RU2486210C1 - Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes - Google Patents

Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes Download PDF

Info

Publication number
RU2486210C1
RU2486210C1 RU2012121846/04A RU2012121846A RU2486210C1 RU 2486210 C1 RU2486210 C1 RU 2486210C1 RU 2012121846/04 A RU2012121846/04 A RU 2012121846/04A RU 2012121846 A RU2012121846 A RU 2012121846A RU 2486210 C1 RU2486210 C1 RU 2486210C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polybutadiene
hydrogen peroxide
polymer
phosphoric acid
polybutadienes
Prior art date
Application number
RU2012121846/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марат Ибрагимович Абдуллин
Андрей Борисович Глазырин
Ольга Сергеевна Куковинец
Азамат Айратович Басыров
Илья Владимирович Валекжанин
Гульфия Ильшатовна Хамидуллина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет"
Priority to RU2012121846/04A priority Critical patent/RU2486210C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486210C1 publication Critical patent/RU2486210C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to production of polymer products based on 1,2-polybutadienes, which contain epoxide groups in macromolecules. Described is a method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes, involving reaction of a polymer solution in an organic solvent with an epoxidation agent containing hydrogen peroxide, characterised by that sodium molybdate and phosphoric acid are further added to the epoxidation agent, and epoxidated 1,2-polybutadienes are obtained in the presence of a phase transfer catalyst - cetylpyridinium chloride, wherein the molar ratio 1,2-polybutadiene:hydrogen peroxide is equal to 1:0.4-1.1; 1,2-polybutadiene:sodium molybdate is equal to 1:0.07-0.5; 1,2-polybutadiene:phosphoric acid is equal to 1:0.08-0.7; 1,2-polybutadiene:cetylpyridinium chloride is equal to 1: 0.22; reactants react at temperature of 50-55°C for 3 hours; pH of the reaction medium is kept at 2-3 by adding 0.1 M aqueous sodium hydrophosphate solution.
EFFECT: improved quality of the end product, low power consumption.
1 tbl, 14 ex

Description

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению полимерных продуктов на основе 1,2-полибутадиенов, содержащих в составе макромолекул эпоксидные группы.The invention relates to the field of macromolecular compounds, in particular to the production of polymer products based on 1,2-polybutadiene containing epoxy groups in the composition of macromolecules.

Эпоксидированные полимерные продукты характеризуются высоким комплексом физико-механических свойств, хорошими адгезионными свойствами и могут использоваться в составе клеевых композиций, герметиков, лакокрасочных покрытий, в качестве модификаторов в составе различных композиций термопластов и эластомеров.Epoxidized polymer products are characterized by a high complex of physical and mechanical properties, good adhesive properties and can be used in adhesive compositions, sealants, paints, and as modifiers in various compositions of thermoplastics and elastomers.

Эпоксидированные 1,2-полибутадиены могут быть получены химической модификацией 1,2-полибутадиенов, содержащих в макромолекулах основной и боковых цепей двойные углерод-углеродные связи, которые синтезируют в промышленности полимеризацией 1,3-бутадиена на комплексных катализаторах [Патент РФ 2072362, кл. C08F 136/06, C08F 36/06, C08F 136/00, C08F 36/00; опубл. 27.01.1997. Патент РФ 2177008, кл. C08F 136/06, C08F 36/06, C08F 36/04, C08F 4/70; опубл. 20.12.2001. Патент РФ 2283850, кл. C08F 36/06, C08F 136/06; опубл. 20.09.2006. Патент США 4182813, кл. C08F 136/06, C08F 36/00, C08F 4/00; опубл. 08.01.1980. Патент РФ 2139299, кл. C08F 136/06; опубл. 10.10.1999].Epoxidized 1,2-polybutadiene can be obtained by chemical modification of 1,2-polybutadiene containing double carbon-carbon bonds in macromolecules of the main and side chains, which are synthesized in industry by polymerization of 1,3-butadiene on complex catalysts [RF Patent 2072362, cl. C08F 136/06, C08F 36/06, C08F 136/00, C08F 36/00; publ. 01/27/1997. RF patent 2177008, cl. C08F 136/06, C08F 36/06, C08F 36/04, C08F 4/70; publ. 12/20/2001. RF patent 2283850, cl. C08F 36/06, C08F 136/06; publ. 09/20/2006. U.S. Patent 4,182,813, CL C08F 136/06, C08F 36/00, C08F 4/00; publ. 01/08/1980. RF patent 2139299, cl. C08F 136/06; publ. 10/10/1999].

