RU2494116C1 - Method of producing butadiene rubber - Google Patents
Method of producing butadiene rubber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494116C1 RU2494116C1 RU2012121148/05A RU2012121148A RU2494116C1 RU 2494116 C1 RU2494116 C1 RU 2494116C1 RU 2012121148/05 A RU2012121148/05 A RU 2012121148/05A RU 2012121148 A RU2012121148 A RU 2012121148A RU 2494116 C1 RU2494116 C1 RU 2494116C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- butadiene
- sodium
- toluene
- solution
- potassium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения бутадиеновых каучуков растворной полимеризацией, которые могут быть использованы в производстве пластических масс, резинотехнических изделий и шин.The invention relates to the field of production of butadiene rubbers by solution polymerization, which can be used in the production of plastics, rubber products and tires.
Известен способ получения полимеров сопряженных диенов с содержанием не менее 60% винильных звеньев полимеризацией бутадиена-1,3 или изопрена в инертном углеводородном растворителе, например, гексане, гептане, бензоле. В присутствии анионного инициатора, состоящего из магнийорганическгого соединения общей формулы MgR2, где R-углеводородный радикал, содержащий от 1 до 10 атомов углерода и меркаптида натрия, общей формулы R′(SNa)n, где R′ - углеводородный радикал, содержащий от 1 до 10 атомов углерода, n составляет от 1 до 3, например, н-бутилмеркаптид натрия при мольном отношении Mg:Na от 0,1:1 до 10:1. В присутствии амина, например, тетраметилэтилендиамина (ТМЭДА). С последующей дезактивацией катализатора, выделением и сушкой полимера известными методами (патент США №4174431, МПК B01J 31/12; C08F 36/04; 36/00; 004/50; 004/54; 004/08, опубл. 13.11.79). Полимеризация по этому способу осуществляется последовательным добавлением к раствору мономера в углеводородном растворителе амина, диалкилмагния и меркаптида натрия, выдерживанием полимеризационной смеси при температуре 30-80°С в течение 1-18 часов.A known method for producing polymers of conjugated dienes with a content of at least 60% vinyl units by polymerization of butadiene-1,3 or isoprene in an inert hydrocarbon solvent, for example, hexane, heptane, benzene. In the presence of an anionic initiator consisting of an organomagnesium compound of the general formula MgR 2 , where R is a hydrocarbon radical containing from 1 to 10 carbon atoms and sodium mercaptide, of the general formula R ′ (SNa) n , where R ′ is a hydrocarbon radical containing from 1 up to 10 carbon atoms, n is from 1 to 3, for example, sodium n-butyl mercaptide with a molar ratio of Mg: Na from 0.1: 1 to 10: 1. In the presence of an amine, for example tetramethylethylenediamine (TMEDA). With subsequent catalyst deactivation, isolation and drying of the polymer by known methods (US patent No. 4174431, IPC B01J 31/12; C08F 36/04; 36/00; 004/50; 004/54; 004/08, publ. 13.11.79) . The polymerization by this method is carried out by sequentially adding to the solution of the monomer in a hydrocarbon solvent amine, dialkyl magnesium and sodium mercaptide, keeping the polymerization mixture at a temperature of 30-80 ° C for 1-18 hours.
Недостатками указанного способа являются получение полимера с неприятным запахом, образование геля и «обрастание» полимеризатора гелеобразным полимером.The disadvantages of this method are to obtain a polymer with an unpleasant odor, the formation of a gel and the "fouling" of the polymerizer with a gel-like polymer.
Известен способ получения полимеров сопряженных диенов с содержанием 1, 2- или 3, 4- звеньев не менее 60% методом анионной полимеризации бутадиена или изопрена с использованием биметаллических инициаторов общей формулы NaMgR3, где R - алкильный радикал с содержанием атомов углерода от 2 до 14, циклоалкил или арил в присутствии олигомерного оксоланилалкана: например, димерного 2,2-бис(2-оксаланил) пропана при мольном отношении последнего к биметаллическому инициатору от 0,5:1,0 до 10:1,0, дезактивацией катализатора выделением и сушкой полимера известными методами. Молекулярная масса полимера в зависимости от условий полимеризации находится в пределах от 1000 до 500000 (Патент США 4647635, МКИ C08F 36/04; 36/00; 4/00;4/44; 004/08 опубл. 04.03.87).A known method of producing polymers of conjugated dienes with a content of 1, 2- or 3, 4-units of at least 60% by anionic polymerization of butadiene or isoprene using bimetallic initiators of the general formula NaMgR 3 , where R is an alkyl radical with a carbon atom content of from 2 to 14 , cycloalkyl or aryl in the presence of an oligomeric oxolanylalkane: for example, dimeric 2,2-bis (2-oxalanyl) propane with a molar ratio of the latter to the bimetallic initiator from 0.5: 1.0 to 10: 1.0, deactivation of the catalyst by isolation and drying polymer famous methods. The molecular weight of the polymer depending on the polymerization conditions is in the range from 1000 to 500000 (US Patent 4,647,635, MKI C08F 36/04; 36/00; 4/00; 4/44; 004/08 publ. 04.03.87).
Недостатком указанного способа является «обрастание» полимеризатора гелеобразным полимером, что требует частой чистки полимеризатора. При этом наблюдается большие потери полимера в виде нерастворимого геля.The disadvantage of this method is the "fouling" of the polymerizer with a gel-like polymer, which requires frequent cleaning of the polymerizer. In this case, there is a large loss of polymer in the form of an insoluble gel.
