RU2653851C2 - Method of the functionalized diene elastomer continuous synthesis - Google Patents
Method of the functionalized diene elastomer continuous synthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653851C2 RU2653851C2 RU2016131343A RU2016131343A RU2653851C2 RU 2653851 C2 RU2653851 C2 RU 2653851C2 RU 2016131343 A RU2016131343 A RU 2016131343A RU 2016131343 A RU2016131343 A RU 2016131343A RU 2653851 C2 RU2653851 C2 RU 2653851C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymerization
- reactor
- elastomer
- continuous
- kneading machine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 23
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 18
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 169
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 78
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims abstract description 72
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 claims abstract description 25
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 14
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- -1 glycidyloxy Chemical group 0.000 claims description 59
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 39
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 27
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 26
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 19
- 239000002168 alkylating agent Substances 0.000 claims description 17
- 229940100198 alkylating agent Drugs 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000005234 alkyl aluminium group Chemical group 0.000 claims description 5
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 4
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims description 3
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001541 aziridines Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 claims description 2
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000018 nitroso group Chemical group N(=O)* 0.000 claims description 2
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003638 stannyl group Chemical group [H][Sn]([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 claims 1
- 125000002813 thiocarbonyl group Chemical group *C(*)=S 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 40
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 32
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 25
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 11
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 11
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 11
- UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N methylcyclohexane Chemical compound CC1CCCCC1 UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 10
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 9
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 8
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 7
- 240000001812 Hyssopus officinalis Species 0.000 description 6
- 235000010650 Hyssopus officinalis Nutrition 0.000 description 6
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001206 Neodymium Chemical class 0.000 description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 238000001542 size-exclusion chromatography Methods 0.000 description 6
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 4
- CRSOQBOWXPBRES-UHFFFAOYSA-N neopentane Chemical compound CC(C)(C)C CRSOQBOWXPBRES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N triisobutylaluminium Chemical compound CC(C)C[Al](CC(C)C)CC(C)C MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 4-n-(4-methylpentan-2-yl)-1-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(NC(C)CC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical group C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- SIPUZPBQZHNSDW-UHFFFAOYSA-N bis(2-methylpropyl)aluminum Chemical compound CC(C)C[Al]CC(C)C SIPUZPBQZHNSDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N diethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOCC1CO1 OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N methyl-cycloheptane Natural products CC1CCCCCC1 GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 3
- HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylbutane Chemical compound CCC(C)(C)C HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylbuta-1,3-diene Chemical compound CC(=C)C(C)=C SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BKOOMYPCSUNDGP-UHFFFAOYSA-N 2-methylbut-2-ene Chemical compound CC=C(C)C BKOOMYPCSUNDGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-M 7,7-dimethyloctanoate Chemical compound CC(C)(C)CCCCCC([O-])=O YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010539 anionic addition polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- UAHWPYUMFXYFJY-UHFFFAOYSA-N beta-myrcene Chemical compound CC(C)=CCCC(=C)C=C UAHWPYUMFXYFJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000011208 chromatographic data Methods 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M diethylaluminium chloride Chemical compound CC[Al](Cl)CC YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012156 elution solvent Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000002140 halogenating effect Effects 0.000 description 2
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 description 2
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 description 2
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methylcyclopentane Chemical compound CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005609 naphthenate group Chemical group 0.000 description 2
- DZNFWGVDYGAMJB-UHFFFAOYSA-K neodymium(3+);phosphate Chemical compound [Nd+3].[O-]P([O-])([O-])=O DZNFWGVDYGAMJB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010238 partial least squares regression Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical class [H]N([H])* 0.000 description 2
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 2
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- SQBBHCOIQXKPHL-UHFFFAOYSA-N tributylalumane Chemical compound CCCC[Al](CCCC)CCCC SQBBHCOIQXKPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFXVBWRMVZPLFK-UHFFFAOYSA-N trioctylalumane Chemical compound CCCCCCCC[Al](CCCCCCCC)CCCCCCCC LFXVBWRMVZPLFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- APPOKADJQUIAHP-GGWOSOGESA-N (2e,4e)-hexa-2,4-diene Chemical compound C\C=C\C=C\C APPOKADJQUIAHP-GGWOSOGESA-N 0.000 description 1
- PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N (E)-1,3-pentadiene Chemical compound C\C=C\C=C PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFWIDNCIQKQRIJ-UHFFFAOYSA-N 1-(aziridin-1-yl)butan-1-one Chemical compound CCCC(=O)N1CC1 UFWIDNCIQKQRIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XIEJPTDTTYFCJM-UHFFFAOYSA-N 1-butylaziridine Chemical compound CCCCN1CC1 XIEJPTDTTYFCJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVPKNMBRVBMTLB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dichloronaphthalene-1,4-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(Cl)=C(Cl)C(=O)C2=C1 SVPKNMBRVBMTLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMWCQCYUKQZPRA-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethyl-3-methylidenepent-1-ene Chemical compound CC(C)C(=C)C(C)=C HMWCQCYUKQZPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HANWWAAUFXCNBS-UHFFFAOYSA-N 2,6,6-tris(2-methylpropyl)oxaluminane Chemical compound CC(C)C[Al]1CCCC(CC(C)C)(CC(C)C)O1 HANWWAAUFXCNBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FLCWJWNCSHIREG-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)benzaldehyde Chemical compound CCN(CC)C1=CC=CC=C1C=O FLCWJWNCSHIREG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexanoic acid Chemical compound CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical group CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PJXJBPMWCKMWLS-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-methylidenepent-1-ene Chemical compound CCC(=C)C(C)=C PJXJBPMWCKMWLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHNNAWXXUZQSNM-UHFFFAOYSA-N 2-methylbut-1-ene Chemical compound CCC(C)=C MHNNAWXXUZQSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- OAOZZYBUAWEDRA-UHFFFAOYSA-N 3,4-dimethylidenehexane Chemical compound CCC(=C)C(=C)CC OAOZZYBUAWEDRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBUSESIMOZDSHU-UHFFFAOYSA-N 3-(4,5-dihydroimidazol-1-yl)propyl-triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN1CCN=C1 WBUSESIMOZDSHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-1-ene Chemical compound CC(C)C=C YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRYFCNPYGUORTK-UHFFFAOYSA-N 4-(1,3-benzothiazol-2-yldisulfanyl)morpholine Chemical compound C1COCCN1SSC1=NC2=CC=CC=C2S1 QRYFCNPYGUORTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N Dibutyl phosphate Chemical compound CCCCOP(O)(=O)OCCCC JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQHNNRWINMUZIY-UHFFFAOYSA-N Linearol+ Natural products C1CC2(C)CCC(O)C(=C)C22CC(CCC(=O)C(C)C)(C)C1(O)O2 DQHNNRWINMUZIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011000 absolute method Methods 0.000 description 1
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- VYBREYKSZAROCT-UHFFFAOYSA-N alpha-myrcene Natural products CC(=C)CCCC(=C)C=C VYBREYKSZAROCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- CGFITOCWTCRCSL-KTKRTIGZSA-N benzyl (z)-octadec-9-enoate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC1=CC=CC=C1 CGFITOCWTCRCSL-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- VYHBFRJRBHMIQZ-UHFFFAOYSA-N bis[4-(diethylamino)phenyl]methanone Chemical compound C1=CC(N(CC)CC)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(N(CC)CC)C=C1 VYHBFRJRBHMIQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- XZKRXPZXQLARHH-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-dienylbenzene Chemical compound C=CC=CC1=CC=CC=C1 XZKRXPZXQLARHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMFBSNVIVWUTPQ-UHFFFAOYSA-M butyl 2-ethylhexyl phosphate Chemical compound CCCCOP([O-])(=O)OCC(CC)CCCC HMFBSNVIVWUTPQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N caproic acid ethyl ester Natural products CCCCCC(=O)OCC SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- FOSUPIBQARPELG-IQPYEDJSSA-N chembl477698 Chemical compound C1C[C@@H](C2)C(=C)C[C@]32[C@@H](O)C[C@H]2[C@](COC(=O)C)(C)[C@H](O)CC[C@@]2(C)[C@@H]31 FOSUPIBQARPELG-IQPYEDJSSA-N 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001934 cyclohexanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- CDHICTNQMQYRSM-UHFFFAOYSA-N di(propan-2-yl)alumane Chemical compound CC(C)[AlH]C(C)C CDHICTNQMQYRSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBLZFQBDODEHJH-UHFFFAOYSA-N dibutylalumane Chemical compound C(CCC)[AlH]CCCC KBLZFQBDODEHJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYOHIQLKSOJJQH-UHFFFAOYSA-N dibutyltin Chemical compound CCCC[Sn]CCCC AYOHIQLKSOJJQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJXBDPDUCXORKZ-UHFFFAOYSA-N diethylalumane Chemical compound CC[AlH]CC HJXBDPDUCXORKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTDKEJXHILZNPP-UHFFFAOYSA-N dioctyl hydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCOP(O)(=O)OCCCCCCCC HTDKEJXHILZNPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNPSMYTXIPVJDU-UHFFFAOYSA-N dioctylalumane Chemical compound C(CCCCCCC)[AlH]CCCCCCCC GNPSMYTXIPVJDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJZUIWBZDGBLKK-UHFFFAOYSA-M dipentyl phosphate Chemical compound CCCCCOP([O-])(=O)OCCCCC WJZUIWBZDGBLKK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XOCWTYIVWYOSGQ-UHFFFAOYSA-N dipropylalumane Chemical compound C(CC)[AlH]CCC XOCWTYIVWYOSGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIPWQYPOWLBLMR-UHFFFAOYSA-N hexylalumane Chemical compound CCCCCC[AlH2] OIPWQYPOWLBLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDJQZPYACFNHLR-UHFFFAOYSA-N isolinearol Natural products CC(=O)OC1CC2C(C)(CO)C(O)CCC2(C)C3CCC4CC13C=C4C MDJQZPYACFNHLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOSUPIBQARPELG-UHFFFAOYSA-N linearol Natural products C1CC(C2)C(=C)CC32C(O)CC2C(COC(=O)C)(C)C(O)CCC2(C)C31 FOSUPIBQARPELG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- CPOFMOWDMVWCLF-UHFFFAOYSA-N methyl(oxo)alumane Chemical compound C[Al]=O CPOFMOWDMVWCLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 125000005474 octanoate group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001117 oleyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])/C([H])=C([H])\C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- MWNGTKHPZWGPSS-UHFFFAOYSA-N pentylalumane Chemical compound CCCCC[AlH2] MWNGTKHPZWGPSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMJHHCWVYXUKFD-UHFFFAOYSA-N piperylene Natural products CC=CC=C PMJHHCWVYXUKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- ZIYNWDQDHKSRCE-UHFFFAOYSA-N tricyclohexylalumane Chemical compound C1CCCCC1[Al](C1CCCCC1)C1CCCCC1 ZIYNWDQDHKSRCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical compound CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNWZYDSEVLFSMS-UHFFFAOYSA-N tripropylalumane Chemical compound CCC[Al](CCC)CCC CNWZYDSEVLFSMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAKQLTYPVIOBZ-UHFFFAOYSA-N tritert-butylalumane Chemical compound CC(C)(C)[Al](C(C)(C)C)C(C)(C)C RTAKQLTYPVIOBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004417 unsaturated alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F36/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F36/02—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F36/04—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
- C08C19/00—Chemical modification of rubber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
- C08C19/00—Chemical modification of rubber
- C08C19/30—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule
- C08C19/42—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups
- C08C19/44—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups of polymers containing metal atoms exclusively at one or both ends of the skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F136/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/02—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/04—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
- C08F136/08—Isoprene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F136/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/02—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/04—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
- C08F136/14—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F36/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F36/02—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F36/04—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
- C08F36/14—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L15/00—Compositions of rubber derivatives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
- B29C48/762—Vapour stripping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу синтеза модифицированных диеновых эластомеров с высокой степенью функционализации в концентрированной смеси. Изобретение применимо, в частности, к непрерывному получению модифицированных диеновых эластомеров.The present invention relates to a method for the synthesis of modified diene elastomers with a high degree of functionalization in a concentrated mixture. The invention is applicable, in particular, to the continuous production of modified diene elastomers.