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов основан на взаимодействии 1,2-полибутадиена с эпоксидирующим агентом, в качестве которого используют пероксокомплексы молибдена. Наибольшее распространение получил способ эпоксидирования 1,2-полибутадиенов, в котором пероксокомплекс генерируют непосредственно в реакционной колбе взаимодействием водного раствора пероксида водорода с молибдатом натрия в присутствии фосфорной кислоты и межфазного катализатора.The method of producing epoxidized 1,2-polybutadiene is based on the interaction of 1,2-polybutadiene with an epoxidizing agent, which is used as molybdenum peroxo complexes. The most widely used method of epoxidation of 1,2-polybutadiene, in which the peroxocomplex is generated directly in the reaction flask by the interaction of an aqueous solution of hydrogen peroxide with sodium molybdate in the presence of phosphoric acid and an interphase catalyst.

Известен способ получения модифицированного эпоксидными группами атактического 1,2-полибутадиена действием моноперфталевой кислоты [Wen-Kuei Huang, Ging-Ho Hsiue, Wei-Hsin Hou. Epoxidation of polybutadiene and styrene-butadiene triblock copolymers with monoperoxyphthalic acid: Kinetic and conformation study, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, V.26, (7). p.1867-1883, 1988]. К недостаткам этого метода следует отнести выделение в процессе реакции фталевой кислоты, образующейся из моноперфталевой кислоты, и необходимость фильтрации реакционной массы.A known method for producing epoxy-modified atactic 1,2-polybutadiene by monoperphthalic acid [Wen-Kuei Huang, Ging-Ho Hsiue, Wei-Hsin Hou. Epoxidation of polybutadiene and styrene-butadiene triblock copolymers with monoperoxyphthalic acid: Kinetic and conformation study, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, V.26, (7). p. 1867-1883, 1988]. The disadvantages of this method include the allocation during the reaction of phthalic acid formed from monoperphthalic acid, and the need to filter the reaction mixture.

Известен способ эпоксидирования 1.2-полибутадиена действием мета-хлорнадбензойной кислоты в среде толуола, бензла, хлористого метилена [Патент США 5034471, кл. C08F 136/06, C08F 36/00, C08F 4/00; опубл. 23.07.1991]. К раствору 1,2-полибутадиена в хлористом метилене добавляют но каплям мета-хлорнадбензойную кислоту при мольном соотношении 1,2-ПБ:кислота = 1:1, при температуре. Реакционная масса представляет собой суспензию, где в твердую фазу выделяется мета-хлорбензойная кислота, образуемая в ходе процесса. Через 4 часа реакционную смесь охлаждают до -15°С и фильтруют. Процедуры охлаждения и фильтрации повторяют до исчезновения твердых примесей в фильтрате. Данный метод позволяет получить модифицированные полимерные продукты со степенью эпоксидирования до 90%.A known method of epoxidation of 1,2-polybutadiene by the action of meta-chloroperbenzoic acid in toluene, benzene, methylene chloride [US Patent 5034471, cl. C08F 136/06, C08F 36/00, C08F 4/00; publ. 07/23/1991]. To a solution of 1,2-polybutadiene in methylene chloride, meta-chloroperbenzoic acid is added but dropwise at a molar ratio of 1,2-PB: acid = 1: 1, at a temperature. The reaction mass is a suspension, where meta-chlorobenzoic acid, formed during the process, is released into the solid phase. After 4 hours, the reaction mixture was cooled to -15 ° C and filtered. The cooling and filtration procedures are repeated until solid impurities disappear in the filtrate. This method allows to obtain modified polymer products with an epoxidation degree of up to 90%.

