CN110669173B - 一种含2-甲基-1-丁烯-3炔提高异戊二烯橡胶聚合度的方法 - Google Patents

一种含2-甲基-1-丁烯-3炔提高异戊二烯橡胶聚合度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及2‑甲基‑1‑丁烯‑3‑炔异戊二烯橡胶的制备方法。该方法是以配制不同浓度范围为0.001%—0.01%的2‑甲基‑1‑丁烯‑3炔的己烷溶液，通过气相色谱准确定量，将已配制好的不同浓度2‑甲基‑1‑丁烯‑3‑炔掺入异戊二烯中，加入以稀土烷基铝混合催化剂进行聚合反应，干燥称量测其质量以评价杂质浓度变化对橡胶聚合影响的情况。该材料作为人工合成橡胶，面对天然橡胶供应紧张的局面，寻求其作为替代品，人工合成橡胶也是解决天然橡胶供应问题的有效途径之一。

Description

一种含2-甲基-1-丁烯-3炔提高异戊二烯橡胶聚合度的方法
技术领域
本发明专利涉及材料化学领域，具体涉及2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法。
背景技术
聚异戊二烯橡胶是指顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶，简称异戊橡胶，又称“合成天然橡胶”，是世界合成橡胶中仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶的第三大胶种，自从问世以来，引起了各国学者的极大兴趣。从诸多合成橡胶与天然橡胶性能比较中可以看出：异戊橡胶具有许多与天然橡胶类似的特性，如优良的弹性、耐磨性、耐热性和低温屈挠性等，其耐热性甚至超过了天然橡胶。如何改善橡胶工业重要原料——天然橡胶的“无米之炊”现状，成为业界普遍关注的问题。
2-甲基-1-丁烯-3-炔做为C5裂解组分中异戊二烯的杂质之一。其杂质浓度的含量多少直接影响异戊二烯橡胶的聚合程度。从C5组分中抽提分离异戊二烯生产成本最低，更具竞争力。利用裂解C5组分中的异戊二烯资源生产异戊橡胶，既可以缓解目前我国天然橡胶对外依存过高的状况，也是提高乙烯工业资源综合利用率的重要举措。
稀土烷基铝混合催化剂为新癸酸钕，1-氮-2-异丁基铝，三乙基铝的混合物。可使生胶顺式-1,4-异戊二烯橡胶的含量提高，避免产生不溶物。生胶平均相对分子质量大、分布窄、硫化加工时间短，催化剂用量少的特性。
发明内容
本发明为了克服上述技术不足而提供2-甲基-1-丁烯-3-炔的制备方法。
该方法是以配制不同浓度范围为0.001%—0.01%的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷溶液，通过气相色谱准确定量，将已配制好的不同浓度2-甲基-1-丁烯-3-炔掺入异戊二烯中，加入以稀土烷基铝混合催化剂进行聚合反应，干燥称量测其质量以评价浓度变化对橡胶聚合影响的情况。
具体包括以下步骤：
（1）配制不同浓度范围为0.001%—0.01%的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷溶液，通过气相色谱准确定量；
（2）将配置好的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷母液用己烷稀释成不同浓度，通过气相色谱准确定量；
（3）将已配制好的不同浓度2-甲基-1-丁烯-3-炔掺入异戊二烯中，加入稀土烷基铝混合催化剂，恒温水浴进行聚合反应；
（4）吹出干燥，称量计算转化率，以评价浓度变化对橡胶聚合影响的情况；
所述步骤（1）2-甲基-1-丁烯-3-炔含量11.7042g，理论计算母液中2-甲基-1-丁烯-3炔浓度为0.167%g/ml，纯度98%。
所述步骤（1）通过气相色谱测量母液中2-甲基-1-丁烯-3炔浓度为0.193%g/ml。
所述步骤（1）中己烷的质量为66.0457g，己烷溶液42.5ml。
所述步骤（3）中的稀土烷基铝混合催化剂为新癸酸钕，1-氮-2-异丁基铝，三乙基铝的混合物，其浓度为3×10-6g/mol。
所述步骤（3）中异戊二烯体积为7.5ml，密度为0.681g/cm3。
所述步骤（3）中恒温水浴加热温度为50℃，保持3h。
所述步骤（4）中吹出干燥24h，干燥温度50℃。
与现有的天然橡胶相比较，本发明所用2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法，异戊橡胶作为一种通用合成橡胶，其结构与性能基本上与天然橡胶相同，稀土烷基铝催化剂合成橡胶，与国际上传统使用钛系催化剂相比，具有催化剂用量低，聚合物相对分子质量大等优点，因此成为研究热点，具有更广泛的应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备得到的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯相对分子量分布图；
图2为实施例2制备得到的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯相对分子量分布图；
图3为实施例3制备得到的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯相对分子量分布图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)配置浓度为0.167%的2-甲基-1-丁烯-3-炔的己烷溶液，其中2-甲基-1-丁烯-3-炔质量为0.1100g，己烷质量为66.0457g；
(2)配置0.00112%的2-甲基-1-丁烯-3-炔己烷溶液，母液样品质量0.0002g，用新鲜己烷定容，并通过气相色谱标定；
(3)将已配制好的浓度为0.00112%的2-甲基-1-丁烯-3-炔杂质掺入异戊二烯中，加入浓度为3×10-6mol/g的稀土烷基铝混合催化剂,50℃恒温水浴3h进行聚合反应；
(4)吹出24h，50℃真空干燥，称量计算转化率，称量其质量为4.2024g，转化率为82.4%，相对分子量分布比为2.56。
实施例2
(1)配置浓度为0.167%的2-甲基-1-丁烯-3-炔的己烷溶液，其中2-甲基-1-丁烯-3-炔质量为0.1100g，己烷质量为66.0457g；
(2)配置0.00153%的2-甲基-1-丁烯-3-炔己烷溶液，母液样品质量0.0002g，用新鲜己烷定容，并通过气相色谱标定；
(3)将已配制好的浓度为0.00153%的2-甲基-1-丁烯-3-炔杂质掺入异戊二烯中，加入浓度为3×10-6mol/g的稀土烷基铝混合催化剂,50℃恒温水浴3h进行聚合反应；
(4)吹出24h，50℃真空干燥，称量计算转化率，称量其质量为1.6575g，转化率为32.5%，相对分子量分布比为2.83。
实施例3
(1)配置浓度为0.167%的2-甲基-1-丁烯-3-炔的己烷溶液，其中2-甲基-1-丁烯-3-炔质量为0.1100g，己烷质量为66.0457g；
(2)配置0.00752%的2-甲基-1-丁烯-3-炔己烷溶液，母液样品质量0.0002g，用新鲜己烷定容，并通过气相色谱标定；
(3)将已配制好的浓度为0.00752%的2-甲基-1-丁烯-3-炔杂质掺入异戊二烯中，加入浓度为3×10-6mol/g的稀土烷基铝混合催化剂,50℃恒温水浴3h进行聚合反应；
(4)吹出24h，50℃真空干燥，称量计算转化率，称量其质量为0.5916g，转化率为11.6%，相对分子量分布比为3.216。

Claims (5)

1.2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)配制一定浓度的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷溶液，通过气相色谱准确定量；
(2)将配置好的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷母液用己烷稀释成不同浓度，通过气相色谱准确定量；
(3)将已配制好的不同浓度2-甲基-1-丁烯-3-炔杂质掺入异戊二烯中，加入稀土烷基铝混合催化剂，恒温水浴进行聚合反应；
(4)吹出干燥，称量计算转化率，以评价杂质浓度变化对橡胶聚合影响的情况。
2.如权利要求1所述的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)2-甲基-1-丁烯-3-炔含量0.1100g，己烷的质量为66.0457g。
3.如权利要求1所述的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中异戊二烯体积为7.5ml，密度为0.681g/cm3。
4.如权利要求1所述的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中恒温水浴加热温度为50℃，保持3h。
5.如权利要求1所述的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中吹出干燥24h，干燥温度50℃。
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