Поскольку в наши дни экономия топлива и необходимость в защите окружающей среды стали приоритетом, желательно получать смеси, обладающие хорошими механическими свойствами и как можно более низким гистерезисом, чтобы иметь возможность их обработки в резиновые композиции, которые можно применять в производстве различных продуктов-полуфабрикатов, входящих в состав шин.Since fuel economy and the need to protect the environment have become a priority these days, it is desirable to obtain mixtures with good mechanical properties and the lowest possible hysteresis, so that they can be processed into rubber compositions that can be used in the manufacture of various semi-finished products included in the composition of the tires.
Уже было экспериментально исследовано много решений, цель которых состояла в снижении гистерезиса. В частности, можно упомянуть модификацию структуры диеновых полимеров и сополимеров с помощью функционализирующих агентов в целях получения надлежащего взаимодействия между модифицированным таким путем полимером и наполнителем, представляющим собой либо сажу, либо другой армирующий наполнитель.Many solutions have already been experimentally investigated, the purpose of which was to reduce hysteresis. In particular, mention may be made of the modification of the structure of diene polymers and copolymers using functionalizing agents in order to obtain the proper interaction between the polymer modified in this way and the filler, which is either soot or another reinforcing filler.
Существует обширная литература, касающаяся функционализации полимеров, полученных путем анионной полимеризации. Функционализацию можно осуществить либо во время инициации полимеризации с помощью инициатора, несущего функциональную группу, которая должна быть включена в цепь эластомера, либо во время реакции постполимеризации с помощью функционализирующего агента. Агенты, позволяющие вводить внутрь полимера все виды функциональных групп, известны специалистам в данной области техники и широко описаны.There is an extensive literature on the functionalization of polymers obtained by anionic polymerization. Functionalization can be carried out either during the initiation of polymerization using an initiator bearing a functional group to be included in the elastomer chain, or during the postpolymerization reaction using a functionalizing agent. Agents that allow all kinds of functional groups to be introduced into the polymer are known to those skilled in the art and are widely described.
Анионная полимеризация позволяет в определенной степени регулировать микроструктуру синтезируемых полимеров. Тем не менее, путем полимеризации данного типа невозможно синтезировать полимеры, имеющие высокое содержание цис-звеньев.Anionic polymerization allows to some extent to regulate the microstructure of the synthesized polymers. However, by polymerization of this type it is impossible to synthesize polymers having a high content of cis units.
Полимеры, имеющие высокое содержание цис-звеньев, в основном получают с помощью полимеризации с координационным катализом. Существует также весьма обширная литература, относящаяся к данному типу катализа.Polymers having a high content of cis units are mainly prepared by coordination catalysis polymerization. There is also a very extensive literature relating to this type of catalysis.
Функционализация этих полимеров, имеющих высокое содержание цис-звеньев, менее широко используется в результате самой природы применяемых каталитических систем. Некоторыми авторами описана функционализация полимеров, полученных путем координационного катализа. В частности, можно упомянуть документы WO 0134658 A1, EP 1939221 А1 и EP 1873168 А1. В некоторых из них упомянуты высокие степени функционализации, более 75%, для полимеров, полученных с помощью блочной или полублочной полимеризации (EP 1939221 А1).The functionalization of these polymers having a high content of cis units is less widely used as a result of the very nature of the catalyst systems used. Some authors have described the functionalization of polymers obtained by coordination catalysis. In particular, mention may be made of documents WO 0134658 A1, EP 1939221 A1 and EP 1873168 A1. Some of them mention high degrees of functionalization, more than 75%, for polymers obtained using block or semi-block polymerization (EP 1939221 A1).
Тем не менее, все эти документы относятся к полимеризации в реакторе периодического действия. Хотя в EP 1939221 А1 со ссылкой на WO 2005087824 кратко затронута возможность непрерывного осуществления описанного процесса, степени преобразования являются низкими. В WO 2005087824 полимеризацию осуществляют в первом реакторе вплоть до максимальной степени преобразования 20%. Полимер выгружают и переносят во второй реактор, в котором можно сразу осуществить удаление летучих веществ. Результатом ограничения до низкой степени преобразования, составляющей 20%, является низкая производительность данного способа. Кроме того, не преобразовавшийся мономер необходимо извлекать и обрабатывать, чтобы снова вводить в первый реактор. Данную обработку осуществляют на больших объемах не преобразовавшегося мономера. Этот аспект способа делает его не слишком привлекательным в результате энергетического и экономического влияния на его стоимость.However, all of these documents relate to polymerization in a batch reactor. Although EP 1939221 A1, with reference to WO 2005087824, briefly touches on the possibility of continuous implementation of the described process, the degree of conversion is low. In WO2005087824, polymerization is carried out in a first reactor up to a maximum degree of conversion of 20%. The polymer is discharged and transferred to a second reactor, in which volatiles can be removed immediately. The result of the restriction to a low degree of conversion of 20% is the low productivity of this method. In addition, non-converting monomer must be removed and processed in order to be introduced back into the first reactor. This treatment is carried out on large volumes of not converted monomer. This aspect of the method makes it not very attractive as a result of energy and economic influence on its cost.
Обнаружено, что в прошлом способы модификации диенового полимера, имеющего высокое содержание цис-звеньев, в основном, осуществляли в периодическом режиме после завершения полимеризации с координационным катализом. Действительно, такой периодический способ не всегда продуктивен и не всегда достаточно конкурентоспособен и экономичен для промышленного производства.It was found that in the past, methods for modifying a diene polymer having a high content of cis units were mainly carried out in a batch mode after completion of the coordination catalysis polymerization. Indeed, such a periodic method is not always productive and is not always sufficiently competitive and economical for industrial production.
Кроме того, уменьшенное количество растворителя может иметь преимущество для усиления экономической выгоды полимеризации. Преимущества блочной или полублочной (также известной как высококонцентрированная) полимеризации разнообразны. Например, размер деталей оборудования, в частности, находящихся за пределами реакционного узла, уменьшается в результате меньшего количества используемого растворителя, что позволяет уменьшить капиталовложения. Кроме того, результатом этого уменьшения количества растворителя или его исключения действительно является уменьшение количества энергии (в форме пара для удаления растворителя путем отгонки паром) на отделение эластомера от растворителя, а также уменьшение потока растворителя, подлежащего обработке. Все эти характеристики приводят в результате к снижению энергетических затрат процесса полимеризации. Кроме того, обычно уменьшается количество катализатора, что уменьшает стоимость исходных материалов.In addition, a reduced amount of solvent may be advantageous for enhancing the economic benefits of polymerization. The benefits of block or semi-block (also known as highly concentrated) polymerization are diverse. For example, the size of parts of equipment, in particular, located outside the reaction site, is reduced as a result of the smaller amount of solvent used, which reduces investment. In addition, the result of this reduction in the amount of solvent or its elimination really is a decrease in the amount of energy (in the form of steam to remove the solvent by steam stripping) to separate the elastomer from the solvent, as well as a decrease in the flow of solvent to be treated. All these characteristics result in lower energy costs of the polymerization process. In addition, the amount of catalyst is usually reduced, which reduces the cost of starting materials.
Тем не менее, блочная или полублочная полимеризация имеет большой недостаток. Он отражается возникновением физического явления, которое может повредить природу полученного полимера и создать неконтролируемые ситуации в промышленном производстве. Это связано с тем, что испарение части жидкого мономера под действием энергии реакции полимеризации приводит в результате, начиная с определенной концентрации полимера в реакционной смеси, к избыточному расширению реакционной смеси. В таких условиях работы теплоту реакции уже невозможно регулировать, и за счет этого полимер может денатурировать. Именно по этой причине некоторые авторы предпочитают относительно низкие степени превращения во избежание данного явления, например, в US 3770710 или в WO 2005087824.However, block or semi-block polymerization has a major drawback. It is reflected by the occurrence of a physical phenomenon that can damage the nature of the resulting polymer and create uncontrolled situations in industrial production. This is due to the fact that the evaporation of part of the liquid monomer under the action of the energy of the polymerization reaction leads, as a result, starting from a certain concentration of polymer in the reaction mixture, to excessive expansion of the reaction mixture. Under such operating conditions, the heat of reaction can no longer be controlled, and due to this, the polymer can denature. It is for this reason that some authors prefer relatively low degrees of conversion to avoid this phenomenon, for example, in US 3770710 or in WO 2005087824.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы сделать доступным конкурентоспособный, экономичный и гибкий способ синтеза, адаптируемый к промышленному производству, который позволяет получать функционализированный полимер, имеющий высокое содержание цис-звеньев.The technical problem to which the invention is directed, is to make available a competitive, economical and flexible synthesis method that is adaptable to industrial production, which allows to obtain a functionalized polymer having a high content of cis units.