К недостаткам данного метода следует отнести дороговизну используемого эпоксидирующего агента, необходимость фильтрации реакционной массы при низких температурах. Недостатком способа также является сложность процесса, требующая неоднократной фильтрации реакционной массы. Кроме того, использование мета-хлорнадбензойной кислоты в качестве эпоксидирующего агента приводит к вторичным реакциям раскрытия оксирановых групп.The disadvantages of this method include the high cost of the used epoxidizing agent, the need to filter the reaction mass at low temperatures. The disadvantage of this method is the complexity of the process, requiring repeated filtering of the reaction mass. In addition, the use of meta-chloroperbenzoic acid as an epoxidizing agent leads to secondary reactions of the opening of oxirane groups.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения эпоксидированных синдиотактических 1,2-полибутадиенов, заключающийся во взаимодействии раствора 1,2-полибутадиена в органическом растворителе (толуол, бензол, хлороформ) с эпоксидирующим агентом, в качестве которого используют смесь пероксида водорода и карбоновой кислоты, содержащие от 1 до 10 атомов углерода [Патент США 4528340, кл. С08С 19/06; C08G 59/16; С08С 19/00; C08G 59/00; опубл. 09.07.1985]. Мольное соотношение полимер:карбоновая кислота:перекись водорода составляет 1:0,3-1:0,5-1,5. Расход карбоновой кислоты составляет 0,01-5 моль, пероксида водорода - от 0,1 до 5 моль на 100 г полимера. Предварительно готовят раствор полимера в органическом растворителе. Реакцию проводят при температуре от 5 до 90°С, постепенно дозируя в течение 20 мин раствор карбоновой кислоты и 30%-ного водного раствора пероксида водорода к раствору полимера при интенсивном перемешивании в течение 5-8 ч. Полученную реакционную массу промывают дистиллированной водой, полимер переосаждают из органической фазы метиловым спиртом. Степень функционализации (превращение ненасыщенных звеньев в эпоксидные группы) синдиотактического 1,2-полибутадиена составляет 5-60%.The closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a method for producing epoxidized syndiotactic 1,2-polybutadiene, which consists in the interaction of a solution of 1,2-polybutadiene in an organic solvent (toluene, benzene, chloroform) with an epoxidizing agent, which is used as a mixture of peroxide hydrogen and carboxylic acids containing from 1 to 10 carbon atoms [US Patent 4,528,340, cl. C08C 19/06; C08G 59/16; C08C 19/00; C08G 59/00; publ. 07/09/1985]. The molar ratio of polymer: carboxylic acid: hydrogen peroxide is 1: 0.3-1: 0.5-1.5. The consumption of carboxylic acid is 0.01-5 mol, hydrogen peroxide from 0.1 to 5 mol per 100 g of polymer. A polymer solution in an organic solvent is preliminarily prepared. The reaction is carried out at a temperature of from 5 to 90 ° C, gradually dosing for 20 minutes a solution of carboxylic acid and 30% aqueous hydrogen peroxide solution to the polymer solution with vigorous stirring for 5-8 hours. The resulting reaction mass is washed with distilled water, the polymer reprecipitated from the organic phase with methyl alcohol. The degree of functionalization (conversion of unsaturated units to epoxy groups) of syndiotactic 1,2-polybutadiene is 5-60%.

Недостатками данного метода являются высокие энергетические затраты из-за необходимости проведения процесса при повышенных температурах (до 90°С) и в течение длительного времени возможность протекания побочных реакций, связанных с раскрытием эпоксидных групп в модифицированном полимере.The disadvantages of this method are the high energy costs due to the need to carry out the process at elevated temperatures (up to 90 ° C) and for a long time the possibility of adverse reactions associated with the opening of epoxy groups in the modified polymer.

Технической задачей данного изобретения является разработка способа получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов, способствующего улучшению качества целевого продукта, снижению энергетических затрат.The technical task of this invention is to develop a method for producing epoxidized 1,2-polybutadiene, which improves the quality of the target product, reduces energy costs.

В предложенном методе получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов указанная техническая задача достигается при взаимодействии раствора 1,2-полибутадиена в органическом растворителе с эпоксидирующим агентом. В качестве эпоксидирующего агента используют смесь перекиси водорода, фосфорной кислоты и молибдата натрия в присутствии межфазного катализатора цетилпиридиний хлорида. Взаимодействие реагентов проводят при мольном соотношении 1,2-полибутадиен:перекись водорода = 1:0,4-1,1; 1,2-полибутадиен:молибдат натрия = 1:0,07-0,5; 1,2-полибутадиен:фосфорная кислота = 1:0,08-0,7; 1,2-полибутадиен:цетилпиридиний хлорид = 1:0,22 при температуре 55°С в течение 2-3 часов. Показатель рН водной среды 2-3 поддерживали путем введения 0,1 М водного раствора гидрофосфата натрия. В качестве исходного 1,2-полибутадиена используют атактический или синдиотактическпй полимер со среднечисловой молекулярной массой Mn от 1000 до 150000 и содержанием в макромолекулах звеньев 1,2- и 1,4-полимеризации 70-85 мол.% и 15-30 мол.%, соответственно.In the proposed method for producing epoxidized 1,2-polybutadiene, this technical problem is achieved by the interaction of a solution of 1,2-polybutadiene in an organic solvent with an epoxidizing agent. As an epoxidizing agent, a mixture of hydrogen peroxide, phosphoric acid and sodium molybdate is used in the presence of an interfacial catalyst cetylpyridinium chloride. The interaction of the reagents is carried out at a molar ratio of 1,2-polybutadiene: hydrogen peroxide = 1: 0.4-1.1; 1,2-polybutadiene: sodium molybdate = 1: 0.07-0.5; 1,2-polybutadiene: phosphoric acid = 1: 0.08-0.7; 1,2-polybutadiene: cetylpyridinium chloride = 1: 0.22 at a temperature of 55 ° C for 2-3 hours. The pH of the aqueous medium 2-3 was maintained by introducing a 0.1 M aqueous solution of sodium hydrogen phosphate. As the starting 1,2-polybutadiene, an atactic or syndiotactic polymer with a number average molecular weight M n from 1000 to 150,000 and a content of 1,2- and 1,4-polymerization units in the macromolecules of 70-85 mol% and 15-30 mol. %, respectively.