Известен способ получения полидиенов полимеризацией бутадиена-1,3 или изопрена в среде инертного углеводородного растворителя в присутствии анионного инициатора - магнийорганического соединения и натрийсодержащего органического соединения общей формулы RONa, где R - С1-С10 алкил или R′O(CH2)n, где R′ - С1-С4 - алкил, a n=2-4, а магнийорганическое соединение представляет С1-С4 диалкилмагний или продукт взаимодействия магния с бутадиеном-1, 3 или изопреном, или пентадиеном-1, 3. Процесс полимеризации проводят с предварительным формированием в полимеризационной зоне комплекса натрийсодержащего органического соединения с изопреном или бутадиеном с последующим введением магнийорганического соединения (патент РФ №2061704, МПК C08F 136/04 приоритет 30.09.92. опубл. 10.06.96 г., Бюл. №16).A known method of producing polydienes by polymerization of butadiene-1,3 or isoprene in an inert hydrocarbon solvent in the presence of an anionic initiator is an organomagnesium compound and a sodium-containing organic compound of the general formula RONa, where R is C 1 -C 10 alkyl or R′O (CH 2 ) n where R ′ is C1-C4 alkyl, an = 2-4, and the organomagnesium compound is C 1 -C 4 dialkyl magnesium or the product of the interaction of magnesium with butadiene-1, 3 or isoprene or pentadiene-1, 3. The polymerization process is carried out pre-formed into polymer the isolation zone of the complex of sodium-containing organic compounds with isoprene or butadiene, followed by the introduction of an organomagnesium compound (RF patent No. 2061704, IPC C08F 136/04 priority 30.09.92. publ. 10.06.96, Bull. No. 16).
Недостатком указанного способа получения полидиена является то, что с использованием указанной инициирующей системы невозможно получить полибутадиен с низким содержанием винильных звеньев.The disadvantage of this method of producing polydiene is that using the specified initiating system it is impossible to obtain polybutadiene with a low content of vinyl units.
Известен способ получения низкомолекулярного полибутадиена полимеризацией бутадиена-1,3 в углеводородном растворителе в присутствии каталитической системы, состоящей из органического соединения магния и алкоксида щелочного металла, где в качестве органического соединения магния используют бутил-2-этилгексилмагний в количестве 15-20 моль на тонну мономера, а в качестве алкоксида щелочного металла используют тетрагидрофурфурилат натрия или калия при молярном соотношении магний: щелочной металл, равном от 1:0,25 до 1:2,0. Полимеризацию проводят в толуоле при температуре 20-80°С при непрерывной подаче бутадиена в толуол, куда загружена каталитическая система (патент РФ №2082720, МПК С08F 136/06, приоритет 14.04.95. опубл. 27.06.97, Бюл. №18).A known 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, where butyl-2-ethylhexyl magnesium is used as an organic compound of magnesium in an amount of 15-20 mol per ton of monomer and sodium or potassium tetrahydrofurfurylate is used as alkali metal alkoxide at a molar ratio of magnesium: alkali metal equal to from 1: 0.25 to 1: 2.0. The polymerization is carried out in toluene at a temperature of 20-80 ° C with a continuous supply of butadiene in toluene, where the catalyst system is loaded (RF patent No. 2082720, IPC C08F 136/06, priority 04/14/95. Publ. 06/27/97, bull. No. 18) .
Недостатком указанного способа получения низкомолекулярного полибутадиена является низкая скорость полимеризации и большой расход магнийорганического соединения, а также невозможность получения винильных звеньев ниже 30%.The disadvantage of this method of obtaining low molecular weight polybutadiene is the low polymerization rate and high consumption of organomagnesium compounds, as well as the inability to obtain vinyl units below 30%.
Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полимеров бутадиена в условиях непрерывной полимеризации бутадиена с низким (10-20%) и контролируемым содержанием винильных звеньев, узким ММР и низким содержанием гель-фракции. В качестве инициирующей системы используют литийорганическое соединение и модифицирующую добавку, представляющую собой смесь алкоголятов магния, натрия и калия в молярном соотношении, равном 1: 0,1-2: 0,2-1,5, при молярном соотношении литий: модифицирующая добавка, равном 1: 0,01-1,0, а в качестве антигелевой добавки используют α-олефины или замещенные бензолы или их смеси в массовом соотношении углеводородный растворитель: антигелевая добавка, равном 98-50:2-50 (патент РФ №2402574, МПК C08F 136/06, опубл. 27.10.2010, Бюл. №30).The closest to the present invention in technical essence and the achieved result is a method for producing butadiene polymers under conditions of continuous polymerization of butadiene with low (10-20%) and controlled vinyl content, narrow MMP and low content of gel fraction. As the initiating system, an organolithium compound and a modifying additive are used, which is a mixture of magnesium, sodium and potassium alcoholates in a molar ratio of 1: 0.1-2: 0.2-1.5, with a molar ratio of lithium: modifying additive equal to 1: 0.01-1.0, and α-olefins or substituted benzenes, or mixtures thereof in a weight ratio of hydrocarbon solvent: antigel additive, equal to 98-50: 2-50 (RF patent No. 2402574, IPC C08F, are used as an anti-gel additive) 136/06, publ. 10/27/2010, bull. No. 30).