Одна из целей изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ, который дает возможность получить функционализированный полимер, имеющий высокое содержание цис-звеньев, который демонстрирует высокую степень функционализации.One of the objectives of the invention is to make available a method that makes it possible to obtain a functionalized polymer having a high content of cis units, which exhibits a high degree of functionalization.
Следующая цель изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ синтеза функционализированных диеновых полимеров в высококонцентрированной смеси, имеющих высокое содержание цис-звеньев, дополнительно проявляющий повышенную производительность, избегая при этом явления расширения реакционной смеси, и, следовательно, позволяющий получить гибкость в отношении условий осуществления способа, в частности, в пределах широкого диапазона температур.The next objective of the invention is to make available a method for the synthesis of functionalized diene polymers in a highly concentrated mixture having a high content of cis units, additionally showing increased productivity, while avoiding the phenomenon of expansion of the reaction mixture, and, therefore, allowing flexibility in terms of implementation method, in particular, within a wide range of temperatures.
В настоящем изобретении решена техническая задача и достигаются данные цели в том смысле, что оно обеспечивает непрерывный способ, особенно подходящий для экономически выгодного промышленного производства с повышенной конкурентоспособностью. Это связано с тем, что в изобретении предложен непрерывный способ синтеза функционализированного диенового полимера, включающий стадию непрерывной полимеризации в высококонцентрированной смеси путем координационного катализа по меньшей мере одного диенового мономера и стадию непрерывной функционализации полученного псевдоживущего полимера.The present invention solves the technical problem and achieves these goals in the sense that it provides a continuous method, especially suitable for cost-effective industrial production with increased competitiveness. This is due to the fact that the invention proposes a continuous method for the synthesis of a functionalized diene polymer, which includes a step of continuous polymerization in a highly concentrated mixture by coordination catalysis of at least one diene monomer and a step of continuous functionalization of the obtained pseudo-living polymer.
Изобретение позволяет улучшить условия полимеризации сопряженных диенов в высококонцентрированной смеси, чтобы иметь возможность достичь высокой степени превращения без возникновения явления расширения реакционной смеси.The invention allows to improve the polymerization conditions of conjugated dienes in a highly concentrated mixture in order to be able to achieve a high degree of conversion without the occurrence of the expansion phenomenon of the reaction mixture.
Изобретение также позволяет достигать высоких степеней функционализации на эластомерах, имеющих высокое содержание цис-звеньев.The invention also allows to achieve high degrees of functionalization on elastomers having a high content of cis units.
Изобретение также обеспечивает энергетические и экологические преимущества, связанные с полимеризацией в высококонцентрированной смеси и возможностью осуществления способа в пределах широкого диапазона температур реакции.The invention also provides energy and environmental benefits associated with polymerization in a highly concentrated mixture and the possibility of implementing the method within a wide range of reaction temperatures.
Таким образом, объектом изобретения является способ непрерывного синтеза модифицированного диенового эластомера, включающий стадию блочной или полублочной полимеризации, в процессе которой синтезируется псевдоживущий диеновый эластомер, имеющий высокое содержание цис-звеньев, и стадию функционализации или модификации, в процессе которой псевдоживущий диеновый эластомер взаимодействует с определенным функционализирующим агентом.Thus, an object of the invention is a method for the continuous synthesis of a modified diene elastomer, comprising a block or semi-block polymerization step, during which a pseudo-living diene elastomer is synthesized having a high content of cis units, and a functionalization or modification step, during which the pseudo-living diene elastomer interacts with a particular functionalizing agent.
Другим объектом изобретения является установка для практического осуществления такого способа.Another object of the invention is an apparatus for the practical implementation of such a method.
Первым объектом изобретения является способ непрерывного синтеза функционализированного диенового эластомера, включающий следующие одновременные стадии:The first object of the invention is a method for the continuous synthesis of functionalized diene elastomer, comprising the following simultaneous stages:
- относящиеся к полимеризации:- related to polymerization:
a) непрерывное введение в полимеризационный реактор, имеющий газовую фазу и оборудованный по меньшей мере одним перемешивающим ротором и разгрузочным устройством, по меньшей мере:a) continuous introduction into the polymerization reactor having a gas phase and equipped with at least one mixing rotor and a discharge device, at least:
i. одной системы координационного катализа,i. one coordination catalysis system,
ii. по меньшей мере одного сопряженного диенового мономера для полимеризации, иii. at least one conjugated diene monomer for polymerization, and
iii. от 0 до 70 мас.% органического растворителя в расчете на общую массу мономера(ов) и растворителя;iii. from 0 to 70 wt.% organic solvent based on the total weight of monomer (s) and solvent;
b) непрерывная полимеризация мономера(ов) с использованием средств, необходимых для достижения степени превращения по меньшей мере 60% в пределах первой трети реакционного объема полимеризационного реактора;b) continuous polymerization of the monomer (s) using the means necessary to achieve a degree of conversion of at least 60% within the first third of the reaction volume of the polymerization reactor;
c) перемешивание полимеризационной смеси путем непрерывного движения по меньшей мере одного перемешивающего ротора вокруг оси вращения;c) stirring the polymerization mixture by continuously moving at least one stirring rotor about an axis of rotation;
d) непрерывная выгрузка пасты псевдоживущего эластомера, полученной в результате полимеризации;d) continuous unloading of a paste of a pseudo-living elastomer obtained by polymerization;
где стандартное отклонение функции распределения времени пребывания в реакторе полимеризации больше результата деления среднего времени пребывания на 2√3,where the standard deviation of the distribution function of the residence time in the polymerization reactor is greater than the result of dividing the average residence time by 2√3,
- относящиеся к функционализации:- related to functionalization:
e) непрерывная передача этой пасты в замесочную машину, имеющую газовую фазу, перемешивающее устройство, содержащее по меньшей мере один перемешивающий ротор, и разгрузочное устройство;e) continuously transferring this paste to a kneading machine having a gas phase, a mixing device comprising at least one mixing rotor, and an unloading device;
f) непрерывное введение в замесочную машину функционализирующего агента, соответствующего формуле A-R1-B, где A обозначает группу, способную к взаимодействию с реакционноспособным концом псевдоживущего эластомера, R1 обозначает атом или группу атомов, образующих связь между A и B, и B обозначает функциональную группу, способную к взаимодействию с армирующим наполнителем;f) continuously introducing into the kneading machine a functionalizing agent according to the formula AR 1 -B, where A is a group capable of reacting with the reactive end of a pseudo-living elastomer, R 1 is an atom or a group of atoms forming a bond between A and B, and B is a functional a group capable of interacting with a reinforcing filler;
g) непрерывная функционализация псевдоживущего эластомера путем взаимодействия с функционализирующим агентом в указанной замесочной машине;g) continuous functionalization of the pseudo-living elastomer by reaction with a functionalizing agent in said kneading machine;
h) непрерывная выгрузка пасты функционализированного эластомера, полученного на предшествующей стадии;h) continuous unloading of paste of functionalized elastomer obtained in the previous step;
i) выделение функционализированного диенового эластомера.i) isolation of a functionalized diene elastomer.
Поскольку способ согласно изобретению осуществляется непрерывно, следует понимать, что стадии (a)-(i) выполняются одновременно сразу после загрузки полимеризационного реактора.Since the method according to the invention is carried out continuously, it should be understood that steps (a) to (i) are performed immediately after loading the polymerization reactor.
В настоящем описании выражения «высококонцентрированная» и «блочная и полублочная» используют без различия, поскольку они имеют одно и то же значение.In the present description, the expressions “highly concentrated” and “block and semi-block” are used without distinction, since they have the same meaning.
В настоящем описании выражения «растворитель» и «разбавитель» используют без различия, поскольку они имеют одно и то же значение.In the present description, the terms “solvent” and “diluent” are used without distinction, since they have the same meaning.
В данном описании любой интервал значений, обозначенный выражением «между a и b», представляет собой диапазон значений, распространяющийся от больших, чем a, до меньших, чем b (то есть, предельные значения а и b исключены), тогда как любой интервал значений, обозначенный выражением «от a до b», представляет собой диапазон значений, распространяющийся от а до b (то есть включающий строгие предельные значения a и b).In this description, any range of values indicated by the expression “between a and b” is a range of values that extends from greater than a to shorter than b (that is, the limit values a and b are excluded), while any range of values denoted by the expression “a to b” is a range of values extending from a to b (that is, including strict limit values a and b).
В настоящем описании выражение «высокое содержание цис-звеньев», употребляемое в связи с эластомером, означает молярную долю включения в цепь цис-1,4-звеньев по меньшей мере 95% в расчете на эластомер.In the present description, the expression "high content of cis units", used in connection with the elastomer, means the molar fraction of inclusion in the chain of cis-1,4 units at least 95% based on the elastomer.
В настоящем описании выражение «псевдоживущий», употребляемое в связи с эластомером, означает, что все концы или часть концов цепи эластомера реакционноспособны, в частности, по отношению к функционализирующим агентам.In the present description, the expression "pseudo-living", used in connection with an elastomer, means that all ends or part of the ends of the chain of the elastomer are reactive, in particular with respect to functionalizing agents.
В настоящем описании степень функционализации, которая представляет собой среднюю степень функционализации, следует понимать как среднее процентное содержание функционализированных цепей эластомера.In the present description, the degree of functionalization, which is the average degree of functionalization, should be understood as the average percentage of functionalized elastomer chains.
Следует отметить, что комбинация характеристик потока и превращения составляет один из существенных элементов изобретения, позволяющих за счет непрерывного способа полимеризации решать техническую задачу, поставленную для полимеризации в высококонцентрированной смеси, адаптируемой к экономически выгодному промышленному производству с удовлетворительной производительностью, конкретнее, позволяющей избегать явления расширения реакционной смеси.It should be noted that the combination of flow and conversion characteristics is one of the essential elements of the invention, which allows, due to the continuous polymerization method, to solve the technical problem posed for polymerization in a highly concentrated mixture, adaptable to cost-effective industrial production with satisfactory productivity, more specifically, to avoid the phenomenon of expansion of the reaction mixtures.