При реализации предлагаемого способа использовали промышленные образцы 1,2-полибутадиена производства ОАО «Ефремовский завод СК» и полимеры марки JSR RB производства «Japan Synthetic Rubber Со.» (Япония). Образец 1,2-полибутадиена очищали переосаждением в системе хлороформ-этанол, далее полимер дважды промывали спиртом и сушили под вакуумом при 60°С до постоянной массы. В качестве исходных компонентов эпоксидирующего агента применяли 30-40%-ный раствор перекиси водорода по ГОСТ 177-88 марки А, молибдат натрия по ГОСТ 18289-78, фосфорную кислоту по ГОСТ 10678-76.When implementing the proposed method used industrial samples of 1,2-polybutadiene produced by JSC "Ephraim Plant SK" and polymers of the brand JSR RB produced by "Japan Synthetic Rubber Co." (Japan). A 1,2-polybutadiene sample was purified by reprecipitation in the chloroform-ethanol system, then the polymer was washed twice with alcohol and dried under vacuum at 60 ° C to constant weight. As the starting components of the epoxidizing agent, a 30-40% hydrogen peroxide solution was used in accordance with GOST 177-88 grade A, sodium molybdate in accordance with GOST 18289-78, phosphoric acid in accordance with GOST 10678-76.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Использовали очищенный синдиотактический 1,2-полибутадиен со среднечисловой молекулярной массой Mn=150000, содержащий звеньев 1,2- и 1,4-полимеризации 86 и 14 мол.%, соответственно. В стеклянный реактор, снабженный перемешивающим устройством, обратным холодильником и капельной воронкой, загружали 3 г (0,056 моль) 1,2-полибутадиена. добавляли 114,3 мл толуола и перемешивали до полного растворения. К полученному раствору прибавляли 1,15 г молибдата натрия (0,0056 моль), 1,68 г 98%-ной фосфорной кислоты (0,0168 моль), 3,6 г 37%-ного раствора перекиси водорода (0,0392 моль) и 4,2 г цетилпиридиний хлорида (0,0123 моль). Мольное соотношение полимер:перекись водорода = 1:0,7; полимер:молибдат натрия = 1:0,1; полимер:фосфорная кислота = 1:0,3; полимер:цетилпиридиний хлорид = 1:0,22. Показатель рН водной среды 2-3 поддерживали путем введения 0,1 М водного раствора гидрофосфата натрия. Реакционную массу перемешивали при 55°С в течение 2-3 ч. После окончания синтеза органическую фазу промывали дистиллированной водой до достижения рН 7. Полимер высаждали из реакционной массы этанолом, очищали переосаждением в системе хлороформ-этанол и сушили в вакууме при температуре 40°С. Получили 2,67 г эпоксидированного синдиотактического 1,2-полибутадиена со степенью функционализации 26,1%. В ИК-спектре модифицированного эпоксидированного синдиотактического 1,2-полибутадиена отсутствуют сигналы в области 3000-3600 см-1, характерные для гидроксильных групп. Это позволяет сделать вывод о том, что при эпоксидировании не произошло побочных реакций раскрытия эпоксидных групп.Example 1. Used purified syndiotactic 1,2-polybutadiene with a number average molecular weight M n = 150,000, containing 1,2- and 1,4-polymerization units of 86 and 14 mol%, respectively. 3 g (0.056 mol) of 1,2-polybutadiene were charged into a glass reactor equipped with a stirrer, reflux condenser and dropping funnel. 114.3 ml of toluene was added and mixed until completely dissolved. 1.15 g of sodium molybdate (0.0056 mol), 1.68 g of 98% phosphoric acid (0.0168 mol), 3.6 g of a 37% hydrogen peroxide solution (0.0392 mol) were added to the resulting solution. ) and 4.2 g of cetylpyridinium chloride (0.0123 mol). The molar ratio of polymer: hydrogen peroxide = 1: 0.7; polymer: sodium molybdate = 1: 0.1; polymer: phosphoric acid = 1: 0.3; polymer: cetylpyridinium chloride = 1: 0.22. The pH of the aqueous medium 2-3 was maintained by introducing a 0.1 M aqueous solution of sodium hydrogen phosphate. The reaction mass was stirred at 55 ° C for 2-3 hours. After the synthesis was completed, the organic phase was washed with distilled water until pH 7 was reached. The polymer was precipitated from the reaction mass with ethanol, purified by reprecipitation in the chloroform-ethanol system, and dried in vacuum at 40 ° C. . Received 2.67 g of epoxidized syndiotactic 1,2-polybutadiene with a degree of functionalization of 26.1%. In the IR spectrum of the modified epoxidized syndiotactic 1,2-polybutadiene there are no signals in the region of 3000-3600 cm -1 characteristic of hydroxyl groups. This allows us to conclude that during epoxidation, no side reactions of the opening of epoxy groups occurred.