Недостатками указанного способа являются высокая пластичность и хладотекучесть образующегося полибутадиена. Это затрудняет его водную дегазацию, приводит к повышенным расходам пара и антиагломератора. А на стадиях выделения и сушки происходит интенсивное налипание каучука на поверхности оборудования. Кроме того, низкая растворимость модифицирующей добавки в алифатических углеводородных растворителях и присутствие мелкодисперсных частиц магния - шлама сопровождается выпадением модификатора в осадок, забивкой трубопроводов, расходомеров и, как следствие, неравномерной подачей модифицирующей добавки в реакционную среду.The disadvantages of this method are the high ductility and cold flow of the resulting polybutadiene. This complicates its water degassing, leads to increased consumption of steam and anti-agglomerator. And at the stages of separation and drying, there is an intensive adhesion of rubber on the surface of the equipment. In addition, the low solubility of the modifying additive in aliphatic hydrocarbon solvents and the presence of finely dispersed magnesium particles of sludge are accompanied by the precipitation of the modifier, clogging of pipelines, flow meters and, as a result, uneven supply of the modifying additive to the reaction medium.
Задачей предлагаемого способа является получение полибутадиена в условиях непрерывной полимеризации бутадиена со смешанной микроструктурой, вязкостью по Муни 40-60 ед., вязкостью (5,43% по массе раствора каучука в толуоле) 150-200 мПа·с, низким содержанием гель-фракции и хладотекучестью не более 7 мм/ч.The objective of the proposed method is to obtain polybutadiene under conditions of continuous polymerization of butadiene with a mixed microstructure, a Mooney viscosity of 40-60 units, a viscosity (5.43% by weight of a solution of rubber in toluene) 150-200 MPa · s, a low content of gel fraction and cold flow no more than 7 mm / h.
Поставленная задача решается тем, что способом получения бутадиеновых каучуков непрерывной полимеризацией мономера в среде углеводородного растворителя в присутствии инициирующей системы, состоящей из литийорганического соединения и модифицирующей добавки, представляющей собой смесь алкоголятов кальция, натрия и калия в молярном соотношении равном 1:0,2÷10:0,02÷5 при молярном соотношении литий: модифицирующая добавка равном 1:0,01÷1,0, соответственно, при расходе литийорганического соединения 4-10 моль на тонну бутадиена.The problem is solved in that the method of producing butadiene rubbers by continuous polymerization of a monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of an initiating system consisting of an organolithium compound and a modifying additive, which is a mixture of calcium, sodium, and potassium alcoholates in a molar ratio of 1: 0.2 ÷ 10 : 0.02 ÷ 5 with a molar ratio of lithium: modifying additive equal to 1: 0.01 ÷ 1.0, respectively, when the flow rate of the organolithium compound is 4-10 mol per ton of butadiene.
Использование смеси алкоголятов кальция, натрия и калия в модифицирующей добавке литийорганического соединения при непрерывной полимеризации бутадиена позволяет получать полимер со стабильными, заранее заданными характеристиками. Алкоголяты натрия эффективно инициируют полимеризацию и повышают скорость процесса. Соединения калия участвуют в реакциях передачи растущей полимерной цепи, что необходимо для подавления процессов образования гель-фракции. Алкоголяты кальция увеличивают растворимость модифицирующей добавки и повышают вероятность протекания реакций передачи цепи на полимер с участием ионов калия, что увеличивает разветвленность полимера и снижает его хладотекучесть.The use of a mixture of calcium, sodium, and potassium alcoholates in a modifying additive of an organolithium compound during continuous polymerization of butadiene allows one to obtain a polymer with stable, predetermined characteristics. Sodium alcoholates effectively initiate polymerization and increase the speed of the process. Potassium compounds are involved in transfer reactions of the growing polymer chain, which is necessary to suppress the formation of gel fractions. Calcium alcoholates increase the solubility of the modifying additive and increase the likelihood of chain transfer reactions to the polymer involving potassium ions, which increases the branching of the polymer and reduces its cold flow.
Получение смеси алкоголятов кальция, натрия и калия можно осуществлять двумя способами:Obtaining a mixture of calcium, sodium and potassium alcoholates can be carried out in two ways:
1) В углеводородный растворитель загружают кальций, натрий и калий, спирт или смесь спиртов. Далее реакционную массу нагревают до температуры плавления щелочных металлов. При этом происходит взаимодействие гидроксильных групп спирта со щелочными металлами. Затем протекает реакция замещения натрия кальцием с выделением щелочного металла. Калий в условиях реакции не замещается на кальций. В зависимости от времени реакции получают смешанные алкоголяты с заданным содержанием алкоголятов кальция, натрия и калия. Также возможна последовательная загрузка щелочных и щелочноземельного металлов.1) Calcium, sodium and potassium, alcohol or a mixture of alcohols are charged into a hydrocarbon solvent. Next, the reaction mass is heated to the melting point of alkali metals. In this case, the interaction of the hydroxyl groups of the alcohol with alkali metals occurs. Then, the reaction of sodium substitution with calcium proceeds with the release of an alkali metal. Potassium under the reaction conditions is not replaced by calcium. Mixed alcoholates with a given content of calcium, sodium and potassium alcoholates are obtained depending on the reaction time. Sequential loading of alkali and alkaline earth metals is also possible.
2) В углеводородный растворитель загружают, гидроксид калия и спирт или смесь спиртов. Смесь термостатируют при температуре более 100°С, при этом протекает реакция образования алкоголята щелочного металла и воды. Вода в виде азеотропа удаляется из зоны реакции, а растворитель возвращается в зону реакции. После завершения реакции, о чем свидетельствует выделившаяся вода, к раствору добавляют натрий и кальций и реакционную массу продолжают термостатировать. При этом натрий взаимодействует с остатками гидроксильных групп спирта, а щелочноземельный металл замещает натрий в алкоголяте с выделением щелочного металла. В зависимости от условий синтеза получают смешанные алкоголяты с заданным содержанием щелочных и щелочноземельного алкоголятов.2) Potassium hydroxide and alcohol or a mixture of alcohols are charged into a hydrocarbon solvent. The mixture is thermostated at a temperature of more than 100 ° C, while the formation of an alkali metal alcoholate and water proceeds. Water in the form of an azeotrope is removed from the reaction zone, and the solvent is returned to the reaction zone. After completion of the reaction, as evidenced by the liberated water, sodium and calcium are added to the solution, and the reaction mixture is continued to thermostat. In this case, sodium interacts with the residues of the hydroxyl groups of the alcohol, and the alkaline earth metal replaces the sodium in the alcoholate with the release of an alkali metal. Depending on the synthesis conditions, mixed alcoholates with a given content of alkaline and alkaline-earth alcoholates are obtained.
В качестве спиртов предпочтительно использование N,N,N′,N′-тeтpa(β-оксипропил)этилендиамина («Лапрамол-294» по ТУ 2226-010-10488057-84) и тетрагидрофурфурилового спирта.As alcohols, it is preferable to use N, N, N ′, N′-tetra (β-hydroxypropyl) ethylenediamine (Lapramol-294 according to TU 2226-010-10488057-84) and tetrahydrofurfuryl alcohol.
Концентрацию модифицирующей добавки, представляющей собой смесь алкоголятов кальция, натрия и калия, определяют в пересчете на общую щелочность.The concentration of the modifying additive, which is a mixture of calcium, sodium, and potassium alcoholates, is determined in terms of total alkalinity.
Предполагаемое изобретение иллюстрируются следующими примерами:The alleged invention is illustrated by the following examples:
Пример 1Example 1
В аппарат объемом 1000 л, снабженный мешалкой, рубашкой для подвода и отвода тепла, штуцерами для загрузки реагирующих компонентов и выгрузки готового продукта, загружают в токе осушенного азота натрий 17,20 кг, калий 14,60 кг, толуол 600 л и 3 кг кальция в виде гранул размером 1-3 мм и содержимое аппарата нагревают до 105°С. Затем включают мешалку и в суспензию натрий-калий-кальций дозируют смесь, содержащую 69,00 кг «Лапрамол-294» и 8,00 кг тетрагидрофурфурилового спирта, в течение 2 часов. После завершения реакции между натрием, калием и гидроксильными группами спиртов, о чем свидетельствует прекращение выделения водорода, содержимое аппарата выдерживают при температуре 110-120°С в течение 12 часов. При этом протекает реакция замещения натрия на кальций. Затем содержимое аппарата охлаждают и отбирают пробу на анализ.Sodium 17.20 kg, potassium 14.60 kg, toluene 600 l and 3 kg of calcium are loaded in a stream of 1000 l, equipped with a stirrer, a jacket for supplying and removing heat, fittings for loading reacting components and unloading the finished product in the form of granules 1-3 mm in size and the contents of the apparatus are heated to 105 ° C. Then a stirrer is turned on and a mixture containing 69.00 kg of Lapramol-294 and 8.00 kg of tetrahydrofurfuryl alcohol is metered into a suspension of sodium-potassium-calcium for 2 hours. After completion of the reaction between sodium, potassium and hydroxyl groups of alcohols, as evidenced by the cessation of hydrogen evolution, the contents of the apparatus are kept at a temperature of 110-120 ° C for 12 hours. In this case, the reaction of substitution of sodium for calcium proceeds. Then the contents of the apparatus are cooled and a sample is taken for analysis.
Условия приготовления смешанных алкоголятов и результаты их анализа приведены в таблице 1.The conditions for the preparation of mixed alcoholates and the results of their analysis are shown in table 1.
Пример 2Example 2
В аппарат №1 объемом 500 л, снабженный мешалкой, рубашкой для подвода тепла, штуцерами для загрузки реагентов и выгрузки готового продукта, в токе азота загружают 0,65 кг гидроксида калия, 230 л толуола, 70,00 кг «Лапрамол-294» и 32,00 кг тетрагидрофурфурилового спирта. Аппарат связан с теплообменником, в котором конденсируют пары азеотропа толуол-вода. Содержимое аппарата нагревают до температуры 120°С. При этом гидроксид калия реагирует с гидроксильной группой смеси спиртов с образованием алкоголята калия и воды. Вода в виде азеотропа с толуолом через теплообменник собирается в емкость, где отделяется от толуола. Толуол возвращается в зону реакции, а вода собирается и определяется ее количество. Через 4 часа после завершения реакции, о чем свидетельствует расчетное количество выделившейся воды, раствор анализируют. В аппарат №2 объемом 1000 л, снабженный мешалкой, рубашкой для подвода и отвода тепла, штуцерами для загрузки реагирующих компонентов и выгрузки готового продукта, загружают в токе азота 1,60 кг натрия, 14,00 кг кальция, 400 л толуола и содержимое аппарата нагревают до 100°С, включают мешалку и в течение 2 ч дозируют 200 л толуольного раствора смеси алкоголята калия и спиртов из аппарата №1. После завершения дозировки указанной смеси реакционную массу перемешивают еще в течение 10 часов при температуре 115-120°С. Затем содержимое аппарата охлаждают и отбирают пробу на анализ.0.65 kg of potassium hydroxide, 230 l of toluene, 70.00 kg of Lapramol-294 are loaded into a 500 liter apparatus No. 500, equipped with a stirrer, a jacket for heat supply, fittings for loading reagents and unloading the finished product, in a stream of nitrogen 32.00 kg of tetrahydrofurfuryl alcohol. The apparatus is connected to a heat exchanger in which the toluene-water azeotrope pair is condensed. The contents of the apparatus are heated to a temperature of 120 ° C. In this case, potassium hydroxide reacts with the hydroxyl group of the mixture of alcohols with the formation of potassium alcoholate and water. Water in the form of an azeotrope with toluene through a heat exchanger is collected in a tank, where it is separated from toluene. Toluene returns to the reaction zone, and water is collected and its amount is determined. 4 hours after completion of the reaction, as evidenced by the calculated amount of released water, the solution is analyzed. 1.000 kg of sodium, 14.00 kg of calcium, 400 l of toluene and the contents of the apparatus are loaded into a No. 2 unit with a volume of 1000 l, equipped with a stirrer, a jacket for supplying and removing heat, fittings for loading reacting components and unloading the finished product heated to 100 ° C, turn on the stirrer and dispense 200 l of a toluene solution of a mixture of potassium alcoholate and alcohols from apparatus No. 1 within 2 hours. After completion of the dosage of this mixture, the reaction mass is stirred for another 10 hours at a temperature of 115-120 ° C. Then the contents of the apparatus are cooled and a sample is taken for analysis.
Условия приготовления смешанных алкоголятов и результаты их анализа приведены в таблице 1.The conditions for the preparation of mixed alcoholates and the results of their analysis are shown in table 1.
Пример 3Example 3
В аппарат объемом 1000 л, снабженный мешалкой, рубашкой для подвода и отвода тепла, штуцерами для загрузки реагирующих компонентов и выгрузки готового продукта, загружают в токе осушенного азота натрий 20,07 кг, калий 9,75 кг, толуол 650 л и 5,00 кг кальция в виде гранул размером 1-3 мм и содержимое аппарата нагревают до 105°С. Затем включают мешалку и к суспензии натрий-калий-кальций дозируют смесь, содержащую 50,00 кг «Лапрамол-294» и 17,40 кг тетрагидрофурфурилового спирта, в течение 2 часов. После завершения реакции между натрием, калием и гидроксильными группами спиртов, о чем свидетельствует прекращение выделения водорода, содержимое аппарата выдерживают при температуре 110-120°С в течение 12 часов. При этом протекает реакция замещения натрия на кальций. Затем содержимое аппарата охлаждают и отбирают пробу на анализ.Sodium 20.07 kg, potassium 9.75 kg, toluene 650 l and 5.00 are loaded into a 1000 l apparatus equipped with a stirrer, a jacket for supplying and removing heat, fittings for loading reacting components and unloading the finished product, in a stream of dried nitrogen kg of calcium in the form of granules 1-3 mm in size and the contents of the apparatus are heated to 105 ° C. Then the mixer is turned on and a mixture containing 50.00 kg of Lapramol-294 and 17.40 kg of tetrahydrofurfuryl alcohol is dosed to the sodium-potassium-calcium suspension for 2 hours. After completion of the reaction between sodium, potassium and hydroxyl groups of alcohols, as evidenced by the cessation of hydrogen evolution, the contents of the apparatus are kept at a temperature of 110-120 ° C for 12 hours. In this case, the reaction of substitution of sodium for calcium proceeds. Then the contents of the apparatus are cooled and a sample is taken for analysis.
Условия приготовления смешанных алкоголятов и результаты их анализа приведены в таблице 1.The conditions for the preparation of mixed alcoholates and the results of their analysis are shown in table 1.
Пример 4Example 4
В аппарат №1 объемом 500 л, снабженный мешалкой, рубашкой для подвода тепла, штуцерами для загрузки реагентов и выгрузки готового продукта, в токе азота загружают 7,20 кг гидроксида калия, 230 л толуола, 175,00 кг «Лапрамол-294» и 61,00 кг тетрагидрофурфурилового спирта. Аппарат связан с теплообменником, в котором конденсируют пары азеотропа толуол-вода. Содержимое аппарата нагревают до температуры 120°С. При этом гидроксид калия реагирует с гидроксильной группой смеси спиртов с образованием алкоголята калия и воды. Вода в виде азеотропа с толуолом через теплообменник собирается в емкость, где отделяется от толуола. Толуол возвращается в зону реакции, а вода собирается и определяется ее количество. Через 4 часа после завершения реакции, о чем свидетельствует расчетное количество выделившейся воды, раствор анализируют. В аппарат №2 с объемом 1000 л, снабженный мешалкой, рубашкой для подвода и отвода тепла, штуцерами для загрузки реагирующих компонентов и выгрузки готового продукта, загружают в токе азота 17,20 кг натрия, 10,00 кг кальция 400 л толуола и содержимое аппарата нагревают до 100°С, включают мешалку и в течение 2 часов дозируют 200 л толуольного раствора смеси алкоголята калия и спиртов из аппарата №1. После завершения дозировки указанной смеси реакционную массу перемешивают еще в течение 10 часов при температуре 115-120°С. Затем содержимое аппарата охлаждают и отбирают пробу на анализ.In apparatus No. 1 with a volume of 500 l equipped with a stirrer, a jacket for heat supply, fittings for loading reagents and unloading the finished product, 7.20 kg of potassium hydroxide, 230 l of toluene, 175.00 kg of Lapramol-294 are loaded and 61.00 kg of tetrahydrofurfuryl alcohol. The apparatus is connected to a heat exchanger in which the toluene-water azeotrope pair is condensed. The contents of the apparatus are heated to a temperature of 120 ° C. In this case, potassium hydroxide reacts with the hydroxyl group of the mixture of alcohols with the formation of potassium alcoholate and water. Water in the form of an azeotrope with toluene through a heat exchanger is collected in a tank, where it is separated from toluene. Toluene returns to the reaction zone, and water is collected and its amount is determined. 4 hours after completion of the reaction, as evidenced by the calculated amount of released water, the solution is analyzed. In apparatus No. 2 with a volume of 1000 l, equipped with a stirrer, a jacket for supplying and removing heat, fittings for loading reacting components and unloading the finished product, 17.20 kg of sodium, 10.00 kg of calcium, 400 l of toluene and the contents of the apparatus are loaded in a stream of nitrogen heated to 100 ° C, turn on the stirrer and dosed for 2 hours 200 l of a toluene solution of a mixture of potassium alcoholate and alcohols from apparatus No. 1. After completion of the dosage of this mixture, the reaction mass is stirred for another 10 hours at a temperature of 115-120 ° C. Then the contents of the apparatus are cooled and a sample is taken for analysis.