Согласно конкретной форме осуществления способа синтеза по изобретению полимеризацию осуществляют непрерывно, причем количество растворителя не превышает 70 мас.% от общей массы мономера(ов) и растворителя, при этом количество растворителя может составлять, например, по меньшей мере 10 мас.%, фактически даже по меньшей мере 30 мас.%, и максимум 60 мас.%, фактически даже максимум 55 мас.% от общей массы мономера(ов) и растворителя.According to a specific embodiment of the synthesis method according to the invention, the polymerization is carried out continuously, the amount of solvent not exceeding 70 wt.% Of the total mass of monomer (s) and solvent, while the amount of solvent can be, for example, at least 10 wt.%, Actually at least 30 wt.%, and a maximum of 60 wt.%, in fact, even a maximum of 55 wt.% of the total weight of the monomer (s) and solvent.
Согласно другой форме осуществления изобретения полимеризацию осуществляют без добавления полимеризационного растворителя.According to another embodiment of the invention, the polymerization is carried out without the addition of a polymerization solvent.
Выбор полимеризационного реактора составляет, в результате этих возможностей практического осуществления, особенно важный аспект способа согласно изобретению. Это связано с тем, что желательно полимеризовать мономеры в высококонцентрированной смеси. Согласно изобретению термин «высококонцентрированная смесь» следует понимать как означающий концентрацию мономера(ов) в смеси растворителя и мономера(ов) по меньшей мере 30 мас.%, при этом данная концентрация может достигать 100 мас.% в отсутствие растворителя. Кроме того, желательно осуществлять полимеризацию до получения высоких степеней превращения на границе первой трети реакционного объема полимеризационного реактора по меньшей мере 60%, которые могут достигать 100%.The choice of the polymerization reactor is, as a result of these possibilities for practical implementation, a particularly important aspect of the method according to the invention. This is due to the fact that it is desirable to polymerize the monomers in a highly concentrated mixture. According to the invention, the term "highly concentrated mixture" should be understood as meaning the concentration of monomer (s) in the mixture of solvent and monomer (s) of at least 30 wt.%, While this concentration can reach 100 wt.% In the absence of solvent. In addition, it is desirable to carry out the polymerization to obtain high degrees of conversion at the boundary of the first third of the reaction volume of the polymerization reactor at least 60%, which can reach 100%.
Вязкость полимеризационной смеси, по существу состоящей из мономеров, эластомера и, при необходимости, растворителя, может достигать высоких значений. Характеристическая вязкость диенового эластомера зависит от его природы. Она имеет минимальное значение по меньшей мере 1,5 дл/г, фактически даже по меньшей мере 4 дл/г, в частности, для полиизопренов, полученных путем координационного катализа. Тем не менее, характеристическая вязкость предпочтительно не превышает 10 дл/г, фактически даже 7 дл/г. Характеристическую вязкость определяют в соответствии со способом, описанным в приложении 1.The viscosity of the polymerization mixture, essentially consisting of monomers, an elastomer and, if necessary, a solvent, can reach high values. The intrinsic viscosity of a diene elastomer depends on its nature. It has a minimum value of at least 1.5 dl / g, in fact even at least 4 dl / g, in particular for polyisoprenes prepared by coordination catalysis. However, the intrinsic viscosity preferably does not exceed 10 dl / g, in fact even 7 dl / g. The intrinsic viscosity is determined in accordance with the method described in
Перемешивание внутри реактора полимеризации должно обеспечить замес этой высоковязкой смеси, чтобы синтезировать полимер стабильного и гомогенного качества.Stirring inside the polymerization reactor should knead this highly viscous mixture in order to synthesize a polymer of stable and homogeneous quality.
Помимо совместимости с высокими вязкостями, реактор должен подходить для применения с целью полимеризации мономера(ов) в соответствии с непрерывным режимом, и должен обеспечить возможность потока в виде высококонцентрированной смеси, фактически даже объемного потока, так чтобы стандартное отклонение функции распределения времени пребывания в реакторе полимеризации было большим, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3.In addition to compatibility with high viscosities, the reactor should be suitable for continuous polymerisation of the monomer (s), and should allow flow in the form of a highly concentrated mixture, in fact even a volume stream, so that the standard deviation of the distribution function of the residence time in the polymerization reactor was larger than the result of dividing the average residence time by 2√3.
Перемешивающий ротор позволяет непрерывно перемешивать реакционную смесь. Он может иметь различную форму и приспосабливается к технологии реактора.A stirring rotor allows continuous mixing of the reaction mixture. It can be of various shapes and adapts to reactor technology.
В продаже можно найти множество типов перемешивающих роторов. В качестве примера, ротор может представлять собой лопасть сигмовидного (или «Z-образного») типа или другой тип лопасти, как описано в книгах: David В. Todd, Mixing of Highly Viscous Fluids, Polymers, and Pastes; Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice, E.L. Paul, V.A. Atiemo-Obeng и S.M. Kresta, Editors, 2004, John Wiley and Sons, c. 998, c. 1021.On sale you can find many types of mixing rotors. As an example, the rotor may be a sigmoid (or "Z-shaped") blade or another type of blade, as described in the books: David B. Todd, Mixing of Highly Viscous Fluids, Polymers, and Pastes; Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice, E.L. Paul, V.A. Atiemo-Obeng and S.M. Kresta, Editors, 2004, John Wiley and Sons, c. 998, c. 1021.
Когда реактор оборудован по меньшей мере двумя перемешивающими лопастями, они могут быть противоположно вращающимися или вращающимися в одном направлении. Кроме того, они могут относиться к тангенциальному или взаимопроникающему типу.When the reactor is equipped with at least two mixing blades, they can be oppositely rotating or rotating in the same direction. In addition, they can be of tangential or interpenetrating type.
В соответствии с определенными конфигурациями полимеризационный реактор оборудован перемешивающим ротором. Так, данный тип реактора может быть сформирован из резервуара, перемешивающего ротора и разгрузочного устройства. Например, в качестве реактора, подходящего для изобретения, можно упомянуть реактор, продаваемый компанией LIST AG под названием однороторная замесочная машина.According to certain configurations, the polymerization reactor is equipped with a stirring rotor. So, this type of reactor can be formed from a tank, a mixing rotor and a discharge device. For example, as a reactor suitable for the invention, mention may be made of a reactor sold by LIST AG as a single rotor kneading machine.
В соответствии с другими конфигурациями реактор полимеризации оборудован двумя перемешивающими роторами.In accordance with other configurations, the polymerization reactor is equipped with two mixing rotors.
В соответствии с описанными выше конфигурациями реактор полимеризации может быть сформирован из резервуара, перемешивающей системы и разгрузочного устройства.In accordance with the configurations described above, the polymerization reactor may be formed from a tank, a mixing system and a discharge device.
В соответствии с предпочтительными конфигурациями полимеризационный реактор более конкретно представляет собой замесочную машину с Z-образными лопастями. Термин «замесочная машина с Z-образными лопастями» более конкретно понимают как означающий мешалку или замесочную машину, сформированную из резервуара, оборудованного двумя лопастями Z-образной формы, каждая из которых независимо приводится в движение вокруг оси вращения, предпочтительно горизонтальной оси вращения. Таким образом, две лопасти Z-образной формы предпочтительно приводятся в движение в противоположном направлении вращения так, чтобы в напорном режиме осуществлять подачу в разгрузочное устройство в днище резервуара.In accordance with preferred configurations, the polymerization reactor is more particularly a Z-shaped kneading machine. The term “Z-shaped kneading machine” is more specifically understood to mean a mixer or kneading machine formed from a tank equipped with two Z-shaped blades, each of which is independently driven around an axis of rotation, preferably a horizontal axis of rotation. Thus, the two Z-shaped vanes are preferably driven in the opposite direction of rotation so that in the pressure mode they feed into the unloading device at the bottom of the tank.
В качестве примера, данный реактор в соответствии с изобретением продается под различными названиями, такими как:As an example, this reactor in accordance with the invention is sold under various names, such as:
- замесочные машины с многолопастной мешалкой и разгрузочным устройством шнекового типа, продаваемые компанией Battaggion SPA,- kneading machines with a multi-blade mixer and a screw type discharge device, sold by Battaggion SPA,
- замесочные машины-экструдеры, продаваемые компанией Aachener Misch- und Knetmaschinenfabrik Peter GmbH & Co. KG,- extruder kneading machines sold by Aachener Misch- und Knetmaschinenfabrik Peter GmbH & Co. KG,
- замесочные машины с двумя лопастями Z-образной формы со шнековым экструдером, продаваемые компанией Hermann Linden Maschinenfabrik GmbH & Co. KG,- Z-shaped twin-blade kneading machines with screw extruder sold by Hermann Linden Maschinenfabrik GmbH & Co. KG,
- мешалки-экструдеры, продаваемые компанией Aaron Process Equipment Company.- extruder mixers sold by Aaron Process Equipment Company.
Полимеризационный реактор обладает газовой фазой, позволяющей производить сброс теплоты полимеризации за счет испарения части реакционной смеси. Отношение по объему газовой фазы к реакционной смеси зависит от типа используемого реактора, и его определение находится в пределах компетенции специалиста в данной области техники.The polymerization reactor has a gas phase, which allows the heat of polymerization to be discharged by evaporation of part of the reaction mixture. The ratio of the volume of the gas phase to the reaction mixture depends on the type of reactor used, and its determination is within the competence of a person skilled in the art.
Согласно одной форме осуществления изобретения полимеризацию осуществляют в блоке. В этом случае не добавляют полимеризационный растворитель.According to one embodiment of the invention, the polymerization is carried out in a block. In this case, no polymerization solvent is added.