Пример 2. В стеклянный реактор, снабженный перемешивающим устройством, обратным холодильником и капельной воронкой, загружали 3 г (0,055 моль) 1,2-полибутадиена, добавляли 114,3 мл толуола и перемешивали до полного растворения. К полученному раствору прибавляли 1,15 г молибдата натрия (0,0056 моль), 1,68 г 98%-ной фосфорной кислоты (0,0168 моль), 3,6 г 37%-ного раствора перекиси водорода (0,0392 моль) и 4,2 г цетилпиридиний хлорида (0,0123 моль). Мольное соотношение полимер:перекись водорода = 1:0,7; полимер:молибдат натрия = 1:0,1; полимер:фосфорная кислота = 1:0,3; полимер:цетилпиридиний хлорид = 1:0,22. Показатель рН водной среды 2-3 поддерживали путем введения 0,1 М водного раствора гидрофосфата натрия. Реакционную массу перемешивали при 55°С в течение 2-3 ч. После окончания синтеза органическую фазу промывали дистиллированной водой до достижения рН 7. Полимер высаждали из реакционной массы этанолом, очищали переосаждением в системе хлороформ-этанол и сушили в вакууме при температуре 40°С. Получили 2,72 г эпоксидированного синдиотактического 1,2-полибутадиена со степенью функционализации 31,1%. В ИК-спектре модифицированного эпоксидированного синдиотактического 1,2-полибутадиена отсутствуют сигналы в области 3000-3600 см-1, характерные для гидроксильных групп. Это позволяет сделать вывод о том, что при эпоксидировании не произошло побочных реакций раскрытия эпоксидных групп.Example 2. In a glass reactor equipped with a stirrer, reflux condenser and dropping funnel, 3 g (0.055 mol) of 1,2-polybutadiene were charged, 114.3 ml of toluene was added and stirred until complete dissolution. 1.15 g of sodium molybdate (0.0056 mol), 1.68 g of 98% phosphoric acid (0.0168 mol), 3.6 g of a 37% hydrogen peroxide solution (0.0392 mol) were added to the resulting solution. ) and 4.2 g of cetylpyridinium chloride (0.0123 mol). The molar ratio of polymer: hydrogen peroxide = 1: 0.7; polymer: sodium molybdate = 1: 0.1; polymer: phosphoric acid = 1: 0.3; polymer: cetylpyridinium chloride = 1: 0.22. The pH of the aqueous medium 2-3 was maintained by introducing a 0.1 M aqueous solution of sodium hydrogen phosphate. The reaction mass was stirred at 55 ° C for 2-3 hours. After the synthesis was completed, the organic phase was washed with distilled water until pH 7 was reached. The polymer was precipitated from the reaction mass with ethanol, purified by reprecipitation in the chloroform-ethanol system, and dried in vacuum at 40 ° C. . Received 2.72 g of epoxidized syndiotactic 1,2-polybutadiene with a degree of functionalization of 31.1%. In the IR spectrum of the modified epoxidized syndiotactic 1,2-polybutadiene there are no signals in the region of 3000-3600 cm -1 characteristic of hydroxyl groups. This allows us to conclude that during epoxidation, no side reactions of the opening of epoxy groups occurred.

Массовую долю эпоксидных групп в полимере определяли по следующей методике [Jay, R.R. Direct Titration of Ероху Compounds and Aziridines, Anal. Chem., 1964, 36(3): 667-668]: к раствору анализируемого образца в толуоле добавляют рассчитанное количество раствора HClO4 и перемешивают в течение 2 ч. Затем к раствору добавляют фенолфталеин и титруют водным раствором гидроксида натрия. Степень эпоксидирования рассчитывают по формуле:The mass fraction of epoxy groups in the polymer was determined by the following procedure [Jay, RR Direct Titration of Erohu Compounds and Aziridines, Anal. Chem., 1964, 36 (3): 667-668]: the calculated amount of HClO 4 solution was added to the solution of the analyzed sample in toluene and stirred for 2 hours. Then phenolphthalein was added to the solution and titrated with an aqueous solution of sodium hydroxide. The degree of epoxidation is calculated by the formula:

С т е п е н ь э п о к с и д и р о в а н и я = ( V 1 V 0 ) N 70 10 w

Figure 00000001
, FROM t e P e n b uh P about to from and d and R about at but n and I am = ( V one - V 0 ) N 70 10 w
Figure 00000001
,

где V0 и V1 - объемы раствора HClO4 (мл), израсходованные на титрование для холостого и анализируемого образцов, соответственно; w - навеска образца (г); N - молярная концентрации раствора HClO4 (моль/л); 70 - молекулярная масса эпоксидированных бутадиеновых звеньев.where V 0 and V 1 are the volumes of the HClO 4 solution (ml) spent on titration for the blank and analyzed samples, respectively; w - sample weight (g); N is the molar concentration of the HClO 4 solution (mol / L); 70 - molecular weight of epoxidized butadiene units.

Примеры 3-14. Все операции проводили в соответствии с примером 1. Результаты экспериментов приведены в таблице.Examples 3-14. All operations were carried out in accordance with example 1. The experimental results are shown in the table.

Мольное соотношение полимер:перекись водорода = 1:0,7 представляется наиболее оптимальным (опыт 1-2). При увеличении концентрации пероксида водорода более ускоряется его непродуктивный распад и ухудшается качество целевого продукта вследствие сшивки макроцепей полимера (опыт 3). Поддержание концентрации пероксида водорода в реакционной среде меньше требуемого значения не позволяет достичь требуемой степени эпоксидирования конечного продукта (опыт 4). Мольное соотношение полимер:молибдата натрия = 1:0,1. При увеличении концентрации молибдата натрия наблюдается помутнение водной фазы (опыт 5), а уменьшение концентрации приводит к уменьшению степени эпоксидирования (опыт 6). Уменьшение концентрации фосфорной кислоты в реакционной массе приводит к снижению степени функционализации конечного продукта (опыт 7). Увеличение концентрации фосфорной кислоты вызывает гидролиз эпоксидных групп и гелирование полидиена (опыт 8). Температурный интервал 50-55°С позволяет получать модифицированные продукты с наибольшим выходом и с минимальным непродуктивным распадом перекиси водорода. При температуре выше 55°С усиливается непродуктивный распад перекиси водорода и происходит гелирование продукта (опыт 9), а при температуре ниже 50°С уменьшается скорость эпоксидирования и снижается выход целевого продукта (опыт 10). Значительное влияние на качество продукта оказывает рН водной среды. При рН среды выше 3 и ниже 2 уменьшается степень эпоксидирования целевого продукта (опыт 11-12). Поддержание показателя рН реакционной среды обеспечивается введением в реакционную среду раствора специальной буферной системы. Проведение взаимодействия в течение 2,5 часов обеспечивает полноту протекания процесса эпоксидирования.The molar ratio polymer: hydrogen peroxide = 1: 0.7 seems to be the most optimal (experiment 1-2). With an increase in the concentration of hydrogen peroxide, its non-productive decomposition accelerates more and the quality of the target product deteriorates due to the crosslinking of polymer macrochains (experiment 3). Maintaining the concentration of hydrogen peroxide in the reaction medium below the required value does not allow to achieve the desired degree of epoxidation of the final product (experiment 4). The molar ratio of polymer: sodium molybdate = 1: 0.1. With an increase in the concentration of sodium molybdate, turbidity of the aqueous phase is observed (experiment 5), and a decrease in concentration leads to a decrease in the degree of epoxidation (experiment 6). A decrease in the concentration of phosphoric acid in the reaction mass leads to a decrease in the degree of functionalization of the final product (experiment 7). An increase in the concentration of phosphoric acid causes the hydrolysis of epoxy groups and the gelation of polydiene (experiment 8). The temperature range of 50-55 ° C allows to obtain modified products with the highest yield and with minimal unproductive decomposition of hydrogen peroxide. At temperatures above 55 ° C, the non-productive decomposition of hydrogen peroxide increases and product gelation occurs (experiment 9), and at temperatures below 50 ° C the epoxidation rate decreases and the yield of the target product decreases (experiment 10). A significant influence on the quality of the product has a pH of the aqueous medium. When the pH of the medium above 3 and below 2 decreases the degree of epoxidation of the target product (experiment 11-12). The pH of the reaction medium is maintained by introducing a special buffer system into the reaction medium. The interaction within 2.5 hours ensures the completeness of the process of epoxidation.