Условия приготовления смешанных алкоголятов и результаты их анализа приведены в таблице 1.The conditions for the preparation of mixed alcoholates and the results of their analysis are shown in table 1.
Пример 5Example 5
Синтез полибутадиена проводят в батарее из двух реакторов, объемом 20 м3 каждый, снабженный мешалкой, системой подачи растворителя, мономеров, катализатора и рубашкой с теплоносителем. В первый по ходу реактор непрерывно подают бутадиеновую шихту в углеводородном растворителе-нефрасе с содержанием толуола 5%, из расчета 18 т/час растворителя и 2,0 т/час бутадиена и дозируют одновременно 230 л/час (161 кг/час) раствора н-С4Н9Li в нефрасе с концентрацией 0,087 моль/л и 29 л/час (38,5 кг/час) раствора модификатора в толуоле, полученного по примеру 1 и разбавленного до концентрации 0,007 моль/л. Формирование каталитического комплекса происходит в режиме «in situ». Соотношение н-С4Н9Li: модификатор равно 1:0,01. Расход активного металла 10 моль на тонну мономера. Конверсия бутадиена во втором реакторе 100%. После завершения полимеризации раствор полимера стабилизируют и направляют на дегазацию, выделение и сушку.The synthesis of polybutadiene is carried out in a battery of two reactors with a volume of 20 m 3 each, equipped with a stirrer, a supply system of solvent, monomers, catalyst and a jacket with a coolant. The butadiene charge in a hydrocarbon solvent-nefras with a toluene content of 5% is continuously fed into the first reactor along the way, at the rate of 18 t / h of solvent and 2.0 t / h of butadiene, and 230 l / h (161 kg / h) of solution -C 4 H 9 Li in nephras with a concentration of 0.087 mol / l and 29 l / h (38.5 kg / h) of a modifier solution in toluene obtained in Example 1 and diluted to a concentration of 0.007 mol / l. The formation of the catalytic complex occurs in the “in situ” mode. The ratio of nC 4 H 9 Li: modifier is 1: 0.01. The consumption of active metal is 10 mol per ton of monomer. The conversion of butadiene in the second reactor is 100%. After completion of the polymerization, the polymer solution is stabilized and sent to degassing, isolation and drying.
Полученный полибутадиен испытывают по стандартным методикам.The resulting polybutadiene is tested according to standard methods.
Свойства полимера представлены в таблице 2.The polymer properties are presented in table 2.
Пример 6Example 6
Синтез полибутадиена проводят, как в примере 5, но дозируют 115 л/час (80,5 кг/час) раствора H-C4H9Li в нефрасе с концентрацией 0,087 моль/л и 142,8 л/час (107,1 кг/час) раствора модификатора в толуоле, полученного по примеру 2 и разбавленного до концентрации 0,035 моль/л. Формирование каталитического комплекса происходит в режиме «in situ». Соотношение н-С4Н9Li: модификатор равно 1:0,5. Расход активного металла 5 моль на тонну мономера. Конверсия бутадиена во втором реакторе 100%. После завершения полимеризации раствор полимера стабилизируют и направляют на дегазацию, выделение и сушку.The synthesis of polybutadiene is carried out as in example 5, but a dose of 115 l / h (80.5 kg / h) of a solution of HC 4 H 9 Li in nephras with a concentration of 0.087 mol / l and 142.8 l / h (107.1 kg / h) a solution of the modifier in toluene obtained in example 2 and diluted to a concentration of 0.035 mol / L. The formation of the catalytic complex occurs in situ. The ratio of nC 4 H 9 Li: modifier is 1: 0.5. The consumption of active metal is 5 mol per ton of monomer. The conversion of butadiene in the second reactor is 100%. After completion of the polymerization, the polymer solution is stabilized and sent to degassing, isolation and drying.
Полученный полибутадиен испытывают по стандартным методикам.The resulting polybutadiene is tested according to standard methods.
Свойства полимера представлены в таблице 2.The polymer properties are presented in table 2.
Пример 7Example 7
Синтез полибутадиена проводят, как в примере 5, но дозируют 183,8 л/час (128,7 кг/час) раствора H-C4H9Li в нефрасе с концентрацией 0,087 моль/л и 160 л/час (120 кг/час) раствора модификатора в толуоле, полученного по примеру 3 и разбавленного до концентрации 0,01 моль/л. Формирование каталитического комплекса происходит в режиме «in situ». Соотношение Н-С4Н9Li: модификатор равно 1:0,1. Расход активного металла 8 моль на тонну мономера. Конверсия бутадиена во втором реакторе 100%. После завершения полимеризации раствор полимера стабилизируют и направляют на дегазацию, выделение и сушку.The synthesis of polybutadiene is carried out as in example 5, but 183.8 l / h (128.7 kg / h) of a solution of HC 4 H 9 Li in nephras with a concentration of 0.087 mol / l and 160 l / h (120 kg / h) are dosed a solution of modifier in toluene obtained in example 3 and diluted to a concentration of 0.01 mol / L. The formation of the catalytic complex occurs in the “in situ” mode. The ratio of HC 4 H 9 Li: modifier is 1: 0.1. The consumption of active metal is 8 mol per ton of monomer. The conversion of butadiene in the second reactor is 100%. After completion of the polymerization, the polymer solution is stabilized and sent to degassing, isolation and drying.
