RU2082720C1 - Process for preparing low-molecular weight polybutadiene - Google Patents

Process for preparing low-molecular weight polybutadiene Download PDF

Info

Publication number
RU2082720C1
RU2082720C1 RU95105744A RU95105744A RU2082720C1 RU 2082720 C1 RU2082720 C1 RU 2082720C1 RU 95105744 A RU95105744 A RU 95105744A RU 95105744 A RU95105744 A RU 95105744A RU 2082720 C1 RU2082720 C1 RU 2082720C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium
butadiene
sodium
potassium
polymerization
Prior art date
Application number
RU95105744A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95105744A (en
Inventor
В.И. Аксенов
В.Л. Золотарев
А.Д. Соколова
И.П. Гольберг
В.И. Хлустиков
А.А. Арест-Якубович
В.С. Глуховской
Ю.А. Литвин
Е.С. Кретинина
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Технология"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Технология" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Технология"
Priority to RU95105744A priority Critical patent/RU2082720C1/en
Publication of RU95105744A publication Critical patent/RU95105744A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2082720C1 publication Critical patent/RU2082720C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

FIELD: synthetic rubber industry. SUBSTANCE: polymer serves as substrate for manufacturing electroinsulating, anticorrosive coatings as plasticizing additive in the manufacture of tyres and industrial rubber products. Process of polymerization of butadiene-3 is carried out at temperature of 20-80 C by successively adding to toluene 10-50 wt % butadiene - 1.3 in amount of 15-60 moles of 2-ethylhexyl magnesium per 1 ton of monomer and sodium and/or hydrofurfurylate potassium at magnesium to sodium and/or potassium molar ratio from 0.25 to 2.0. Invention makes it possible to prepare low molecular weight polybutadiene having high content of vinyl units within wide range of molecular weights at low amounts of catalytic system components without using organolithium compounds. EFFECT: more efficient preparation process. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике полимеризации бутадиена-1,3 и может использоваться в промышленности синтетического каучука, а получаемый полимер служит основой для изготовления электроизоляционных, антикоррозионных покрытий, как пластифицирующая добавка в производстве шин, резинотехнических изделий. The invention relates to the polymerization of butadiene-1,3 and can be used in the synthetic rubber industry, and the resulting polymer serves as the basis for the manufacture of electrical insulating, anti-corrosion coatings, as a plasticizing additive in the manufacture of tires, rubber products.

Известны способы получения 1,2-полибутадиена путем полимеризации бутадиена-1,3 в углеводородной среде (в том числе и толуоле) под действием комбинированных каталитических систем н-бутил-литий тетрагидрофурфурилата натрия [1] или калия [2]
Недостатком известных способов является применение литийсодержащих соединений, что определяет необходимость специального локального извлечения лития из воды, получаемой после отмывки полимера от остатков катализатора.
Known methods for producing 1,2-polybutadiene by polymerization of butadiene-1,3 in a hydrocarbon medium (including toluene) under the action of combined catalytic systems of n-butyl lithium tetrahydrofurfurylate sodium [1] or potassium [2]
A disadvantage of the known methods is the use of lithium-containing compounds, which determines the need for special local extraction of lithium from water obtained after washing the polymer from the catalyst residues.

Известны способы получения полибутадиена путем полимеризации бутадиена-1,3 в углеводородной среде в присутствии каталитических систем, состоящих из соединений щелочно-земельных металлов и соединений щелочных металлов, например R2Mg RMgJ или Ba(AlR4)2 ROLi [3]
Однако, получаемый полибутадиен в присутствии таких систем имеет преимущественное 1,4-строение полимерных цепей (или 1,4-транс, или 1,4-цис). Содержание 1,2-звеньев при этом не превышает 25% в случае использования неполярных растворителей.
Known methods for producing polybutadiene by polymerization of butadiene-1,3 in a hydrocarbon medium in the presence of catalytic systems consisting of alkaline earth metal compounds and alkali metal compounds, for example R 2 Mg RMgJ or Ba (AlR 4 ) 2 ROLi [3]
However, the resulting polybutadiene in the presence of such systems has a predominant 1,4-structure of polymer chains (or 1,4-trans, or 1,4-cis). The content of 1,2 units in this case does not exceed 25% in the case of the use of non-polar solvents.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения полибутадиена путем полимеризации бутадиена-1,3 в алифатическом или циклоалифатическом углеводороде при температуре от -30oC до +50oC в присутствии катализатора, содержащего алкоголят калия и магнийорганическое соединение MgR2, где R C1-C20 при мольном соотношении калий магний 1 1 5 1 и количестве MgR2 в пределах 0,1-20 моль на 100 г бутадиена [4]
К недостаткам данного известного способа следует отнести получение полибутадиена с содержанием 1,4-транс-звеньев от 80 до 98% т.е. 1,2-звеньев менее 10% и низкую активность системы.
The closest to the proposed invention in technical essence and the achieved results is a method for producing polybutadiene by polymerization of butadiene-1,3 in an aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbon at a temperature of from -30 o C to +50 o C in the presence of a catalyst containing potassium alcoholate and organomagnesium compound MgR 2 , where RC 1 -C 20 with a molar ratio of potassium magnesium 1 1 5 1 and the amount of MgR 2 in the range of 0.1-20 mol per 100 g of butadiene [4]
The disadvantages of this known method include the production of polybutadiene with a content of 1,4-trans units from 80 to 98% i.e. 1,2 units less than 10% and low system activity.

Целью изобретения является способ получения полибутадиена, имеющего молекулярную массу до 50•103, содержащего более 50% винильных звеньев без компонентов на основе литиевых соединений при высокой скорости процесса и небольших расходах катализатора.The aim of the invention is a method for producing polybutadiene having a molecular weight of up to 50 • 10 3 , containing more than 50% vinyl units without components based on lithium compounds at a high process speed and low catalyst costs.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что процесс полимеризации бутадиена-1,3 осуществляют при температуре 20-80oC путем последовательного ввода в толуол бутадиена-1,3 в количестве 10-50 мас. 2-этилгексилмагния из расчета 15-60 моль на 1,0 т мономера и тетрагидрофурфурилата натрия и/или калия из расчета мольного отношения магний натрий (и/или калий) от 0,25 до 2,0.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the polymerization of butadiene-1,3 is carried out at a temperature of 20-80 o C by sequentially introducing butadiene-1,3 in toluene in an amount of 10-50 wt. 2-ethylhexylmagnesium based on 15-60 mol per 1.0 ton of sodium and / or potassium monomer and tetrahydrofurfurylurite based on a molar ratio of magnesium sodium (and / or potassium) from 0.25 to 2.0.

При температуре полимеризации ниже 20oC наблюдается падение скорости процесса (количественный выход полимера достигается за несколько суток), а проведение полимеризации при температуре более 80oC требует специальных требований безопасности и оборудования.When the polymerization temperature is below 20 o C there is a drop in the process speed (quantitative polymer yield is achieved in a few days), and polymerization at a temperature of more than 80 o C requires special safety requirements and equipment.

Ограничения по концентрации мономера связаны с экологической целесообразностью (нижнее) и условиями безопасности процесса, а также возможностью протекания вторичных реакций гелеобразования (верхнее). Limitations on the monomer concentration are associated with environmental feasibility (lower) and process safety conditions, as well as the possibility of secondary gelation reactions (upper).

При концентрации магнийорганического соединения менее 15 моль на 1,0 т мономера скорость процесса резко падает. Введение его более 60 моль на 1,0 т мономера не приводит к значительным изменениям свойств полимера и эффективности системы, но требует специальной отмывки от остатков катализатора. When the concentration of organomagnesium compounds is less than 15 mol per 1.0 ton of monomer, the process speed drops sharply. The introduction of more than 60 mol per 1.0 ton of monomer does not lead to significant changes in the properties of the polymer and the efficiency of the system, but requires special washing from the catalyst residues.

Как верхнее, так и нижнее ограничения для мольного отношения магний натрий (и/или калий) связаны с резким снижением скорости процесса. Both the upper and lower limits for the molar ratio of magnesium sodium (and / or potassium) are associated with a sharp decrease in the process speed.

После проведения процесса полимеризации бутадиена-1,3 в реакционную массу вводят спиртовой раствор антиоксиданта (агидол-2) в количестве 0,2-0,4 мас. и далее полимер выделяют известными способами (водная дегазация с последующей сушкой в сушильном шкафу или на горячих вальцах, роторно-пленочном испарителе и т.п.). After the polymerization of butadiene-1,3, an alcohol solution of the antioxidant (agidol-2) in the amount of 0.2-0.4 wt. and then the polymer is isolated by known methods (water degassing, followed by drying in an oven or on hot rollers, a rotary film evaporator, etc.).

Полимер характеризуют по молекулярным параметрам

Figure 00000001
динамической вязкости при 50oC по Хепплеру, микроструктурой.The polymer is characterized by molecular parameters
Figure 00000001
dynamic viscosity at 50 o C according to Heppler, microstructure.

Абсолютные значения условий процесса рассчитывают исходя из данных, представленных в таблице, где также показаны свойства полибутадиена. The absolute values of the process conditions are calculated based on the data presented in the table, which also shows the properties of polybutadiene.

Пример 1 (по прототипу)
В раствор 64 г бутадиена в 196 г н-гексана вводят 0,28 ммоль ди-н-бутилмагния, 0,56 ммоль трет-амилата калия и проводят полимеризацию при 5oC в течение 18 ч. Выход полимера составляет 50%
Пример 2 (и далее по изобретению)
В металлический лабораторный реактор емкостью 3 л, снабженный устройствами для загрузки и выгрузки реагентов, замера температуры и давления, мешалкой и рубашкой для термостатирования, вводят 1045,2 г (1201,4 мл) толуола и 120 г (193,5 мл) бутадиена-1,3, толуольные растворы 2-этилгексилмагния (MgR2) (концентрацией 0,24 моль/л) из расчета 60 моль на 1,0 т мономера и тетрагидрофурфурилата калия (концентрацией 0,36 моль/л) из расчета мольного соотношения магний калий 2,0. Концентрация шихты рассчитывается с учетом растворителя, поступающего и с катализаторами (как и в других примерах).
Example 1 (prototype)
0.28 mmol of di-n-butyl magnesium, 0.56 mmol of potassium tert-amylate are added to a solution of 64 g of butadiene in 196 g of n-hexane and polymerization is carried out at 5 ° C. for 18 hours. The polymer yield is 50%
Example 2 (and further according to the invention)
1045.2 g (1201.4 ml) of toluene and 120 g (193.5 ml) of butadiene are introduced into a metal laboratory reactor with a capacity of 3 l, equipped with devices for loading and unloading reagents, measuring temperature and pressure, a stirrer and a jacket for thermostating. 1,3, toluene solutions of 2-ethylhexyl magnesium (MgR 2 ) (concentration 0.24 mol / L) at the rate of 60 mol per 1.0 t of monomer and potassium tetrahydrofurfurylate (concentration 0.36 mol / L) based on the molar ratio of magnesium potassium 2.0. The concentration of the mixture is calculated taking into account the solvent supplied with the catalysts (as in other examples).

Процесс проводят при температуре 20±1oC в течение 6 ч, выход полимера составляет 84 мас.The process is carried out at a temperature of 20 ± 1 o C for 6 hours, the polymer yield is 84 wt.

Пример 3. Example 3

В реактор вводят 465,2 г (534,7 мл) толуола и 500 г (806,5 мл) бутадиена-1,3, толуольные растворы MgR2 (концентрацией 0,75 моль/л) из расчета 15 моль на 1,0 т мономера и тетрагидрофурфурилата натрия (концентрацией 0,25 моль/л) из расчета мольного отношения магний натрий 1,0.465.2 g (534.7 ml) of toluene and 500 g (806.5 ml) of butadiene-1.3, toluene solutions of MgR 2 (concentration 0.75 mol / l) are added to the reactor at the rate of 15 mol per 1.0 t of monomer and sodium tetrahydrofurfurylate (concentration 0.25 mol / l) based on the molar ratio of magnesium sodium 1.0.

Процесс проводят при температуре 40oC в течение 5 ч и выход полимера составляет 90 мас.The process is carried out at a temperature of 40 o C for 5 hours and the polymer yield is 90 wt.

Пример 4. Example 4

В реактор вводят 693,4 г (797,0 мл) толуола и 300 г (483,9 мл) бутадиена-1,3, толуольные растворы тетрагидрофурфурилата натрия (концентрацией 0,21 моль/л) и тетрагидрофурфурилата калия (концентрацией 0,42 моль/л) при их мольном отношении 1 1, и далее 2-этилгексилмагний (концентрацией 0,12 моль/л) из расчета 35 моль на 1,0 т мономера и мольного отношения магний (натрий + калий) 0,25. 693.4 g (797.0 ml) of toluene and 300 g (483.9 ml) of butadiene-1.3, toluene solutions of sodium tetrahydrofurfurylate (concentration 0.21 mol / l) and potassium tetrahydrofurfurylate (concentration 0.42) are introduced into the reactor mol / l) with their molar ratio of 1 1, and then 2-ethylhexyl magnesium (concentration of 0.12 mol / l) at the rate of 35 mol per 1.0 t of monomer and the molar ratio of magnesium (sodium + potassium) 0.25.

Процесс проводят при температуре 80oC в течение 1 ч и выход полимера составляет 89 мас.The process is carried out at a temperature of 80 o C for 1 h and the polymer yield is 89 wt.

Пример 5. Example 5

В реактор вводят 878,2 г (1009,4 мл) толуола и 200 г (322,6 мл) бутадиена-1,3, толуольные растворы 2-этилгексилмагния (концентрацией 0,2 моль/л) из расчета 40 моль на 1,0 т мономера и тетрагидрофурфурилата натрия (концентрацией 0,11 моль/л) из расчета мольного отношения магний натрий 0,75. 878.2 g (1009.4 ml) of toluene and 200 g (322.6 ml) of butadiene-1.3, 2-ethylhexylmagnesium toluene solutions (concentration of 0.2 mol / l) are calculated at a rate of 40 mol per 1, 0 t of monomer and sodium tetrahydrofurfurylate (concentration 0.11 mol / L) based on a molar ratio of magnesium sodium 0.75.

Процесс проводят при температуре 35oC в течение 3,5 ч и выход полимера составляет 98 мас.The process is carried out at a temperature of 35 o C for 3.5 hours and the polymer yield is 98 wt.

Использованная литература
1. Аксенов В.И. Золотарева И.В. Арест-Якубович А.А. Синтез низкомолекулярного 1,2-полибутадиена под действием каталитической системы н-бутиллитий тетрагидрофурфурилат натрия. Производство и использование эластомеров. М. ЦНИИТЭнефтехим, 1990, N 3, с. 5-8.
References
1. Aksenov V.I. Zolotareva I.V. Arrest-Yakubovich A.A. Synthesis of low molecular weight 1,2-polybutadiene under the action of the catalytic system of sodium n-butyllithium tetrahydrofurfurylate. Production and use of elastomers. M. TsNIITEneftekhim, 1990, N 3, p. 5-8.

2. Патент России N 1758042 от 19.07.93, кл. С 08 F 136/06. 2. Patent of Russia N 1758042 from 07.19.93, cl. C 08 F 136/06.

3. Арест-Якубович А. А. Щелочно-земельные металлы и их соединения как инициаторы анионной полимеризации ненасыщенных мономеров. Успехи химии, 1981, т. 50, N 6, с. 1141-1165. 3. Arest-Yakubovich A. A. Alkaline earth metals and their compounds as initiators of anionic polymerization of unsaturated monomers. Advances in Chemistry, 1981, v. 50, No. 6, p. 1141-1165.

4. Патент США N 4225690, кл. C 08 F 4/54, опубл. 30.09.80, заявл. 13.11.78 N 960514 (РЖХим, 1981, N 9, с. 242П.) 4. US patent N 4225690, CL. C 08 F 4/54, publ. 09/30/80, declared 11/13/78 N 960514 (RZhKhim, 1981, N 9, p. 242P.)

Claims (1)