В предложенном способе получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов в качестве эпоксидирующего агента используется водный раствор молибдата натрия, перекиси водорода и фосфорной кислоты. Процесс эпоксидирования проводится при температуре 50-55°С в течение 2,5 ч, тем самым достигается снижение энергетических затрат и исключается возможность протекания побочной реакции раскрытия эпоксидных групп, что обеспечивает повышение качества целевого продукта.In the proposed method for producing epoxidized 1,2-polybutadiene, an aqueous solution of sodium molybdate, hydrogen peroxide and phosphoric acid is used as the epoxidizing agent. The epoxidation process is carried out at a temperature of 50-55 ° C for 2.5 hours, thereby reducing energy costs and eliminating the possibility of a side reaction of the disclosure of epoxy groups, which improves the quality of the target product.

Таким образом, предлагаемый метод дает возможность целенаправленного получения полимерных продуктов, содержащих эпоксидные группы, на основе 1,2-полибутадиенов с заданной степенью функционализации (содержанием эпоксидных групп) от 3,9 до 32,4%, молекулярной массой 1000-150000 и содержанием в макромолекулах звеньев 1,2-полимеризации 70-85 мол.% в зависимости от требований, предъявляемых к полимеру.Thus, the proposed method enables the targeted production of polymer products containing epoxy groups based on 1,2-polybutadiene with a given degree of functionalization (content of epoxy groups) from 3.9 to 32.4%, molecular weight 1000-150000 and content in macromolecules of 1,2-polymerization units 70-85 mol.% depending on the requirements for the polymer.

Результаты экспериментов по синтезу эпоксидированных полибутадиеновThe results of experiments on the synthesis of epoxidized polybutadiene No. 1,2-ПБ1,2-PB Условия процессаProcess conditions Степень эпоксидирования, %The degree of epoxidation,% ПримечаниеNote мольное соотношение 1,2-ПБ:H2O2 the molar ratio of 1,2-PB: H 2 O 2 мольное соотношение 1,2-ПБ:Na2MoO4 molar ratio of 1,2-PB: Na 2 MoO 4 мольное соотношение 1,2-ПБ:H3PO4 molar ratio of 1.2-PB: H 3 PO 4 t°Ct ° C рНpH τ, чτ, h 1one сfrom 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 33 26,126.1 22 аbut 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 33 31,131.1 33 а., с.A., p. 1:1,11: 1,1 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 33 ~7,1~ 7.1 гелеобразование р.м.gelation rm 4four а., с.A., p. 1:0,41: 0.4 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 33 14,714.7 снижение с.э.decline in CE 55 а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,51: 0.5 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 33 26,526.5 66 а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,071: 0.07 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 33 15,915.9 снижение с.э.decline in CE 77 а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,71: 0.7 5555 2,52,5 33 ~3,3~ 3.3 гелеобразование р.м.gelation rm 88 а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,081: 0.08 5555 2,52,5 33 17,317.3 снижение с.э.decline in CE 99 а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 4545 2,52,5 33 22,022.0 снижение с.э.decline in CE 1010 а., с.A., p. 1:0.71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 6060 2,52,5 33 18,818.8 частичное г.partial city 11eleven а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 4four 33 >7,2> 7.2 снижение с.э.decline in CE 1212 а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 1,51,5 33 14,214.2 частичное г.partial city 1313 а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 66 ~9,4~ 9.4 гелеобразование р.м.gelation rm 14fourteen а., с.A., p. 1:0,71: 0.7 1:0,11: 0.1 1:0,31: 0.3 5555 2,52,5 1one 13,513.5 снижение с.э.decline in CE с.э. - степень эпоксидирования; р.м. - реакционная масса; г. - гидроксилирование; а. - атактический 1,2-полибутадиен; с. - синдиотактический 1,2-полибутадиенS.E. - degree of epoxidation; m - reaction mass; g. - hydroxylation; but. - atactic 1,2-polybutadiene; from. - syndiotactic 1,2-polybutadiene

Claims (2)

1. Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов, заключающийся во взаимодействии раствора полимера в органическом растворителе с эпоксидирующим агентом, включающем перекись водорода, отличающийся тем, что в эпоксидирующий агент дополнительно вводится молибдат натрия и фосфорная кислота, а получение эпоксидированных 1,2-полибутадиенов проводится в присутствии межфазного катализатора цетилпиридиний хлорида, мольное соотношение 1,2-полибутадиен:перекись водорода = 1:0,4-1,1; 1,2-полибутадиен:молибдат натрия = 1:0,07-0,5; 1,2-полибутадиен:фосфорная кислота = 1:0,08-0,7; 1,2-полибутадиен:цетилпиридиний хлорид = 1:0,22, взаимодействие реагентов проводят при температуре 50-55°С в течение 3 ч, показатель рН реакционной среды 2-3 поддерживается путем введения 0,1 М водного раствора гидрофосфата натрия.1. The method of producing epoxidized 1,2-polybutadiene, which consists in the interaction of a polymer solution in an organic solvent with an epoxidizing agent, including hydrogen peroxide, characterized in that sodium molybdate and phosphoric acid are added to the epoxidizing agent, and the preparation of epoxidized 1,2-polybutadiene carried out in the presence of an interphase catalyst cetylpyridinium chloride, a molar ratio of 1,2-polybutadiene: hydrogen peroxide = 1: 0.4-1.1; 1,2-polybutadiene: sodium molybdate = 1: 0.07-0.5; 1,2-polybutadiene: phosphoric acid = 1: 0.08-0.7; 1,2-polybutadiene: cetylpyridinium chloride = 1: 0.22, the interaction of the reactants is carried out at a temperature of 50-55 ° C for 3 hours, the pH of the reaction medium 2-3 is maintained by introducing a 0.1 M aqueous solution of sodium hydrogen phosphate. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют атактический или синдиотактический 1,2-полибутадиен со среднечисловой молекулярной массой Mn от 1000 до 150000 и содержанием в макромолекулах звеньев 1,2-полимеризации 70-85 мол.%. 2. The method according to claim 1, characterized in that atactic or syndiotactic 1,2-polybutadiene is used with a number average molecular weight M n from 1000 to 150,000 and a content of 1,2-polymerization units of 70-85 mol% in the macromolecules.
RU2012121846/04A 2012-05-25 2012-05-25 Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes RU2486210C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121846/04A RU2486210C1 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121846/04A RU2486210C1 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2486210C1 true RU2486210C1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012121846/04A RU2486210C1 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486210C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5645907A (en) * 1979-09-21 1981-04-25 Nippon Peroxide Co Ltd Epoxidation of polybutadiene
JPS6055004A (en) * 1983-09-05 1985-03-29 Ube Ind Ltd Production of hydrophilic polymer
US4528340A (en) * 1984-08-29 1985-07-09 Ube Industries, Ltd. Process for producing hydrophilic polymers
EP0946600B1 (en) * 1996-12-23 2002-08-14 Sartomer Company, Inc. Method for the epoxidation of unsaturated polymers
RU2456301C1 (en) * 2011-05-24 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" (ГОУ ВПО БашГУ) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
RU2465285C1 (en) * 2011-04-20 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" ГОУ ВПО БашГУ Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5645907A (en) * 1979-09-21 1981-04-25 Nippon Peroxide Co Ltd Epoxidation of polybutadiene
JPS6055004A (en) * 1983-09-05 1985-03-29 Ube Ind Ltd Production of hydrophilic polymer
US4528340A (en) * 1984-08-29 1985-07-09 Ube Industries, Ltd. Process for producing hydrophilic polymers
EP0946600B1 (en) * 1996-12-23 2002-08-14 Sartomer Company, Inc. Method for the epoxidation of unsaturated polymers
RU2465285C1 (en) * 2011-04-20 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" ГОУ ВПО БашГУ Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
RU2456301C1 (en) * 2011-05-24 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" (ГОУ ВПО БашГУ) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100367571B1 (en) Protected functional initiators for making terminally functionalized polymers
US5376745A (en) Low viscosity terminally functionalized isoprene polymers
US3953362A (en) Molybdenum salt catalysts and methods of preparing them
US5478899A (en) Alkoxy silyl capping agents for making terminally functionalized polymers
JPS6234904A (en) Polymer having amino group and its production
RU2465285C1 (en) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
JPH11506476A (en) Coupling between anionic polymer and trialkoxysilane having silicon-hydrogen bond
RU2456301C1 (en) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
JP4980369B2 (en) Phosphonium salt, alkylene oxide compound polymerization catalyst, and method for producing polyalkylene oxide
US5391637A (en) Capping of anionic polymers with oxetanes
KR102551166B1 (en) Properties - branched diene rubber
RU2486210C1 (en) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
WO2014089674A1 (en) Processes for preparing epoxidized polymers
RU2486207C1 (en) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
RU2509780C1 (en) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
RU2509781C1 (en) Method of producing epoxidated 1,2-polybutadienes
RU2488599C1 (en) Method for surface modification of 1,2-polybutadienes with epoxy groups
CN107915797B (en) Liquid polybutadiene rubber, epoxidized liquid polybutadiene rubber and preparation method thereof
RU2260600C1 (en) Method for preparing polymers
JP7209718B2 (en) Modified polymerization initiator and method for producing the same
RU2535374C1 (en) Method of obtaining phosphorylated 1,2-polybutadienes
SU1060622A1 (en) Process for producing butylacrylate rubbers with epoxy groups
RU2563259C1 (en) Method of obtaining maleated 1,2-polybutadienes
RU2456303C1 (en) Method of producing polymers containing dichlorocyclopropane groups
RU2433142C1 (en) Method of producing prepolymer with terminal amino groups

Legal Events

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

Effective date: 20150526