другой стороны, он хуже поддается обработке, чем натуральный каучук пли полиизопрен, и поэтому его применяют в смеси с натуральным каучуком [213]. [c.200]

Уже этого краткого рассмотрения основных характеристик полимеров достаточно для того, чтобы понять, что генезис, т. е. способ получения макромолекул из низкомолекулярных молекул мономеров, влияет практически на все основные свойства полимера. В природе полимеры (за исключением некоторых смол) образуются, как правило, с высокой степенью химической и пространственной регулярности, с правильным чередованием звеньев в структуре полимера. Это, например, молекулы целлюлозы, натурального каучука ( цыс-1,4-полиизопрен), белков и нуклеиновых кислот. В формировании природных полимеров принимают участие соответствующие ферменты и катализаторы, которые обеспечивают направленное протекание реакций. В начальный период развития химии синтетических полимеров, когда еще не были найдены совершенные катализаторы синтеза, получались полимеры с нерегулярной структурой, малой молекулярной массой и вследствие -этого с низкими физико-механическими показателями. По мере развития этой отрасли химической науки и производства (особенно с 50-х гг.) были разработаны способы получения пространственно и химически регулярных полимеров (стереоспецифическая полимеризация) из промышленнодоступных мономеров (этилен, пропилен, стирол и др.), что привело к громадному росту производства различных полимеров. Большинство из этих полимеров в природе не создаются. Получение полимеров осуществляется в результате реакций полимеризации или поликонденсации. [c.11]

Стереорегулярный изопреновый каучук СКИ пол5 ается полимеризацией изопрена при помощи стереоспецифически действуюпщх катализаторов. В результате этого образуется полиизопрен стереорегулярной структуры, который по своим свойствам почти идентичен натуральному каучуку [c.150]

Синдиотактический полиизопрен получен при полимеризации изопрена при низких температурах (—70° С) с катализатором КгАЮ —УС в растворе анизола. [c.164]

В конце 1954 г. фирма Гудрич осуществила синтез цисЛ, полиизопрена, получившего название америпол ЗК , и годом позднее сообщила, что он получен с помощью катализаторов Циглера [29]. В середине 1955 г. фирма Файрстон также сообщила о синтезе г нс-1,4-нолиизопрена, названного корал-каучуком , а в конце того же года раскрыла, что этот продукт получен при полимеризации изопрена в блоке или в растворе с металлическим литием [30]. Оба полимера были в основном идентичны по структуре и свойствам с полиуглеводородом каучука гевеи. В это же время Коротков и сотрудники получили г мс-1,4-полиизопрен с помощью алкилов лития в качестве катализаторов. [c.77]

Для стереоспецифической полимеризации диенов была использована каталитическая комбинация диэтилкадмия и четыреххлористого титана [179]. При полимеризации изопрена на этом катализаторе при 40° и молярном соотношении Ti/ d, приблизительно равном 0,5 1, по имеющимся данным, получается почти полностью ifu -l,4-полиизопрен, инфракрасный спектр которого совпадает с инфракрасным спектром натурального каучука. Полибутадиен, содержащий 97% 7 г/>анс-1,4-структур, образуется при комнатной температуре и молярном отношении Ti/ d, равном 0,2 1, а также при 0° и молярном отношении 0,6 1. При более высоких температурах, например 40—66°, и тех же соотношениях компонентов катализатора получается полибутадиен, содержащий транс-я г мс-конфигурации. Концентрация катализатора также оказывает влияние на структуру по.тимера. [c.152]

Во всех рассмотренных выше каталитич. системах К.-и. п. основным компонентом являются соединения переходных металлов. Однако координационно-ионные процессы, приводящие к образованию стереорегулярных полимеров, в определенных условиях могут развиваться и на других катализаторах, обычно рассматриваемых как катализаторы анионной или катионной полимеризации (см. Анионная полимеризация, Катионная полимеризация). Наиболее ярким примером такого процесса является осуществленная в промышленном масштабе стереоспецифич. полимеризация диенов под действием Li и его соединений, в результате к-рой впервые был синтезирован ( ыс-1,4-полиизопрен — аналог натурального каучука (см. Изопреновые каучуки). Другим примером координационной системы на основе щелочного металла являются т. наз. алфиновые катализаторы (смесь натрийалкила, алкоголята натрия и Na l), с помощью к-рых получают т.ранс-1,4-полибу-тадиен и изотактич. полистирол. [c.547]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология