RU2429247C1 - Method of producing chlorinated polydienes - Google Patents

Method of producing chlorinated polydienes Download PDF

Info

Publication number
RU2429247C1
RU2429247C1 RU2009149369/04A RU2009149369A RU2429247C1 RU 2429247 C1 RU2429247 C1 RU 2429247C1 RU 2009149369/04 A RU2009149369/04 A RU 2009149369/04A RU 2009149369 A RU2009149369 A RU 2009149369A RU 2429247 C1 RU2429247 C1 RU 2429247C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chloroform
polydiene
alkali metal
metal hydroxide
polydienes
Prior art date
Application number
RU2009149369/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009149369A (en
Inventor
Жанна Анатольевна Отвалко (RU)
Жанна Анатольевна Отвалко
Сергей Владиславович Кузьмин (RU)
Сергей Владиславович Кузьмин
Елена Валентиновна Трифонова (RU)
Елена Валентиновна Трифонова
Александр Иванович Твердов (RU)
Александр Иванович Твердов
Валентина Федоровна Антипова (RU)
Валентина Федоровна Антипова
Елена Петровна Лукина (RU)
Елена Петровна Лукина
Михаил Викторович Другов (RU)
Михаил Викторович Другов
Михаил Андреевич Чеботарев (RU)
Михаил Андреевич Чеботарев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева"
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева", Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева"
Priority to RU2009149369/04A priority Critical patent/RU2429247C1/en
Publication of RU2009149369A publication Critical patent/RU2009149369A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2429247C1 publication Critical patent/RU2429247C1/en

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves reaction of polydienes with chloroform in the presence of a phase-transfer catalyst and aqueous solution of an alkali metal hydroxide with fractional addition thereof. The reaction takes place while feeding the entire calculated amount of chloroform directly into the polymer. The phase-transfer catalyst is added to the polymer solution in pure form and the process takes place in molar ratio polydiene : chloroform : alkali metal hydroxide : phase-transfer catalyst equal to 1:(2.0-3.0):(0.1-2.5): (0.001-0.0018).
EFFECT: high degree of conversion of alkali metal hydroxide when producing chlorinated polydienes.
1 cl, 6 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области получения модифицированных каучуков, а именно к способам получения хлорированных полидиенов путем присоединения дихлоркарбенов по двойным связям в условиях межфазного катализа. Хлорированные полидиены характеризуются высокой когезионной прочностью, адгезией к различным материалам, клеящей способностью, стойкостью к агрессивным средам и предназначены для получения звукопоглощающих, вибродемпфирующих и клеевых материалов, используемых, например, в авиации, судостроении, автомобилестроении и шинной промышленности.The invention relates to the field of producing modified rubbers, and in particular to methods for producing chlorinated polydienes by attaching dichlorocarbenes in double bonds under conditions of interphase catalysis. Chlorinated polydienes are characterized by high cohesive strength, adhesion to various materials, adhesive ability, resistance to aggressive environments and are designed to produce sound-absorbing, vibration-damping and adhesive materials used, for example, in aircraft, shipbuilding, automotive and tire industries.

Известен способ получения хлорированных полидиенов с высоким содержанием винильных звеньев (60-80 мас.%) путем введения газообразного хлора в раствор полидиена непосредственно после проведения процесса полимеризации с предварительной отгонкой мономера (Пат. US 5089563, C08C 19/12, опубл. 18.02.92). Введение хлора существенно ускоряет процесс вулканизации, обеспечивает высокий уровень упруго-деформационных свойств, и поэтому находит широкое применение в производстве шин. Недостатком этого способа является низкая степень хлорирования полидиенов (не более 2,5 мас.%), кроме того, использование газообразного хлора наносит вред окружающей среде, экологически небезопасно и неэкономично.A known method of producing chlorinated polydienes with a high content of vinyl units (60-80 wt.%) By introducing gaseous chlorine into a solution of polydiene immediately after the polymerization process with preliminary distillation of the monomer (US Pat. US 5089563, C08C 19/12, publ. 18.02.92 ) The introduction of chlorine significantly accelerates the vulcanization process, provides a high level of elastic deformation properties, and therefore is widely used in tire production. The disadvantage of this method is the low degree of chlorination of polydienes (not more than 2.5 wt.%), In addition, the use of gaseous chlorine is harmful to the environment, environmentally unsafe and uneconomical.

Известны процессы хлорирования полибутадиенов линейного строения (1,4-полибутадиенов), в которых хлор генерируется in situ, исключая потенциальную опасность применения газообразных хлора или HCl.There are known processes of chlorination of linear polybutadienes (1,4-polybutadiene) in which chlorine is generated in situ, eliminating the potential danger of using gaseous chlorine or HCl.

Например, известен способ получения хлорированного 1,4-полибутадиена (Пат. РФ 2073019, C08F 8/18, C08C 19/18, опубл. 10.02.97), сущность которого заключается в том, что в раствор каучука в углеводородном растворителе (толуол, бензин, нефрас, циклогексан или их смесь) дробно подается водный раствор гидроксида щелочного металла и хлороформ с растворенным в нем катализатором межфазного переноса (КМП) (тетраэтилбензиламмонийхлорид (ТЭБАХ), тетраэтиламмонийхлорид (ТЭАХ), триметиламин (ТМА), триэтиламин (ТЭА) и др.) при мольном соотношении 1,4-полибутадиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП, равном 1:(1-3):(0,3-2,0):(0,002-0,02). Процесс проводится в течение нескольких часов при температуре 20-40°С. По окончании процесса раствор модифицированного 1,4-полибутадиена отмывается водой равного объема, повторяя операцию 2-5 раз, затем выделяется методом водной дегазации, сушится известным методом.For example, there is a method for producing chlorinated 1,4-polybutadiene (US Pat. RF 2073019, C08F 8/18, C08C 19/18, publ. 02/10/97), the essence of which is that in a solution of rubber in a hydrocarbon solvent (toluene, gasoline, nefras, cyclohexane or a mixture thereof) an aqueous solution of an alkali metal hydroxide and chloroform with interfacial transfer catalyst (CMP) dissolved in it (tetraethylbenzylammonium chloride (TEBAH), tetraethylammonium chloride (TEAC), trimethylamine (TMA), triethylamine ( .) with a molar ratio of 1,4-polybutadiene: chloroform: g alkali metal droksid: KMP being 1: (1-3) :( 0.3-2.0) :( 0.002-0.02). The process is carried out for several hours at a temperature of 20-40 ° C. At the end of the process, a solution of the modified 1,4-polybutadiene is washed with water of equal volume, repeating the operation 2-5 times, then it is isolated by water degassing, and dried by a known method.

Недостатком данного способа получения хлорированного полидиена является низкая степень превращения гидроксида щелочного металла (до 40%).The disadvantage of this method of producing chlorinated polydiene is the low degree of conversion of alkali metal hydroxide (up to 40%).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения хлорированных полибутадиенов, который заключается в том, что в раствор 1,4-полибутадиена (1,4-ПБ) в углеводородном растворителе (толуол, бензин, нефрас, хлороформ) подается недостающее количество хлороформа и катализатор межфазного переноса, который вводят в виде предварительно приготовленного раствора четвертичной аммониевой соли в хлороформе или спирте, затем дробно подается водный раствор гидроксида щелочного металла в течение 0,3-2 часа при мольном соотношении 1,4-полибутадиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:катализатор межфазного переноса 1:(1-20):(0,3-2,0):(0,002-0,02) соответственно (Пат. РФ 2083592, C08F 8/18, C08C 19/18, опубл. 10.07.97). После подачи щелочи продолжают перемешивание еще в течение 2-2,5 часов при температуре 20-40°С. Для модификации используют 1,4-полибутадиен с содержанием цис-1,4-звеньев от 87 до 98% или 1,4-полибутадиен со смешанной структурой (45-55% цис-1,4-звеньев; 45-55% транс-1,4-звеньев; 10% 1,2-звеньев), а также каучуки СКДЛ-250, СКДЛ, получаемые на литийорганической каталитической системе. Концентрация раствора 1,4-ПБ 5-15 мас.%, в качестве раствора может использоваться полимеризат (промежуточный продукт при получении каучука), из которого удален мономер указанных выше марок каучуков. В качестве КМП используют ТЭБАХ, ТЭАХ тетрабутиламмонийхлорид (ТБАХ) или триалкиламин, выбранный из группы: триметиламин, триэтиламин, трибутиламин и вводят его в углеводородный раствор полидиена в виде предварительно приготовленного комплекса с хлороформом растворением его в 3-4-кратном избытке последнего. В качестве гидроксида щелочного металла используются гидроксид натрия или калия в виде 40-60%-ного раствора. По окончании процесса раствор модифицированного 1,4-ПБ отмывается холодной или горячей водой (объем воды равен объему реакционной смеси), повторяя операцию 2-5 раз, затем выделяется методом водной дегазации, сушится известным методом.The closest in technical essence is the method of producing chlorinated polybutadiene, which consists in the fact that the missing amount of chloroform and a phase transfer catalyst are fed into a solution of 1,4-polybutadiene (1,4-PB) in a hydrocarbon solvent (toluene, gasoline, nefras, chloroform) transfer, which is introduced in the form of a pre-prepared solution of a quaternary ammonium salt in chloroform or alcohol, then an aqueous solution of alkali metal hydroxide is fractionally fed for 0.3-2 hours at a molar ratio of 1,4-polyb tadiene: chloroform: alkali metal hydroxide: phase transfer catalyst 1: (1-20) :( 0.3-2.0) :( 0.002-0.02) respectively (US Pat. RF 2083592, C08F 8/18, C08C 19 / 18, publ. 10.07.97). After alkali supply, stirring is continued for another 2-2.5 hours at a temperature of 20-40 ° C. For modification, 1,4-polybutadiene with a cis-1,4-unit content of 87 to 98% or 1,4-polybutadiene with a mixed structure (45-55% cis-1,4-units; 45-55% trans 1,4-links; 10% of 1,2-links), as well as rubbers SKDL-250, SKDL obtained on the organolithium catalytic system. The concentration of the solution is 1,4-PB 5-15 wt.%, As the solution can be used polymerizate (an intermediate product for the production of rubber), from which the monomer of the above grades of rubbers has been removed. TEBAH, TEAC tetrabutylammonium chloride (TBAC) or trialkylamine selected from the group: trimethylamine, triethylamine, tributylamine are used as CMP and it is introduced into the hydrocarbon solution of polydiene in the form of a pre-prepared complex with chloroform by dissolving it in a 3-4-fold excess of the latter. As the alkali metal hydroxide, sodium or potassium hydroxide is used in the form of a 40-60% solution. At the end of the process, the solution of the modified 1,4-PB is washed with cold or hot water (the volume of water is equal to the volume of the reaction mixture), repeating the operation 2-5 times, then it is isolated by water degassing and dried by a known method.

Процесс хлорирования описывается схемой:The chlorination process is described by the scheme:

Figure 00000001
Figure 00000001

где М - натрий или калий,where M is sodium or potassium,

КМП - катализатор межфазного переноса.KMP is a phase transfer catalyst.

Показателем эффективности процесса получения модифицированного полидиена является степень превращения гидроксида щелочного металла. Степень превращения гидроксида щелочного металла в способе-прототипе составляет от 30 до 40%.An indicator of the effectiveness of the process for producing modified polydiene is the degree of conversion of alkali metal hydroxide. The degree of conversion of alkali metal hydroxide in the prototype method is from 30 to 40%.

Основным недостатком данного способа получения хлорированных полидиенов является невысокая степень превращения гидроксида щелочного металла. К недостаткам способа-прототипа следует отнести также использование дополнительного углеводородного растворителя или очень большое разбавление каучука хлороформом (1:20, пример 6), подачу КМП с предварительным его растворением в хлороформе или спирте, использование больших количеств КМП (0,002-0,02 моль в расчете на полимер), что усложняет процесс отмывки модифицированного полидиена.The main disadvantage of this method of producing chlorinated polydienes is the low degree of conversion of alkali metal hydroxide. The disadvantages of the prototype method include the use of an additional hydrocarbon solvent or a very large dilution of rubber with chloroform (1:20, example 6), the supply of KMP with its preliminary dissolution in chloroform or alcohol, the use of large quantities of KMP (0.002-0.02 mol in calculated on the polymer), which complicates the process of washing the modified polydiene.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение степени превращения гидроксида щелочного металла в процессе получения хлорированных полидиенов присоединением дихлоркарбенов по двойным связям в условиях межфазного катализа.The technical task of the invention is to increase the degree of conversion of alkali metal hydroxide in the process of producing chlorinated polydienes by the addition of dichlorocarbenes in double bonds under conditions of interphase catalysis.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения хлорированных полидиенов взаимодействием полидиенов с хлороформом в присутствии катализатора межфазного переноса и водного раствора гидроксида щелочного металла при его дробной подаче, взаимодействие осуществляют при подаче всего расчетного количества хлороформа непосредственно в полимер, а катализатор межфазного переноса подают в раствор полимера в чистом виде и процесс проводят при мольном соотношении полидиен:хлороформ:гидроксид шелочного металла:КМП 1:(2,0-3,0):(0,1-2,5):(0,001-0,0018).This object is achieved in that in the known method for producing chlorinated polydienes by reacting polydienes with chloroform in the presence of an interphase transfer catalyst and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide during fractional feeding, the interaction is carried out by feeding the entire calculated amount of chloroform directly to the polymer, and the interphase transfer catalyst a pure polymer solution and the process is carried out at a molar ratio of polydiene: chloroform: silk metal hydroxide: KMP 1: (2.0-3, 0) :( 0.1-2.5) :( 0.001-0.0018).

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В полимеризат или раствор полидиена в хлороформе подают катализатор межфазного переноса и дробно в течение 0,5-1 часа водный раствор гидроксида щелочного металла при мольном соотношении полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:(2,0-3,0):(0,1-2,5):(0,001-0,0018). Процесс проводят при интенсивном перемешивании и температуре 20-25°С, после завершения подачи щелочи перемешивание продолжают еще в течение 2-3 часов при температуре 40-45°С. В качестве полидиенов используют полидиены с высоким содержанием винильных звеньев (3,4-полиизопрены, 1,2-полибутадиены) содержанием винильных звеньев (49,1-75,9 мас.%) и (64,5-66 мас.%) соответственно, полученные методом анионной полимеризации с использованием экологически чистой каталитической системы на основе растворимых органических соединений натрия и магния, разработанной во ФГУП «НИИСК», а также литийорганических соединений; СКД (содержанием цис-1,4-звеньев более 91%). В качестве КМП используют ТЭБАХ, ТЭАХ, ТЭА, который вводят в раствор полимера или полимеризат в чистом виде. В качестве гидроксида щелочного металла используют гидроксид натрия или калия в виде 50%-ного водного раствора. По окончании процесса раствор модифицированного полидиена отмывается 2-4 раза холодной водой (1,5-3 кратным избытком по отношению к раствору полидиена), при необходимости избыток щелочи нейтрализуется конц. соляной кислотой. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат известным методом. Процесс характеризуется степенью превращения гидроксида натрия в дихлорциклопропановые (ДХЦП) группы - содержанием ДХЦП-групп и соответственно хлора в полидиене.The essence of the proposed method is as follows. An interphase transfer catalyst is fed into the polymerizate or a solution of polydiene in chloroform and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide fractionally for 0.5-1 hours at a molar ratio of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: (2.0-3.0): (0.1-2.5) :( 0.001-0.0018). The process is carried out with vigorous stirring and a temperature of 20-25 ° C, after completion of the alkali supply, stirring is continued for another 2-3 hours at a temperature of 40-45 ° C. Polydienes are polydienes with a high content of vinyl units (3,4-polyisoprene, 1,2-polybutadiene) containing vinyl units (49.1-75.9 wt.%) And (64.5-66 wt.%), Respectively obtained by anionic polymerization using an environmentally friendly catalytic system based on soluble organic compounds of sodium and magnesium, developed at the Federal State Unitary Enterprise NIISK, as well as organolithium compounds; SKD (content of cis-1,4 units more than 91%). As KMP use TEBAH, TEAC, TEA, which is introduced into the polymer solution or the polymerizate in its pure form. As the alkali metal hydroxide, sodium or potassium hydroxide is used in the form of a 50% aqueous solution. At the end of the process, the solution of the modified polydiene is washed 2-4 times with cold water (1.5-3 times excess relative to the solution of polydiene), if necessary, the excess alkali is neutralized conc. hydrochloric acid. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried by a known method. The process is characterized by the degree of conversion of sodium hydroxide to dichlorocyclopropane (DCCP) groups - the content of DCCP groups and, accordingly, chlorine in polydiene.

Содержание связанного в полимере хлора определяют по методу Шонигера (Климова Е.А. «Основные микрометоды анализа органических соединений». М.: «Химия», 1967, с.115).The content of chlorine bound in the polymer is determined by the Schoniger method (Klimova EA, “Basic micromethods for the analysis of organic compounds”. M: “Chemistry”, 1967, p. 115).

Молекулярно-массовые характеристики и микроструктура исходных и хлорированных полидиенов определяют с использованием гель-хроматографии (Waters-2000) и ЯМР-спектроскопии (Bruker-AM 500).The molecular weight characteristics and microstructure of the starting and chlorinated polydiene are determined using gel chromatography (Waters-2000) and NMR spectroscopy (Bruker-AM 500).

Молекулярно-массовые характеристики, микроструктура исходных и хлорированных полидиенов, содержание связанного хлора в хлорированных каучуках, мольные соотношения полидиен:гидроксид щелочного металла, а также степень превращения гидроксида щелочного металла приведены в таблицах 1-2.Molecular mass characteristics, microstructure of the starting and chlorinated polydienes, the content of bound chlorine in chlorinated rubbers, molar ratios of polydiene: alkali metal hydroxide, and the degree of conversion of alkali metal hydroxide are given in tables 1-2.

Пример 1. К полимеризату, содержащему 34 г 3,4-полиизопрена (0,5 моль) и 100 мл хлороформа (1,25 моль), прибавляют 0,2 г ТЭБАХ (0,0009 моль), затем при интенсивном перемешивании при комнатной температуре в течение 1 часа дробно подают 55 г гидроксида натрия в виде 50%-ного раствора в воде (1,24 моль) в три приема, поддерживая температуру не выше 25°С, затем по окончании подачи щелочи для увеличения конверсии продолжают процесс хлорирования при температуре 40°С в течение 3 часов. По окончании процесса раствор модифицированного полидиена отмывают 200 мл воды, избыток щелочи нейтрализуют 20 мл соляной кислоты, после чего промывают водой еще 4 раза (объемом по 200 мл) до нейтральной реакции. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат на вальцах при температуре 120°С. Мольные соотношения полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:2,5:2,5:0,0018. Содержание связанного в полимере хлора - 34,8 мас.%. Степень превращения гидроксида натрия 69,8%.Example 1. To a polymerizate containing 34 g of 3,4-polyisoprene (0.5 mol) and 100 ml of chloroform (1.25 mol), 0.2 g of TEBAH (0.0009 mol) was added, then with vigorous stirring at room temperature at a temperature of 1 hour, 55 g of sodium hydroxide in a form of a 50% solution in water (1.24 mol) are fractionally fed in three doses, maintaining the temperature no higher than 25 ° C, then, at the end of the alkali supply, the chlorination process is continued to increase the conversion at temperature 40 ° C for 3 hours. At the end of the process, a solution of the modified polydiene is washed with 200 ml of water, an excess of alkali is neutralized with 20 ml of hydrochloric acid, and then washed with water 4 more times (200 ml each) until neutral. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried on rollers at a temperature of 120 ° C. The molar ratios of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: 2.5: 2.5: 0.0018. The content of chlorine bound in the polymer is 34.8 wt.%. The degree of conversion of sodium hydroxide is 69.8%.

Пример 2. К раствору, содержащему 34 г 3,4-полиизопрена (0,5 моль) и 100 мл хлороформа (1,25 моль), прибавляют 0,2 г ТЭБАХ (0,0009 моль), затем при интенсивном перемешивании при комнатной температуре в течение 0,5 часа дробно подают 5,5 г гидроксида натрия в виде 50%-ного раствора в воде (0,125 моль) в два приема, поддерживая температуру не выше 25°С, затем по окончании подачи щелочи для увеличения конверсии продолжают процесс хлорирования при температуре 40°С в течение 3 часов. По окончании процесса раствор модифицированного полидиена отмывают 200 мл воды, избыток щелочи нейтрализуют 1 мл соляной кислоты, после чего промывают водой еще дважды (объемом по 200 мл) до нейтральной реакции. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат на вальцах. Мольные соотношения полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:2,5:0,25:0,0018. Содержание связанного в полимере хлора - 14,3 мас.%. Степень превращения гидроксида натрия 72,1%.Example 2. To a solution containing 34 g of 3,4-polyisoprene (0.5 mol) and 100 ml of chloroform (1.25 mol), 0.2 g of TEBAH (0.0009 mol) was added, then with vigorous stirring at room temperature at a temperature of 0.5 hours, 5.5 g of sodium hydroxide are fractionally fed in the form of a 50% solution in water (0.125 mol) in two doses, maintaining the temperature no higher than 25 ° C, then, at the end of the alkali supply, the process is continued to increase the conversion chlorination at a temperature of 40 ° C for 3 hours. At the end of the process, a solution of the modified polydiene is washed with 200 ml of water, an excess of alkali is neutralized with 1 ml of hydrochloric acid, and then washed with water twice more (200 ml each) until neutral. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried on rollers. The molar ratios of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: 2.5: 0.25: 0.0018. The content of chlorine bound in the polymer is 14.3 wt.%. The degree of conversion of sodium hydroxide 72.1%.

Пример 3. К раствору, содержащему 170 г 3,4-полиизопрена (2,5 моль) и 500 мл хлороформа (6,25 моль), прибавляют 1 г ТЭБАХ (0,004 моль), затем при интенсивном перемешивании при комнатной температуре дробно в течение 0,2 часа подают 11 г гидроксида натрия в виде 50%-ного раствора в воде (0,25 моль), по окончании подачи щелочи продолжают процесс хлорирования при температуре 40°С в течение 3 часов. По окончании процесса раствор модифицированного полидиена отмывают 1,5 л воды, избыток щелочи нейтрализуют 3 мл соляной кислоты, после чего промывают водой еще дважды (объемом по 1,5 л) до нейтральной реакции. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат на вальцах. Мольные соотношения полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:2,5:0,1:0,0018. Содержание связанного в полимере хлора - 7,9 мас.%. Степень превращения гидроксида натрия 100%.Example 3. To a solution containing 170 g of 3,4-polyisoprene (2.5 mol) and 500 ml of chloroform (6.25 mol), 1 g of TEBAH (0.004 mol) was added, then with vigorous stirring at room temperature, fractionally for 0.2 g serves 11 g of sodium hydroxide in the form of a 50% solution in water (0.25 mol), at the end of the alkali supply, the chlorination process is continued at a temperature of 40 ° C for 3 hours. At the end of the process, a solution of the modified polydiene is washed with 1.5 L of water, an excess of alkali is neutralized with 3 ml of hydrochloric acid, and then washed with water twice more (1.5 L each) until neutral. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried on rollers. The molar ratios of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: 2.5: 0.1: 0.0018. The content of chlorine bound in the polymer is 7.9 wt.%. The degree of conversion of sodium hydroxide is 100%.

Пример 4. К раствору, содержащему 282 г 3,4-полиизопрена (4,2 моль) и 1000 мл хлороформа (12,5 моль), прибавляют 1,2 г ТЭАХ (0,0073 моль), затем при интенсивном перемешивании при комнатной температуре в два приема подают 18,5 г гидроксида натрия в виде 50%-ного раствора в воде (0,42 моль), по окончании подачи щелочи продолжают процесс хлорирования при температуре 40°С в течение 3 часов. По окончании процесса раствор модифицированного полидиена отмывают 1,5 л воды, избыток щелочи нейтрализуют 5 мл соляной кислоты, после чего промывают водой еще дважды (объемом по 1,5 л) до нейтральной реакции. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат на вальцах. Мольные соотношения полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:3,0:0,1:0,0017. Содержание связанного в полимере хлора - 9,1 мас.%. Степень превращения гидроксида натрия 97,6%.Example 4. To a solution containing 282 g of 3,4-polyisoprene (4.2 mol) and 1000 ml of chloroform (12.5 mol), 1.2 g of TEAC (0.0073 mol) was added, then with vigorous stirring at room temperature at a temperature of 18.5 g of sodium hydroxide in a form of a 50% solution in water (0.42 mol) is fed in two doses; at the end of the alkali supply, the chlorination process is continued at a temperature of 40 ° C for 3 hours. At the end of the process, a solution of the modified polydiene is washed with 1.5 L of water, an excess of alkali is neutralized with 5 ml of hydrochloric acid, and then washed with water twice more (1.5 L each) until neutral. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried on rollers. The molar ratios of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: 3.0: 0.1: 0.0017. The content of chlorine bound in the polymer is 9.1 wt.%. The degree of conversion of sodium hydroxide is 97.6%.

Пример 5. К раствору, содержащему 50 г 1,2-полибутадиена (0,93 моль) и 150 мл хлороформа (1,9 моль), прибавляют 0,25 г ТЭБАХ (0,0011 моль), затем при интенсивном перемешивании при комнатной температуре в два приема подают 4,2 г гидроксида натрия в виде 50%-ного раствора в воде (0,095 моль), по окончании подачи щелочи продолжают процесс хлорирования при температуре 40°С в течение 3 часов. По окончании процесса раствор модифицированного полидиена отмывают 300 мл воды, избыток щелочи нейтрализуют 0,5 мл соляной кислоты, после чего промывают водой еще дважды (объемом по 300 мл) до нейтральной реакции. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат на вальцах. Мольные соотношения полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:2,0:0,1:0,001. Содержание связанного в полимере хлора - 7,8 мас.%. Степень превращения гидроксида натрия 67,3%.Example 5. To a solution containing 50 g of 1,2-polybutadiene (0.93 mol) and 150 ml of chloroform (1.9 mol), 0.25 g of TEBAH (0.0011 mol) was added, then with vigorous stirring at room temperature the temperature in two doses serves 4.2 g of sodium hydroxide in the form of a 50% solution in water (0.095 mol), at the end of the alkali supply, the chlorination process is continued at a temperature of 40 ° C for 3 hours. At the end of the process, a solution of the modified polydiene is washed with 300 ml of water, an excess of alkali is neutralized with 0.5 ml of hydrochloric acid, and then washed with water twice more (300 ml each) until neutral. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried on rollers. The molar ratios of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: 2.0: 0.1: 0.001. The content of chlorine bound in the polymer is 7.8 wt.%. The degree of conversion of sodium hydroxide is 67.3%.

Пример 6. К раствору, содержащему 50 г 1,2-полибутадиена (0,93 моль) и 200 мл хлороформа (2,5 моль), прибавляют 0,16 г ТЭА (0,0016 моль), затем при интенсивном перемешивании при комнатной температуре в течение 1 часа подают 41,2 г гидроксида натрия в виде 50%-ного раствора в воде (0,93 моль), по окончании подачи щелочи продолжают процесс хлорирования при температуре 40°С в течение 3 часов. По окончании процесса раствор модифицированного полидиена отмывают 500 мл воды, избыток щелочи нейтрализуют 2 мл соляной кислоты, после чего промывают водой еще трижды (объемом по 500 мл) до нейтральной реакции. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат на вальцах. Мольные соотношения полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:2,7:1:0,0017. Содержание связанного в полимере хлора - 25,3 мас.%. Степень превращения гидроксида натрия 48,9%.Example 6. To a solution containing 50 g of 1,2-polybutadiene (0.93 mol) and 200 ml of chloroform (2.5 mol), 0.16 g of TEA (0.0016 mol) was added, then with vigorous stirring at room temperature at a temperature of 1 hour, 41.2 g of sodium hydroxide in the form of a 50% solution in water (0.93 mol) are fed, at the end of the alkali supply, the chlorination process is continued at a temperature of 40 ° C for 3 hours. At the end of the process, a solution of the modified polydiene is washed with 500 ml of water, an excess of alkali is neutralized with 2 ml of hydrochloric acid, and then washed with water three more times (500 ml each) until neutral. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried on rollers. The molar ratios of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: 2.7: 1: 0.0017. The content of chlorine bound in the polymer is 25.3 wt.%. The degree of conversion of sodium hydroxide is 48.9%.

Пример (контрольный по прототипу).Example (control prototype).

К раствору, содержащему 27 г СКД (0,5 моль) и 243 г толуола (10%-ный раствор), подают 120 мл хлороформа (1,5 моль) с растворенным в нем 0,68 г ТЭБАХ (0,003 моль) и при интенсивном перемешивании при температуре 25°С в течение 45 минут дробно подают 14 г гидроксида натрия в виде 50%-ного раствора в воде (0,35 моль), поддерживая температуру не выше 25°С, затем по окончании подачи щелочи продолжают процесс хлорирования при этой же температуре в течение 2 часов. По окончании процесса в раствор модифицированного полидиена подают 400 мл воды и эмульгируют в течение нескольких минут. После отстаивания воду сливают, операцию отмывки повторяют 4 раза. Отмытый полидиен выделяют методом водной дегазации и сушат на вальцах при температуре 120°С. Мольные соотношения полидиен:хлороформ:гидроксид щелочного металла:КМП 1:3:0,7:0,006. Содержание связанного в полимере хлора - 15,0 мас.%. Степень превращения гидроксида натрия - 46,5%.To a solution containing 27 g of SKD (0.5 mol) and 243 g of toluene (10% solution), 120 ml of chloroform (1.5 mol) with 0.68 g of TEBAH (0.003 mol) dissolved in it are fed and vigorous stirring at a temperature of 25 ° C for 45 minutes fractionally serves 14 g of sodium hydroxide in the form of a 50% solution in water (0.35 mol), maintaining the temperature not higher than 25 ° C, then at the end of the alkali supply, the chlorination process is continued at the same temperature for 2 hours. At the end of the process, 400 ml of water is fed into the solution of the modified polydiene and emulsified for several minutes. After settling, the water is drained, the washing operation is repeated 4 times. Washed polydiene is isolated by water degassing and dried on rollers at a temperature of 120 ° C. The molar ratios of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: KMP 1: 3: 0.7: 0.006. The content of chlorine bound in the polymer is 15.0 wt.%. The degree of conversion of sodium hydroxide is 46.5%.

Таблица 1
Молекулярно-массовые характеристики и микроструктура исходных полидиенов.
Table 1
Molecular mass characteristics and microstructure of the starting polydienes.
№№ исходных полимеровNo. of starting polymers Молекулярно-массовые характеристикиMolecular weight characteristics Содержание звеньев, мас.%The content of units, wt.% Mw*10-3 M w * 10 -3 Mn*10-3 M n * 10 -3 Mw/Mn M w / M n 1,2-ПБ1,2-PB 133133 27,627.6 4,844.84 64,5 (1,2-звенья)64.5 (1.2 links) 3,4-ПИ №13,4-PI No. 1 191191 103103 1,851.85 69,3 (3,4- и 1,2-звенья)69.3 (3.4 and 1.2 links) 3,4-ПИ №23,4-PI No. 2 186186 79,079.0 2,352,35 49,1 (3,4- и 1,2-звенья)49.1 (3.4 and 1.2 links) СКДSKD 288288 129129 2,222.22 91,1 (цис-1,4-звенья)91.1 (CIS-1,4 links)

Таблица 2
Характеристики хлорированных полидиенов
table 2
Characteristics of chlorinated polydienes
№ примераExample No. Хлорированные полидиеныChlorinated Polydiene Молекулярно-массовые характеристикиMolecular weight characteristics Содержание хлора, мас.%The chlorine content, wt.% Мольное соотношение полидиен: гидроксид щелочного металлаThe molar ratio of polydiene: alkali metal hydroxide Степень превр. щелочи, %Degree converted alkali,% Mw*10-3 M w * 10 -3 Mn*10-3 M n * 10 -3 Mw/Mn M w / M n 1one ПИХ (3,4-ПИ №1)IIR (3,4-PI No. 1) 184184 86,686.6 2,122.12 34,834.8 1:2,51: 2.5 69,869.8 22 ПИХ (3,4-ПИ №1)IIR (3,4-PI No. 1) 189189 88,488.4 2,132.13 14,314.3 1:0,251: 0.25 72,172.1 33 ПИХ (3,4-ПИ №1)IIR (3,4-PI No. 1) 189189 96,796.7 1,951.95 7,97.9 1:0,11: 0.1 100one hundred 4four ПИХ (3,4-ПИ №2)IIR (3,4-PI No. 2) 192192 80,180.1 2,392,39 9,19.1 1:0,11: 0.1 97,697.6 55 1,2-ПБХ1,2-PBH 148148 15,315.3 9,69.6 7,87.8 1:0,11: 0.1 67,367.3 66 1,2-ПБХ1,2-PBH 153153 16,016,0 9,59.5 25,325.3 1:11: 1 48,948.9 контр.counter. СКДХSKDH 262262 110,0110.0 2,382,38 15,015.0 1:0,71: 0.7 46,546.5

Таким образом, предлагаемый способ получения хлорированных полидиенов позволяет повысить степень превращения гидроксида щелочного металла, что обеспечивает более эффективное использование применяемых реагентов. Кроме того, для получения хлорированных полидиенов не требуется применение углеводородного растворителя или 20-мольного избытка хлороформа, а также предварительного растворения КМП в хлороформе, что упрощает процесс.Thus, the proposed method for producing chlorinated polydienes allows to increase the degree of conversion of alkali metal hydroxide, which ensures a more efficient use of the reagents used. In addition, to obtain chlorinated polydienes, the use of a hydrocarbon solvent or a 20 molar excess of chloroform and the preliminary dissolution of CMP in chloroform are not required, which simplifies the process.

Способ позволяет получать хлорированные полидиены с различным содержанием хлора (до 35 мас.%), при этом молекулярно-массовые характеристики хлорированных полидиенов не претерпевают существенных изменений.The method allows to obtain chlorinated polydiene with various chlorine content (up to 35 wt.%), While the molecular weight characteristics of chlorinated polydiene do not undergo significant changes.

Claims (1)

Способ получения хлорированных полидиенов взаимодействием полидиенов с хлороформом в присутствии катализатора межфазного переноса и водного раствора гидроксида щелочного металла при его дробной подаче, заключающийся в том, что взаимодействие осуществляют при подаче всего расчетного количества хлороформа непосредственно в полимер, а катализатор межфазного переноса подают в раствор полимера в чистом виде и процесс проводят при мольном соотношении полидиен: хлороформ: гидроксид щелочного металла: катализатор межфазного переноса 1:(2,0-3,0):(0,1-2,5):(0,001-0,0018). A method of producing chlorinated polydienes by reacting polydienes with chloroform in the presence of an interphase transfer catalyst and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide during fractional feeding, the process being carried out by feeding the entire calculated amount of chloroform directly to the polymer, and the interphase transfer catalyst is fed into the polymer solution in in pure form and the process is carried out at a molar ratio of polydiene: chloroform: alkali metal hydroxide: phase transfer catalyst 1: (2.0- 3.0) :( 0.1-2.5) :( 0.001-0.0018).
RU2009149369/04A 2009-12-29 2009-12-29 Method of producing chlorinated polydienes RU2429247C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149369/04A RU2429247C1 (en) 2009-12-29 2009-12-29 Method of producing chlorinated polydienes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149369/04A RU2429247C1 (en) 2009-12-29 2009-12-29 Method of producing chlorinated polydienes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009149369A RU2009149369A (en) 2011-07-10
RU2429247C1 true RU2429247C1 (en) 2011-09-20

Family

ID=44740023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009149369/04A RU2429247C1 (en) 2009-12-29 2009-12-29 Method of producing chlorinated polydienes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2429247C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009149369A (en) 2011-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2212786A (en) Production of sulphonyl chlorides of olefin polymers
EP1917103B1 (en) Solvent-stable metal complexes having slightly co-ordinating counter anions as polymerisation catalysts
WO2013082410A1 (en) Process for the production of chlorinated alkanes
US6610859B1 (en) Protected aminofunctionalized polymerization initiators and methods of making and using same
CN104024188A (en) Process for the production of chlorinated propanes and propenes
EP2427413A1 (en) Processes for reducing the amount of monofluoroacetate in hydrofluoroolefin production
RU2429247C1 (en) Method of producing chlorinated polydienes
CN100406417C (en) Method for preparing 1,1,1,3,3 - pentachlorobutane from materials of chloropropene and carbon tetrachloride under tempering and polymerizing catalyst
RU2656332C1 (en) Process for preparation of quinone diimine antioxidant for solution rubbers
CN111393255A (en) Process for producing 1,1,2, 3-tetrachloropropene in high yield
RU2684282C1 (en) Method of producing butadiene polymerisation catalyst
WO2019030059A1 (en) Bissilylaminosilyl-functionalized conjugated dienes and methods for their preparation
BR0316317B1 (en) PROCEDURE FOR OBTAINING A BUTDIEN-1,3 HOMOPOLYMER
CN104326863A (en) Preparation method of 1-chlorobutane
CN102639570A (en) Catalyst systems for rubber polymerizations
Otvalko et al. Introduction of chlorine into polydienes with a high content of vinyl units
RU2462478C1 (en) Method of producing chlorinated 1,2-polybutadienes
RU2083592C1 (en) Process for preparing modified 1,4-polybutadiene
CN114380688B (en) Preparation method of acid-sensitive photoresist resin monomer
CN106519094B (en) It is branched cis-1,4-polyisoprene and collateralization cis-1,4-polyisoprene composition and preparation method thereof
RU2470942C1 (en) Method for hydrogenation of butadiene-nitrile rubber
KR102442473B1 (en) Method for preparing isomer composition of myrcene derived compound and myrcene derived compound prepared by the same
SU675866A1 (en) Method of obtaining cis-1,4-polybutadiene
CN1216860C (en) Preparation method of olefine sulfide
JP2002212202A (en) Process for preparation of hydrogenated nitrile rubber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181230