Согласно другим формам осуществления изобретения полимеризацию осуществляют в полублочных условиях. В этом случае смесь содержит углеводородный полимеризационный растворитель, предпочтительный алифатический или эпициклический углеводородный полимеризационный растворитель, имеющий низкую молекулярную массу, в частности, из соображений экологичности. Можно упомянуть, например, н-пентан, изопентан, изоамилены (2-метил-2-бутен, 2-метил-1-бутен и 3-метил-1-бутен), 2,2-диметилбутан, 2,2-диметилпропан (неопентан), н-гептан, н-октан, изооктан, циклопентан, циклогексан, н-гексан, метилциклопентан и метилциклогексан, а также смеси этих соединений, при этом н-пентан особенно предпочтителен. Среди растворителей можно также упомянуть ароматические углеводороды, такие как, например, бензол или толуол.According to other forms of the invention, the polymerization is carried out in semi-block conditions. In this case, the mixture contains a hydrocarbon polymerization solvent, a preferred aliphatic or epicyclic hydrocarbon polymerization solvent having a low molecular weight, in particular for environmental reasons. Mention may be made, for example, of n-pentane, isopentane, isoamylenes (2-methyl-2-butene, 2-methyl-1-butene and 3-methyl-1-butene), 2,2-dimethylbutane, 2,2-dimethylpropane ( neopentane), n-heptane, n-octane, isooctane, cyclopentane, cyclohexane, n-hexane, methylcyclopentane and methylcyclohexane, as well as mixtures of these compounds, with n-pentane being particularly preferred. Aromatic hydrocarbons such as, for example, benzene or toluene can also be mentioned among the solvents.
Растворитель может быть внесен непосредственно в реактор. Его можно также предварительно смешивать с по меньшей мере одним из других компонентов, вносимых в полимеризационный реактор, в частности, с мономером(ами) для полимеризации. Этот последний вариант представляет собой предпочтительную форму осуществления в соответствии с изобретением.The solvent may be added directly to the reactor. It can also be pre-mixed with at least one of the other components introduced into the polymerization reactor, in particular with the monomer (s) for polymerization. This latter embodiment is a preferred embodiment in accordance with the invention.
Согласно способу по изобретению полимеризуют по меньшей мере один сопряженный диеновый мономер.According to the method of the invention, at least one conjugated diene monomer is polymerized.
Термин «сопряженный диеновый мономер» понимают как означающий сопряженный диеновый мономер, имеющий от 4 до 16 атомов углерода. В качестве сопряженных диенов, в частности, подходят 1,3-бутадиен, 2-метил-1,3-бутадиен, 2,3-ди(C1-C5 алкил)-1,3-бутадиены, такие как, например, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 2,3-диэтил-1,3-бутадиен, 2-метил-3-этил-1,3-бутадиен или 2-метил-3-изопропил-1,3-бутадиен, фенил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен, 2,4-гексадиен, мирцен и тому подобное.The term “conjugated diene monomer” is understood to mean a conjugated diene monomer having from 4 to 16 carbon atoms. Suitable conjugated dienes are, in particular, 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-di (C 1 -C 5 alkyl) -1,3-butadiene, such as, for example, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2,3-diethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3-ethyl-1,3-butadiene or 2-methyl-3-isopropyl-1,3- butadiene, phenyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2,4-hexadiene, myrcene and the like.
В соответствии с формами осуществления способа по изобретению сопряженный диеновый мономер можно полимеризовать совместно с одним или более чем одним сопряженным диеновым мономером.In accordance with embodiments of the method of the invention, the conjugated diene monomer can be polymerized together with one or more than one conjugated diene monomer.
В соответствии с одной формой осуществления способа по изобретению сопряженный диеновый мономер можно вносить в форме углеводородной фракции, содержащий мономер или мономеры для полимеризации.In accordance with one embodiment of the process of the invention, the conjugated diene monomer can be introduced in the form of a hydrocarbon fraction containing monomer or monomers for polymerization.
Выбор мономеров определяется желаемым полимером. Полимеризацию с координационным катализом осуществляют с помощью каталитической системы на основе редкоземельного металла, титана или другого переходного металла.The choice of monomers is determined by the desired polymer. Coordination catalysis polymerization is carried out using a rare earth metal, titanium or other transition metal catalyst system.
В контексте данной цепной полимеризации с координационным катализом используют каталитическую систему на основе редкоземельного металла или титана.In the context of this coordinated catalysis chain polymerization, a rare earth metal or titanium catalyst system is used.
Такие каталитические системы полностью описаны в литературе.Such catalyst systems are fully described in the literature.
В качестве примера такая каталитическая система может быть получена на основе по меньшей мере:As an example, such a catalytic system can be obtained based on at least:
- одной органической соли редкоземельного металла,- one organic salt of a rare earth metal,
- одного алкилирующего агента и, при необходимости,- one alkylating agent and, if necessary,
- одного донора атома галогена и/или- one halogen atom donor and / or
- одного предварительно сформированного сопряженного диенового мономера.- one preformed conjugated diene monomer.
Выражение «основан на» при использовании для определения составляющих каталитической системы понимают как означающее продукт реакции или продукты этих составляющих после предварительного смешивания всех или части составляющих или, при необходимости, после предварительного формирования и/или выдерживания каталитической системы, либо также продукта или продуктов взаимодействия этих составляющих in situ.The expression "based on" when used to determine the components of the catalyst system is understood to mean the reaction product or products of these components after preliminary mixing of all or part of the components or, if necessary, after preliminary formation and / or aging of the catalyst system, or also the product or products of the interaction of these components in situ.
Каталитическая система может быть получена в периодическом или непрерывном режиме. В соответствии с одной формой осуществления способа по изобретению перед полимеризационным реактором находится установка для непрерывного синтеза каталитической системы, непрерывно подаваемой в полимеризационный реактор. Каталитическую систему можно вносить непосредственно в реактор или предварительно смешивать с по меньшей мере одним из других компонентов, которые подают в реактор полимеризации.The catalytic system can be obtained in batch or continuous mode. In accordance with one embodiment of the method of the invention, an apparatus for continuously synthesizing a catalyst system continuously fed into the polymerization reactor is located in front of the polymerization reactor. The catalyst system can be introduced directly into the reactor or pre-mixed with at least one of the other components that are fed to the polymerization reactor.
В соответствии с изобретением термин «редкоземельный металл» понимают как означающий металл, выбранный из иттрия, скандия и лантаноидов, металлов, имеющих атомный номер в диапазоне от 57 до 71 включительно в Периодической таблице элементов. Предпочтительно редкоземельный металл выбран из лантаноидов, где более конкретно предпочтителен неодим.In accordance with the invention, the term "rare earth metal" is understood to mean a metal selected from yttrium, scandium and lanthanides, metals having an atomic number in the range from 57 to 71 inclusive in the Periodic Table of the Elements. Preferably, the rare earth metal is selected from lanthanides, where neodymium is more particularly preferred.
Термин «органическая соль редкоземельного металла» понимают как означающий, например, трис(карбоксилаты), трис(алкоголяты), трис(ацетилацетонаты) или трис(органофосфаты) редкоземельных металлов.The term "organic salt of a rare earth metal" is understood to mean, for example, tris (carboxylates), tris (alcoholates), tris (acetylacetonates) or tris (organophosphates) of rare earth metals.
Когда органическая соль редкоземельного металла представляет собой трис(карбоксилат) редкоземельного металла, карбоксилат может быть выбран из сложных эфиров линейных или разветвленных алифатических карбоновых кислот, имеющих от 6 до 16 атомов углерода в линейной цепи, и сложных эфиров ароматических карбоновых кислот, содержащих от 6 до 12 атомов углерода, замещенных или незамещенных. Можно упомянуть, например, неодеканоат (версатат), октоат или гексаноат, которые являются линейными или разветвленными, или также нафтенат, который является или не является замещенным. Среди них особенно предпочтителен 2-этилгексаноат, нафтенат или неодеканоат (версатат) редкоземельного металла.When the organic rare-earth metal salt is tris (carboxylate) of the rare-earth metal, the carboxylate may be selected from linear or branched aliphatic carboxylic esters having 6 to 16 carbon atoms in a linear chain and aromatic carboxylic esters containing from 6 to 12 carbon atoms, substituted or unsubstituted. Mention may be made, for example, of neodecanoate (versatate), octoate or hexanoate, which are linear or branched, or also naphthenate, which is or is not substituted. Among them, 2-ethylhexanoate, naphthenate or neodecanoate (versatate) of the rare earth metal is particularly preferred.
Когда органическая соль редкоземельного металла представляет собой трис(алкоголят) редкоземельного металла, алкоголят может быть выбран из алкоголятов спирта или полиола, образованных из алифатического или циклического углеводорода, и, в частности, из линейного или разветвленного алифатического углеводорода, имеющего от 1 до 10 атомов углерода в линейной цепи, более конкретно от 4 до 8 атомов углерода. Можно упомянуть, например, неопентоксид.When the organic rare earth metal salt is tris (alcoholate) of the rare earth metal, the alcoholate may be selected from alcohol alcohol or a polyol formed from an aliphatic or cyclic hydrocarbon, and in particular from a linear or branched aliphatic hydrocarbon having from 1 to 10 carbon atoms in a linear chain, more specifically from 4 to 8 carbon atoms. Mention may be made, for example, of neopentoxide.
Когда органическая соль редкоземельного металла представляет собой трис(органофосфат) редкоземельного металла, органофосфат может быть выбран из сложных диэфиров фосфорной кислоты общей формулы (R'O)(RʺO)PO(OH), где R' и Rʺ, являющиеся одинаковыми или различными, представляют собой алкильный, арильный или алкиларильный радикал. Можно упомянуть, например, трис[дибутилфосфат] неодима, трис[дипентилфосфат] неодима, трис[диоктилфосфат] неодима, трис[бис(2-этилгексил)фосфат] неодима, трис[бис(1-метилгептил)фосфат] неодима, трис[бис(п-нонилфенил)фосфат] неодима, трис[бутил-2-этилгексилфосфат] неодима, трис[1-метилгептил-2-этилгексилфосфат] неодима, трис[2-этилгексил-п-нонилфенилфосфат] неодима, трис[бис(2-этилгексил)фосфат] неодима, трис[бис(олеил)фосфат] неодима или трис[бис(линеолил)фосфат] неодима.When the organic rare earth metal salt is tris (organophosphate) of the rare earth metal, the organophosphate may be selected from phosphoric acid diesters of the general formula (R'O) (RʺO) PO (OH), where R 'and Rʺ, which are the same or different, are is an alkyl, aryl or alkylaryl radical. Mention may be made, for example, of tris [dibutyl phosphate] neodymium, tris [dipentyl phosphate] neodymium, tris [dioctyl phosphate] neodymium, tris [bis (2-ethylhexyl) phosphate] neodymium, tris [bis (1-methylheptyl) phosphate] neodymium, tris [bis (p-nonylphenyl) phosphate] neodymium, tris [butyl-2-ethylhexylphosphate] neodymium, tris [1-methylheptyl-2-ethylhexylphosphate] neodymium, tris [2-ethylhexyl-p-nonylphenylphosphate] neodymium, tris [bis (2-ethylhex ) phosphate] neodymium, tris [bis (oleyl) phosphate] neodymium or tris [bis (linearol) phosphate] neodymium.
Среди органофосфатов редкоземельных металлов соль более предпочтительно все же представляет собой трис[бис(2-этилгексил)фосфат] редкоземельного металла.Among the rare earth metal organophosphates, the salt is more preferably still tris [bis (2-ethylhexyl) phosphate] rare earth.
Органическая соль редкоземельного металла предпочтительно выбрана из трис[бис(2-этилгексил)фосфата] неодима и трис(версатата) неодима.The organic rare earth metal salt is preferably selected from tris [bis (2-ethylhexyl) phosphate] neodymium and tris (versatate) neodymium.
Соль редкоземельного металла обычно растворяют или суспендируют, в зависимости от ситуации, в инертном углеводородном растворителе, выбранном, например, из алифатических или ал и циклических растворителей с низкой молекулярной массой, таких как, например, циклогексан, метилциклогексан, н-гептан, пентан или смеси этих растворителей.The rare earth metal salt is usually dissolved or suspended, as the case may be, in an inert hydrocarbon solvent selected, for example, from low molecular weight aliphatic or al and cyclic solvents, such as, for example, cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane, pentane or mixtures these solvents.
В качестве алкилирующего агента, который можно использовать в каталитической системе согласно изобретению, можно упомянуть алкилалюминии, выбранные из триалкилалюминиев или из диалкилалюмогидридов, где алкильная группа содержит от 1 до 10 атомов углерода. В качестве триалкилалюминия можно упомянуть триэтилалюминий, триизопропилалюминий, триизобутилалюминий, трибутилалюминий или триоктилалюминий.As the alkylating agent that can be used in the catalytic system according to the invention, mention may be made of alkyl aluminum selected from trialkyl aluminum or from dialkyl aluminum hydrides, where the alkyl group contains from 1 to 10 carbon atoms. As trialkyl aluminum, mention may be made of triethyl aluminum, triisopropyl aluminum, triisobutyl aluminum, tributyl aluminum or trioctyl aluminum.
В качестве алкилирующего агента, который можно использовать в каталитической системе согласно изобретению, можно упомянуть алюмоксаны - соединения, образующиеся в результате частичного гидролиза одного или более чем одного триалкилалюминия, такие как метилалюмоксан, триизобутилалюмоксан или также метилалюмоксаны.As the alkylating agent that can be used in the catalyst system according to the invention, mention may be made of aluminoxanes - compounds resulting from the partial hydrolysis of one or more trialkylaluminums, such as methylaluminoxane, triisobutylaluminoxane or also methylaluminoxanes.
Когда каталитическая система содержат донор атома галогена, можно использовать алкилгалогенид, галогенид алкилалюминия или сесквигалогенид алкилалюминия. Предпочтительно используют галогенид алкилалюминия, где алкильная группа содержит от 1 до 8 атомов углерода. Среди них предпочтение отдают хлориду диэтилалюминия.When the catalyst system contains a halogen atom donor, an alkyl halide, an alkyl aluminum halide or an alkyl aluminum sesqui-halide can be used. Preferably, an alkyl aluminum halide is used where the alkyl group contains from 1 to 8 carbon atoms. Among them, diethyl aluminum chloride is preferred.
Согласно конкретной характеристике каталитической системы редкоземельный металл или металлы присутствуют в каталитической системе в соответствии с концентрацией, равной или большей 0,005 моль/л, и предпочтительно находящейся в диапазоне от 0,010 до 0,1 моль/л и более предпочтительно в диапазоне от 0,02 моль/л до 0,08 моль/л.According to a specific characteristic of the catalyst system, rare earth metal or metals are present in the catalyst system in accordance with a concentration equal to or greater than 0.005 mol / L, and preferably in the range of 0.010 to 0.1 mol / L, and more preferably in the range of 0.02 mol / l to 0.08 mol / l.
В соответствии с альтернативными формами изобретения молярное отношение (алкилирующий агент/соль редкоземельного металла) в указанной каталитической системе преимущественно имеет значение по меньшей мере 1 и не более чем 50. В соответствии с некоторыми альтернативными формами способа по изобретению это отношение составляет максимум 30, фактически даже максимум 15. Согласно другим альтернативным формам способа по изобретению это отношение составляет по меньшей мере 4.In accordance with alternative forms of the invention, the molar ratio (alkylating agent / rare-earth metal salt) in said catalyst system preferably has a value of at least 1 and not more than 50. In accordance with some alternative forms of the method of the invention, this ratio is a maximum of 30, in fact even maximum 15. According to other alternative forms of the method according to the invention, this ratio is at least 4.
В соответствии с альтернативными формами изобретения молярное отношение (донор атома галогена/соль редкоземельного металла) имеет значение от 0,5 до 5, предпочтительно от 2 до 3,6 и еще более предпочтительно от 2,5 до 3,2.In accordance with alternative forms of the invention, the molar ratio (halogen atom donor / rare earth metal salt) is from 0.5 to 5, preferably from 2 to 3.6, and even more preferably from 2.5 to 3.2.
Когда каталитическая система содержит предварительно полученный сопряженный диеновый мономер, используемый для «предварительного формирования» указанной каталитической системы, он может быть выбран из упомянутых выше сопряженных диеновых мономеров. Особенно предпочтительны 1,3-бутадиен или изопрен.When the catalyst system contains a preformed conjugated diene monomer used to “pre-form” said catalyst system, it may be selected from the aforementioned conjugated diene monomers. 1,3-butadiene or isoprene are particularly preferred.
В соответствии с альтернативными формами изобретения молярное отношение (предварительно полученный мономер/соль редкоземельного металла) имеет значение по меньшей мере 5, предпочтительно по меньшей мере 10 и не более чем 100, предпочтительно не более чем 90. В соответствии с некоторыми альтернативными формами это отношение имеет значение в диапазоне от 15 до 70, фактически даже от 25 до 50.In accordance with alternative forms of the invention, the molar ratio (pre-prepared monomer / rare earth metal salt) has a value of at least 5, preferably at least 10 and not more than 100, preferably not more than 90. In accordance with some alternative forms, this ratio has a value in the range from 15 to 70, in fact, even from 25 to 50.
Эти предпочтительные альтернативные формы и аспекты, хотя они различаются, можно объединять друг с другом, если они относятся к природе компонентов каталитической системы или к их соотношению.These preferred alternative forms and aspects, although they vary, can be combined with each other if they relate to the nature of the components of the catalytic system or to their ratio.
В качестве предварительно сформированной или предварительно не сформированной каталитической системы в контексте настоящего изобретения применимы системы, описанные в документах WO-A-02/38636, WO-A-03/097708, WO-A-2007045417 и PCT/EP2013/075437 от имени компаний-заявителей.As a preformed or preformed catalyst system in the context of the present invention, the systems described in WO-A-02/38636, WO-A-03/097708, WO-A-2007045417 and PCT / EP2013 / 075437 on behalf of the companies are applicable. - applicants.
Согласно альтернативным формами осуществления способа каталитической полимеризации в соответствии с изобретением, в реактор полимеризации посредством потока, независимого от введения каталитической системы, используемой для реакции полимеризации, можно вводить, предопределенное дополнительное количество по меньшей мере одного соединения алкилалюминия формулы AlR3 или HAlR2, или RʺnAlR'3-n, где R и R' представляют собой насыщенную или ненасыщенную алкильную группу от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 12 атомов углерода, Rʺ представляет собой аллильную группу, и n представляет собой целое число от 1 до 3 включительно. Такие альтернативные формы описаны, в частности, в документах WO 2006133757, EP 1845118, WO 10/069511 и WO 10/069805.According to alternative embodiments of the catalytic polymerization process of the invention, a predetermined additional amount of at least one alkyl aluminum compound of the formula AlR 3 or HAlR 2 or Rʺ can be introduced into the polymerization reactor by means of a stream independent of the introduction of the catalytic system used for the polymerization n AlR '3-n, where R and R' represent saturated or unsaturated alkyl group of from 1 to 20 carbon atoms, preferably from 1 to 12 carbon atoms, R" presents t ulation an allyl group, and n represents an integer from 1 to 3 inclusive. Such alternative forms are described, in particular, in documents WO 2006133757, EP 1845118, WO 10/069511 and WO 10/069805.
В качестве соединения алкилалюминия можно упомянуть такие алкилалюминии, как:As the alkylaluminum compound, mention may be made of alkylaluminums such as:
- триалкилалюминии, такие как, например, триметилалюминий, триэтилалюминий, три(н-пропил)алюминий, триизопропилалюминий, три(н-бутил)алюминий, три(трет-бутил)алюминий, триизобутилалюминий, три(н-пентил)алюминий, три(н-гексил)алюминий или трициклогексилалюминий, предпочтительно триизобутилалюминий, или- trialkylaluminum, such as, for example, trimethylaluminum, triethylaluminum, tri (n-propyl) aluminum, triisopropylaluminum, tri (n-butyl) aluminum, tri (tert-butyl) aluminum, triisobutylaluminum, three (n-pentyl) aluminum, three ( n-hexyl) aluminum or tricyclohexylaluminum, preferably triisobutylaluminum, or
- диалкилалюмогидриды, такие как, например, диэтилалюмогидрид, диизопропилалюмогидрид, ди(н-пропил)алюмогидрид, диизобутилалюмогидрид, ди(н-октил)алюмогидрид или ди(н-бутил)алюмогидрид, предпочтительно диизобутилалюмогидрид.- dialkylaluminum hydrides, such as, for example, diethylaluminum hydride, diisopropylaluminum hydride, di (n-propyl) aluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, di (n-octyl) aluminum hydride or di (n-butyl) aluminum hydride, preferably diisobutylaluminum.