Способ получения низкомолекулярного полибутадиена полимеризацией бутадиена-1,3 в углеводородном растворителе в присутствии каталитической системы, состоящей из органического соединения магния и алкоксида щелочного металла, отличающийся тем, что в качестве органического соединения магния используют 2-этилгексилмагний в количестве 15 60 молей на тонну мономера, в качестве алкоксида щелочного металла используют тетрагидрофурфурилат натрия и/или калия, полимеризацию проводят в толуоле при 20 80oС путем последовательного введения в толуол бутадиена-1,3 до концентрации 10 50 мас. 2-этилгексилмагния и алкоксида щелочного металла при мольном отношении магния к щелочному металлу, равном 0,25 2,0.A method of producing low molecular weight polybutadiene by polymerization of butadiene-1,3 in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalytic system consisting of an organic compound of magnesium and an alkali metal alkoxide, characterized in that 2-ethylhexyl magnesium is used as an organic magnesium compound in an amount of 15-60 moles per ton of monomer, as an alkali metal alkoxide used is sodium tetragidrofurfurilat and / or potassium, polymerization is carried out in toluene at 20 80 o C by sequentially adding a toluene Utada-10 concentration of 1.3 to 50 wt. 2-ethylhexyl magnesium and alkali metal alkoxide with a molar ratio of magnesium to alkali metal equal to 0.25 2.0.
RU95105744A 1995-04-17 1995-04-17 Process for preparing low-molecular weight polybutadiene RU2082720C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95105744A RU2082720C1 (en) 1995-04-17 1995-04-17 Process for preparing low-molecular weight polybutadiene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95105744A RU2082720C1 (en) 1995-04-17 1995-04-17 Process for preparing low-molecular weight polybutadiene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95105744A RU95105744A (en) 1996-08-10
RU2082720C1 true RU2082720C1 (en) 1997-06-27

Family

ID=20166723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95105744A RU2082720C1 (en) 1995-04-17 1995-04-17 Process for preparing low-molecular weight polybutadiene

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2082720C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100335514C (en) * 2005-04-28 2007-09-05 大连海事大学 Process for preparing rubber of high cis 1,4 polybutadiene Ni-Mg-beta catalyzing system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Аксенов В.И., Золотарева И.В., Арест-Якубович А.А. Синтез низкомолекулярного 1,2-полибутадиена под действием каталитической системы н-бутиллитийтетрагидрофурфурилат натрия. Производство и использование эластомеров. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1990, N 3, с.5 - 8. Авторское свидетельство СССР N 1758042, кл. C 08F 136/06, 1992. Арест-Якубович А.А. Щелочноземельные металлы и их соединения как инициаторы анионной полимеризации ненасыщенных мономеров. - Успехи химии, 1981, т.50, N 6, с.1141 - 1165. Патент США N 4225690, кл. C 08F 4/54, 1980. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100335514C (en) * 2005-04-28 2007-09-05 大连海事大学 Process for preparing rubber of high cis 1,4 polybutadiene Ni-Mg-beta catalyzing system

Also Published As

Publication number Publication date
RU95105744A (en) 1996-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101692793B1 (en) Bulk polymerization process for producing polydienes
JP4480321B2 (en) Group IIa metal-containing catalyst system
EP3103820B1 (en) Novel anionic polymerization initiator and method for preparing conjugated diene-based polymer using same
JPS621404B2 (en)
JPS6213363B2 (en)
JPH0730135B2 (en) Method for producing butadiene polymer or copolymer
EP1055659B1 (en) Process for the preparation of neodymium neodecanoate and use thereof as catalytic component for the solution polymerisation of butadiene
EP3313927B1 (en) Dilithium initiators
EP0964008A1 (en) Organo zinc and rare earth catalyst system in the polymerization of conjugated dienes
RU2494116C1 (en) Method of producing butadiene rubber
WO1995014718A1 (en) Capping of anionic polymers with oxetanes
IE42880B1 (en) Anionic polymerization of conjugated dienes
RU2082720C1 (en) Process for preparing low-molecular weight polybutadiene
US4087484A (en) Process for producing transparent block copolymer resin
US4950721A (en) Ion-exchange reactions for polymeric alkali metal carboxylates
RU2139299C1 (en) Method of preparing low molecular 1,2-polybutadiene
KR100571501B1 (en) Process for producing hydrogenated block copolymers to reduce polymer cement viscosity by increasing vinyl content of the block copolymer
KR101692794B1 (en) Low chloride polybutadiene
US3972863A (en) Method for preparing copolymers from conjugated dienes and monovinylaromatic compounds with random distribution of monomer units
RU2402574C1 (en) Method of producing butadiene polymers
RU2192435C2 (en) Method of production of plasticized low-viscous polybutadiene
RU2634901C1 (en) Method of producing block copolymers
US4302576A (en) Lactone copolymers as stripping aids in recovery of polymer from solution
CN117209638B (en) Amphoteric ion rare earth element alkyl catalyst and preparation method and application thereof
RU2142474C1 (en) Method of preparing low-molecular 1,2-polybutadiene