Полученный полибутадиен испытывают по стандартным методикам.The resulting polybutadiene is tested according to standard methods.
Свойства полимера представлены в таблице 2.The polymer properties are presented in table 2.
Пример 8Example 8
Синтез полибутадиена проводят как в примере 5, но дозируют 91,9 л/час (64,3 кг/час) раствора н-С4Н9Li в нефрасе с концентрацией 0,087 моль/л и 228,5 л/час (171,4 кг/час) раствора модификатора в толуоле, полученного по примеру 4 и разбавленного до концентрации 0,035 моль/л. Формирование каталитического комплекса происходит в режиме «in situ». Соотношение н-С4Н9Li: модификатор равно 1:1. Расход активного металла 4 моль на тонну мономера. Конверсия бутадиена во втором реакторе 100%. После завершения полимеризации раствор полимера стабилизируют и направляют на дегазацию, выделение и сушку.The synthesis of polybutadiene is carried out as in example 5, but 91.9 l / h (64.3 kg / h) of a solution of nC 4 H 9 Li in nephras with a concentration of 0.087 mol / l and 228.5 l / h are dosed (171, 4 kg / h) of a solution of modifier in toluene obtained in example 4 and diluted to a concentration of 0.035 mol / L. The formation of the catalytic complex occurs in the “in situ” mode. The ratio of nC 4 H 9 Li: modifier is 1: 1. The consumption of active metal is 4 mol per ton of monomer. The conversion of butadiene in the second reactor is 100%. After completion of the polymerization, the polymer solution is stabilized and sent to degassing, isolation and drying.
Полученный полибутадиен испытывают по стандартным методикам.The resulting polybutadiene is tested according to standard methods.
Свойства полимера представлены в таблице 2.The polymer properties are presented in table 2.
Пример 9 (по прототипу).Example 9 (prototype).
Синтез полибутадиена проводят в батарее из двух реакторов, объемом 20 м3 каждый, снабженный мешалкой, системой подачи растворителя, мономеров катализатора и рубашкой с теплоносителем. В первый по ходу реактор непрерывно подают бутадиеновую шихту в углеводородном растворителе-нефрасе, с содержанием толуола 6%, из расчета 13 т/час растворителя и 1,5 т/час бутадиена и дозируют одновременно 60 л/час (40,2 кг/час) раствора н-С4Н9Li в нефрасе с концентрацией 0,1 моль/л и 12 л/час (10,4 кг/час) раствора модификатора в толуоле, представляющего собой смесь алкоголятов магния, натрия и калия в молярном соотношении равном 1:2:1,5 и разбавленного до концентрации 0,005 моль/л. Формирование каталитического комплекса происходит в режиме «in situ». Соотношение н-С4Н9Li: модификатор равно 1:0,2. Расход активного металла 6 моль на тонну мономера. Конверсия бутадиена во втором реакторе 100%. После завершения полимеризации раствор полимера стабилизируют и направляют на дегазацию, выделение и сушку.The synthesis of polybutadiene is carried out in a battery of two reactors with a volume of 20 m 3 each, equipped with a mixer, a solvent supply system, catalyst monomers and a jacket with a coolant. The butadiene charge in a hydrocarbon solvent-nefras, with a toluene content of 6%, at the rate of 13 t / h of solvent and 1.5 t / h of butadiene is continuously fed into the first reactor along the way and dosed at the same time 60 l / h (40.2 kg / h ) a solution of n-C 4 H 9 Li in nephras with a concentration of 0.1 mol / l and 12 l / h (10.4 kg / h) of a modifier solution in toluene, which is a mixture of magnesium, sodium and potassium alcoholates in a molar ratio of 1: 2: 1.5 and diluted to a concentration of 0.005 mol / L. The formation of the catalytic complex occurs in situ. The ratio of nC 4 H 9 Li: modifier is 1: 0.2. The consumption of active metal is 6 mol per ton of monomer. The conversion of butadiene in the second reactor is 100%. After completion of the polymerization, the polymer solution is stabilized and sent to degassing, isolation and drying.
Полученный полибутадиен испытывают по стандартным методикам.The resulting polybutadiene is tested according to standard methods.