Предпочтительно молярное отношение (соединение алкилалюминия, добавляемое в качестве дополнения/триалкилалюминий в каталитической системе) варьирует от 1/20 до 50/1, предпочтительно варьирует от 1/15 до 30/1 и еще более предпочтительно варьирует от 1/10 до 20/1.Preferably, the molar ratio (alkylaluminum compound added as a complement / trialkylaluminum in the catalyst system) varies from 1/20 to 50/1, preferably ranges from 1/15 to 30/1, and even more preferably ranges from 1/10 to 20/1 .
Следует отметить, что добавление соединения алкилалюминия перед полимеризацией позволяет устранить колебания во времени содержания примесей за счет растворителей и мономеров, вводимых на входе линии, и не оказывать в результате этих колебаний вредного влияния на активность каталитической системы. Таким образом, данное альтернативное воплощение изобретения дает возможность свести к минимуму разброс характеристик получаемого эластомера.It should be noted that the addition of an alkylaluminum compound before polymerization eliminates the variation in time of the impurity content due to solvents and monomers introduced at the inlet of the line and does not result in harmful effects on the activity of the catalytic system as a result of these vibrations. Thus, this alternative embodiment of the invention makes it possible to minimize the variation in the characteristics of the resulting elastomer.
Эту альтернативную форму можно объединять со всеми альтернативными формами и осуществлениями изобретения, предпочтительными или нет, описанными выше или ниже.This alternative form can be combined with all alternative forms and implementations of the invention, preferred or not, described above or below.
Согласно одной форме осуществления способа полимеризации по изобретению все компоненты исходной реакционной смеси, то есть мономеры для полимеризации, необязательный растворитель, каталитическую систему и, при необходимости, дополнительный алкилалюминий, можно вводить по отдельности непосредственно в полимеризационный реактор.According to one embodiment of the polymerization process of the invention, all components of the starting reaction mixture, that is, polymerization monomers, an optional solvent, a catalytic system and, optionally, additional alkylaluminum, can be separately introduced directly into the polymerization reactor.
Согласно другим формам осуществления способа по изобретению по меньшей мере два компонента исходной реакционной смеси не вводят по отдельности непосредственно в реактор полимеризации. Смешивание указанных компонентов можно обеспечить с помощью различных средств, известных специалистам в данной области техники, таких как статические смесители, динамические смесители или ультразвуковые смесители. Перед поступлением в реактор полимеризации смесь можно доводить до определенной температуры.According to other forms of implementing the method according to the invention, at least two components of the initial reaction mixture are not separately introduced directly into the polymerization reactor. The mixing of these components can be achieved using various means known to specialists in this field of technology, such as static mixers, dynamic mixers or ultrasonic mixers. Before entering the polymerization reactor, the mixture can be brought to a certain temperature.
Вторая стадия способа согласно изобретению относится к полимеризации диеновых мономеров до (1) достижения высокой степени превращения, составляющей по меньшей мере 60%, в пределах первой трети объема реакционной смеси полимеризационного реактора при (2) стандартном отклонении функции распределения времени пребывания в реакторе полимеризации, большим, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3.The second stage of the method according to the invention relates to the polymerization of diene monomers to (1) achieve a high degree of conversion of at least 60%, within the first third of the volume of the reaction mixture of the polymerization reactor with (2) a standard deviation of the distribution function of the residence time in the polymerization reactor, large than the result of dividing the average residence time by 2√3.
Согласно способу по изобретению степень превращения мономера с получением полимера составляет по меньшей мере 60% в пределах первой трети объема реакционной смеси полимеризационного реактора. Термин «объем полимеризационного реактора» понимают как означающий объем, имеющийся в реакторе с момента поступления реагентов до выхода из реактора, исключая разгрузочное устройство.According to the method according to the invention, the degree of conversion of the monomer to produce a polymer is at least 60% within the first third of the volume of the reaction mixture of the polymerization reactor. The term "volume of the polymerization reactor" is understood as meaning the volume available in the reactor from the moment the reactants arrive until the reactor exits, excluding the unloading device.
Данная ограниченная степень превращения, составляющая 60%, объединенная с конкретной характеристикой, относящейся к функции распределения времени пребывания по изобретению, существенна для преодоления образования пены и предотвращения явления расширения реакционной смеси. Это связано с тем, что ниже 60% и без удовлетворения условия, связанного с функцией распределения времени пребывания по изобретению, наблюдают образование пузырей, которое в результате быстро приводит к нерегулируемому расширению реакционной смеси. Для достижения этой необходимой степени превращения, составляющей по меньшей мере 60%, специалисту в данной области техники доступны различные технические средства воздействия или приспособления, которые он может изменять в многочисленных комбинациях. Среди этих технических средств воздействия можно упомянуть температуру реакции, концентрацию мономера в реакционной смеси, концентрацию катализатора в реакционной смеси, среднее время пребывания и тому подобное. Приспособления, используемые в целях достижения по меньшей мере 60% превращения в пределах первой трети объема реакционной смеси реактора полимеризации, находятся в пределах компетенции специалиста в данной области техники. Простая инструкция по достижению минимального предела превращения, в данном случае по меньшей мере 60%, в пределах первой трети объема реакционной смеси полимеризационного реактора, для специалиста в данной области техники состоит в идентификации комбинаций приспособлений, применяемых для выполнения данной инструкции.This limited degree of conversion of 60%, combined with a specific characteristic related to the distribution function of the residence time according to the invention, is essential for overcoming the formation of foam and preventing the phenomenon of expansion of the reaction mixture. This is due to the fact that below 60% and without satisfying the condition associated with the distribution function of the residence time according to the invention, bubble formation is observed, which as a result quickly leads to uncontrolled expansion of the reaction mixture. To achieve this necessary degree of conversion of at least 60%, various technical means of influence or devices are available to a person skilled in the art, which he can change in numerous combinations. Among these technical means of influence, mention may be made of the reaction temperature, the concentration of monomer in the reaction mixture, the concentration of catalyst in the reaction mixture, average residence time, and the like. The devices used to achieve at least 60% conversion within the first third of the volume of the reaction mixture of the polymerization reactor are within the competence of a person skilled in the art. A simple instruction to achieve a minimum conversion limit, in this case at least 60%, within the first third of the volume of the reaction mixture of the polymerization reactor, for a person skilled in the art is to identify combinations of devices used to carry out this instruction.
Степень превращения можно определить различными путями, известными специалисту в данной области техники. Например, степень превращения можно определить на основании измерения, проведенного на образце, отобранном в пределах первой трети объема реакционной смеси реактора полимеризации, например, с помощью газовой хроматографии (ГХ). Измеряют концентрацию остаточного(ых) (не преобразованного(ых)) мономера(ов) в образце. Степень превращения в виде массовых процентов определяют на основании разности между концентрацией мономера(ов), вводимого(ых) в реактор полимеризации (Ci), и концентрацией остаточного(ых) мономера(ов), измеренной в отобранном образце (Cr), с помощью уравнения:The degree of conversion can be determined in various ways known to the person skilled in the art. For example, the degree of conversion can be determined based on measurements taken on a sample taken within the first third of the volume of the reaction mixture of the polymerization reactor, for example, by gas chromatography (GC). Measure the concentration of residual (s) (not converted) s of monomer (s) in the sample. The conversion in terms of the weight percent determined based on a difference between the concentration of monomer (s) input (s) to the polymerization reactor (C i), and the concentration residue (s) of monomer (s), measured in the selected sample (C r), with using the equation:
где X мас.% - степень превращения в виде массовых процентов;where X wt.% - the degree of conversion in the form of mass percent;
Ci - концентрация мономера или мономеров, вводимых в реактор полимеризации;C i is the concentration of monomer or monomers introduced into the polymerization reactor;
Cr - концентрация остаточного мономера или мономеров, измеренная в отобранном образце.C r is the concentration of residual monomer or monomers measured in the selected sample.
Предпочтительно данная степень превращения составляет по меньшей мере 80% и еще более предпочтительно от 85 до 100% для повышения производительности.Preferably, this conversion is at least 80% and even more preferably from 85 to 100% to increase productivity.
Способ по изобретению также характеризуется условиями потока в реакторе во время реакции полимеризации. С помощью функции распределения времени пребывания эти потоки характеризуются так, что стандартное отклонение функции распределения времени пребывания больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3. Более конкретно стандартное отклонение функции распределения времени пребывания больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2. Функцию распределения времени пребывания в реакторе полимеризации можно определить путем, который сам по себе известен специалисту в данной области техники. Например, ее можно определить путем моделирования экспериментальных точек, полученных путем измерения с помощью газовой хроматографии изменений концентрации индикатора на выходе из реактора после очень быстрого введения этого индикатора в соответствии со способом импульсного введения химически инертного продукта в соответствии с принципом, описанным в книге Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des [Chemical reaction engineering: design and operation of reactors]. Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, стр. 170-172.The process of the invention is also characterized by flow conditions in the reactor during the polymerization reaction. Using the distribution function of the residence time, these flows are characterized so that the standard deviation of the distribution function of the residence time is greater than the result of dividing the average residence time by 2√3. More specifically, the standard deviation of the residence time distribution function is greater than the result of dividing the average residence time by 2. The distribution function of the residence time in the polymerization reactor can be determined by a method that is known per se to a person skilled in the art. For example, it can be determined by modeling experimental points obtained by measuring gas concentration changes in the indicator concentration at the outlet of the reactor after very quickly introducing this indicator in accordance with the method of pulsed introduction of a chemically inert product in accordance with the principle described in the book by Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des [Chemical reaction engineering: design and operation of reactors]. Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, pp. 170-172.
Комбинация этих двух характеристик, степени преобразования и потока, составляет один из существенных элементов изобретения. Таким образом, в настоящем изобретении доступен способ синтеза диеновых полимеров в высококонцентрированной смеси и в непрерывном режиме, имеющий повышенную производительность и заметную гибкость в результате отсутствия расширения.The combination of these two characteristics, the degree of conversion and flow, is one of the essential elements of the invention. Thus, in the present invention, a method for synthesizing diene polymers in a highly concentrated mixture and in a continuous mode is available, having increased productivity and marked flexibility as a result of the lack of expansion.