Свойства полимера представлены в таблице 2. Из приведенных примеров следует, что предложенный способ позволяет получать полибутадиен в условиях непрерывной полимеризации бутадиена со смешанной микроструктурой, вязкостью по Муни 40-60 ед., вязкостью (5,43% по массе раствора каучука в толуоле) 150-200 мПа·с, низким содержанием гель-фракции и хладотекучестью не более 7 мм/ч.The polymer properties are presented in table 2. It follows from the examples that the proposed method allows to obtain polybutadiene under conditions of continuous polymerization of butadiene with a mixed microstructure, a Mooney viscosity of 40-60 units, a viscosity (5.43% by weight of a solution of rubber in toluene) 150 -200 MPa · s, low gel fraction and cold flow no more than 7 mm / h.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121148/05A RU2494116C1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method of producing butadiene rubber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121148/05A RU2494116C1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method of producing butadiene rubber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494116C1 true RU2494116C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012121148/05A RU2494116C1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method of producing butadiene rubber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494116C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538591C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП НИИСК) | Method of obtaining functionalised polymers of butadiene and copolymers of butadiene with styrene |
RU2554341C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-06-27 | Публичное Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"(ПАО "Нижнекамскнефтехим") | Method of obtaining block-copolymers |
RU2598075C1 (en) * | 2015-07-17 | 2016-09-20 | Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing butadiene polymers and copolymers of butadiene with styrene |
RU2634901C1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-11-08 | Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing block copolymers |
WO2018016985A1 (en) | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Public Joint Stock Company "Sibur Holding" | A method for producing branched modified rubber and a rubber composition comprising branched modified rubber prepared by the method, and use thereof |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4647635A (en) * | 1986-03-25 | 1987-03-03 | The Firestone Tire & Rubber Company | Initiator systems for polymerization of 1,3-dienes or copolymers containing 1,3-dienes |
EP1637549A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Synthesis of CIS-1,4-polybutadiene |
EP1650227A2 (en) * | 2004-10-25 | 2006-04-26 | Polimeri Europa S.p.A. | A process for the preparation of low branch content Polybutadiene |
EP1899389A1 (en) * | 2005-06-14 | 2008-03-19 | Societe de Technologie Michelin | Method for preparing a diene elastomer, such as a polybutadiene |
RU2402574C1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-10-27 | Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing butadiene polymers |
RU2440371C2 (en) * | 2009-07-27 | 2012-01-20 | Дьяконов Герман Сергеевич | Method of producing cis-1,4-polybutadiene |
RU2442653C2 (en) * | 2010-05-04 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Воронежский синтетический каучук" | Method of the butadiene polymerization catalytic system production and the method of the 1.4-cis-polybutadiene production |
-
2012
- 2012-05-22 RU RU2012121148/05A patent/RU2494116C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4647635A (en) * | 1986-03-25 | 1987-03-03 | The Firestone Tire & Rubber Company | Initiator systems for polymerization of 1,3-dienes or copolymers containing 1,3-dienes |
EP1637549A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Synthesis of CIS-1,4-polybutadiene |
EP1650227A2 (en) * | 2004-10-25 | 2006-04-26 | Polimeri Europa S.p.A. | A process for the preparation of low branch content Polybutadiene |
EP1899389A1 (en) * | 2005-06-14 | 2008-03-19 | Societe de Technologie Michelin | Method for preparing a diene elastomer, such as a polybutadiene |
RU2402574C1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-10-27 | Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing butadiene polymers |
RU2440371C2 (en) * | 2009-07-27 | 2012-01-20 | Дьяконов Герман Сергеевич | Method of producing cis-1,4-polybutadiene |
RU2442653C2 (en) * | 2010-05-04 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Воронежский синтетический каучук" | Method of the butadiene polymerization catalytic system production and the method of the 1.4-cis-polybutadiene production |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538591C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП НИИСК) | Method of obtaining functionalised polymers of butadiene and copolymers of butadiene with styrene |
RU2554341C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-06-27 | Публичное Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"(ПАО "Нижнекамскнефтехим") | Method of obtaining block-copolymers |
RU2598075C1 (en) * | 2015-07-17 | 2016-09-20 | Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing butadiene polymers and copolymers of butadiene with styrene |
WO2018016985A1 (en) | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Public Joint Stock Company "Sibur Holding" | A method for producing branched modified rubber and a rubber composition comprising branched modified rubber prepared by the method, and use thereof |
RU2634901C1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-11-08 | Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing block copolymers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2494116C1 (en) | Method of producing butadiene rubber | |
RU2535207C2 (en) | Method of obtaining polydienes | |
KR101627876B1 (en) | Method for bulk polymerization | |
US6429273B1 (en) | Process for the preparation of vinylic polymers, polymerization initiator for vinylic monomers, and styrene resin composition | |
RU2442653C2 (en) | Method of the butadiene polymerization catalytic system production and the method of the 1.4-cis-polybutadiene production | |
RU2339651C9 (en) | Method for obtaining butadiene polymers and butadiene copolymers with styrene | |
RU2538591C1 (en) | Method of obtaining functionalised polymers of butadiene and copolymers of butadiene with styrene | |
RU2377258C2 (en) | Method of producing butadiene polymers and copolymers of butadiene with styrene | |
RU2603771C1 (en) | Method of producing mixed barium-containing alcoholates | |
RU2539655C1 (en) | Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene | |
RU2402574C1 (en) | Method of producing butadiene polymers | |
KR102153874B1 (en) | Process for continuous synthesis of a diene elastomer | |
CA2506181C (en) | Method for obtaining a butadiene hompolymer in the presence of mono-olefin(s) with 4 carbon atoms | |
RU2634901C1 (en) | Method of producing block copolymers | |
RU2339652C1 (en) | Method for obtaining butadiene-styrene rubbers | |
RU2644775C2 (en) | Method of producing butadiene polymers and copolymers of butadiene with styrene | |
RU2812838C1 (en) | Method of producing polyfunctional mixed alkoxides of alkali and alkaline earth metals | |
RU2082720C1 (en) | Process for preparing low-molecular weight polybutadiene | |
RU2598075C1 (en) | Method of producing butadiene polymers and copolymers of butadiene with styrene | |
RU2043367C1 (en) | Method of synthesis of cis-1,4-polybutadiene | |
RU2139299C1 (en) | Method of preparing low molecular 1,2-polybutadiene | |
RU2247602C2 (en) | Method of preparing stereospecific isoprene polymerization catalyst | |
US3972863A (en) | Method for preparing copolymers from conjugated dienes and monovinylaromatic compounds with random distribution of monomer units | |
RU2659080C1 (en) | Method for obtaining block copolymers | |
US11795259B2 (en) | Methods for production of high impact polystyrene having an improved rubber morphology |