Теплоту реакции полимеризации регулируют, главным образом, по меньшей мере частичным испарением составляющих неполимерной фазы реакционной смеси. Регуляция теплоты реакции полимеризации путем испарения части составляющих неполимерной фазы реакционной смеси предусматривает, что свободное пространство (постоянное или временное) над указанной смесью способно принимать газовую фазу, как было определено выше. Чтобы регулировать температуру реактора и, таким образом, управлять выбросом теплоты, выделяемой реакцией полимеризации, может быть рассмотрено несколько конфигураций.The heat of the polymerization reaction is controlled mainly by at least partial evaporation of the constituents of the non-polymer phase of the reaction mixture. The regulation of the heat of the polymerization reaction by evaporation of part of the components of the non-polymer phase of the reaction mixture provides that the free space (permanent or temporary) above the mixture is capable of receiving the gas phase, as defined above. In order to control the temperature of the reactor and thus control the release of heat generated by the polymerization reaction, several configurations can be considered.
Таким образом, в соответствии с одной из альтернативных 'форм в газовой фазе реактора может быть установлен внутренний конденсатор.Thus, in accordance with one of the alternative forms, an internal capacitor can be installed in the gas phase of the reactor.
В соответствии с другой альтернативной формой используют внешний конденсационный контур. В соответствии с этой альтернативной формой часть газовой фазы, образованной посредством испарения реакционной смеси в процессе полимеризации, увлекается через выходное отверстие реактора в конденсатор. Впоследствии конденсат можно предпочтительно снова вводить в реактор, полностью или частично, в качестве замены части растворителя и/или мономеров в смеси по меньшей мере одного мономера и растворителя, или хранить для последующего применения. В последнем случае, соответственно, целесообразно повторно отрегулировать потоки, входящие в реактор или выходящие из полимеризационного реактора так, чтобы удерживать объем реакционной смеси или время пребывания в реакторе постоянными. Можно установить устройство для удаления неконденсируемых продуктов, либо из реактора, либо из конденсационного контура в зависимости от альтернативных форм, используемых для регулирования теплоты реакции.In accordance with another alternative form, an external condensing circuit is used. In accordance with this alternative form, part of the gas phase formed by evaporation of the reaction mixture during the polymerization is entrained through the outlet of the reactor into the condenser. Subsequently, the condensate can preferably be introduced back into the reactor, in whole or in part, as a substitute for part of the solvent and / or monomers in the mixture of at least one monomer and solvent, or stored for later use. In the latter case, accordingly, it is advisable to re-adjust the flows entering the reactor or leaving the polymerization reactor so as to keep the volume of the reaction mixture or the residence time in the reactor constant. You can install a device for removing non-condensable products, either from the reactor or from the condensation circuit, depending on the alternative forms used to control the heat of reaction.
В соответствии с еще одной другой альтернативной формой теплоту реакции полимеризации можно также частично регулировать путем охлаждения, которое привносится за счет исходных компонентов, вводимых в реактор полимеризации, когда температура, при которой находятся указанные компоненты, ниже, чем температура реакционной смеси. Таким образом, температуру исходных компонентов, вводимых в реактор полимеризации, можно регулировать в диапазоне между -5°C и температурой окружающей среды.In accordance with yet another alternative form, the heat of the polymerization reaction can also be partially controlled by cooling, which is introduced by the starting components introduced into the polymerization reactor when the temperature at which these components are located is lower than the temperature of the reaction mixture. Thus, the temperature of the starting components introduced into the polymerization reactor can be controlled between -5 ° C and the ambient temperature.
В соответствии с другими альтернативными формами теплоту реакции полимеризации можно также частично регулировать путем охлаждения посредством оболочек или мешалки реакторов.According to other alternative forms, the heat of the polymerization reaction can also be partially controlled by cooling by means of shells or stirrers of the reactors.
Эти различные альтернативные формы можно объединять друг с другом, при этом зная, что, поскольку способ осуществляют непрерывно, объединенные альтернативные формы осуществляют одновременно. Предпочтение будет отдано по меньшей мере альтернативной форме внешнего конденсационного контура, поскольку поверхность обмена не ограничивается пространством, доступным внутри реактора.These various alternative forms can be combined with each other, while knowing that, since the method is carried out continuously, the combined alternative forms are carried out simultaneously. Preference will be given to at least an alternative form of external condensation circuit, since the exchange surface is not limited to the space available inside the reactor.
Полимеризацию осуществляют в реакторе в условиях термодинамического равновесия между полимеризационной смесью и газовой фазой. Таким образом, в соответствии с конкретной формой осуществления способа по изобретению, предпочтительно может быть установлено регулирование давления газовой фазы в реакторе, которое является более реактивным, чем регулирование температуры, и можно обеспечить возможность поддержания реакционной смеси при выбранном давлении и, следовательно, в результате термодинамического равновесия при выбранной температуре.The polymerization is carried out in a reactor under conditions of thermodynamic equilibrium between the polymerization mixture and the gas phase. Thus, in accordance with a specific embodiment of the method according to the invention, it is preferable to set the gas pressure in the reactor, which is more reactive than the temperature control, and it is possible to maintain the reaction mixture at the selected pressure and, therefore, as a result of thermodynamic equilibrium at the selected temperature.
В соответствии с одной формой осуществления способа по изобретению реакцию полимеризации можно также проводить в вакууме, и в этом случае можно обеспечить соединение с вакуумной системой, предпочтительно на внешнем конденсационном контуре.In accordance with one embodiment of the process of the invention, the polymerization reaction can also be carried out in vacuo, in which case it can be connected to a vacuum system, preferably on an external condensing circuit.
Очень низкие абсолютные значения давления дают возможность осуществления полимеризации при очень низкой температуре, и данные условия работы предпочтительны, в частности, для синтеза некоторых диеновых эластомеров.Very low absolute pressure values make it possible to carry out polymerization at a very low temperature, and these operating conditions are preferred, in particular, for the synthesis of certain diene elastomers.
Обычно полимеризацию осуществляют при температуре, находящейся в пределах диапазона от -30 до 100°C. Гибкость способа предпочтительно позволяет возможность работы при температурах между 20 и 60°C, что не требует больших затрат энергии, но, тем не менее, не оказывает неблагоприятного влияния на производительность способа.Typically, the polymerization is carried out at a temperature within the range from -30 to 100 ° C. The flexibility of the method preferably allows the ability to work at temperatures between 20 and 60 ° C, which does not require large expenditures of energy, but, nevertheless, does not adversely affect the performance of the method.
Во время стадии полимеризации мономера или мономеров реакционную смесь, которая может достигать высокой вязкости, поддерживают при перемешивании путем перемещения вокруг оси вращения, предпочтительно горизонтальной оси вращения, перемешивающего ротора или роторов полимеризационного реактора.During the polymerization step of the monomer or monomers, the reaction mixture, which can achieve high viscosity, is maintained with stirring by moving around the axis of rotation, preferably the horizontal axis of rotation, the mixing rotor or rotors of the polymerization reactor.
Другая стадия изобретения состоит в непрерывной выгрузке части реакционной смеси в форме пасты эластомера, содержащей синтезированный псевдоживущий эластомер. Эта непрерывная выгрузка осуществляется с помощью разгрузочного устройства, полностью или частично встроенного в полимеризационный реактор, такого как разгрузочное устройство шестеренчатого или шнекового типа, размещенное на дне или сбоку реактора. На выходе реактора могут быть установлены дополнительные устройства, чтобы управлять скоростью выходящего из реактора потока. Так, в соответствии с конкретной альтернативной формой изобретения пасту эластомера выгружают за счет объединенного действия по меньшей мере одного выгрузного шнека и шестеренчатого насоса, которые вместе составляют разгрузочную систему, посредством усилия, передаваемого шестеренкам выгружаемой пастой эластомера посредством шнекового устройства. Таким образом, предпочтительно возможно поддерживать скорость потока, выходящего из реактора, эквивалентной скорости потока, входящего в реактор, чтобы гарантировать непрерывную работу при неизменном времени пребывания.Another stage of the invention consists in continuously unloading part of the reaction mixture in the form of an elastomer paste containing a synthesized pseudo-living elastomer. This continuous unloading is carried out using a discharge device, fully or partially integrated into the polymerization reactor, such as a gear or screw type discharge device, located at the bottom or side of the reactor. At the outlet of the reactor, additional devices can be installed to control the speed of the stream leaving the reactor. Thus, in accordance with a specific alternative form of the invention, the elastomer paste is discharged due to the combined action of at least one discharge screw and gear pump, which together constitute the discharge system, by means of the force transmitted to the gears by the discharge elastomer paste by means of a screw device. Thus, it is preferably possible to maintain the flow rate leaving the reactor equivalent to the flow rate entering the reactor in order to guarantee continuous operation at a constant residence time.
Когда разгрузочное устройство содержит шнек, оно может быть одно- или двухшнековым.When the discharge device comprises a screw, it may be single or twin screw.
В соответствии с другой стадией способа по изобретению раствор псевдоживущего эластомера, выгружаемый на стадии d), непрерывно передается (стадия е)) в замесочную машину, имеющую газовую фазу, имеющую по меньшей мере один перемешивающий ротор и имеющую разгрузочное устройство, для функционализации в нем (стадия g)) посредством функционализирующего агента непрерывно вводимого в указанную замесочную машину (стадия f)).According to another step of the method of the invention, the pseudo-living elastomer solution discharged in step d) is continuously transferred (step e)) to a kneading machine having a gas phase having at least one mixing rotor and having an unloading device for functionalization therein ( step g)) by means of a functionalizing agent continuously introduced into said kneading machine (step f)).
Данная замесочная машина преимущественно является самоочищающейся. Термин «самоочищающаяся» понимают как означающий в соответствии с изобретением тот факт, что ее перемешивающая система захватывает по меньшей мере 90% объема замесочной машины, предпочтительно 95% объема. Среди замесочных машин, которые могут быть рассмотрены, можно упомянуть реакторы технологии непрерывной работы замесочной машины, оборудованный разгрузочным устройством, содержащим по меньшей мере один шнек, и, в частности, замесочные машины с непрерывным перемешиванием с двухшнековым разгрузочным устройством. Такие месильные машины продаются, например, компанией LIST AG под названием двухшнековый замесочный реактор или также Buss-SMS-Canzler под названием двухшнековые горизонтальные процессоры большого объема.This kneading machine is predominantly self-cleaning. The term "self-cleaning" is understood as meaning in accordance with the invention the fact that its mixing system captures at least 90% of the volume of the kneading machine, preferably 95% of the volume. Among the kneading machines that may be considered, mention may be made of continuous kneading machine reactors equipped with a discharge device comprising at least one screw, and in particular continuous mixing kneading machines with a twin screw discharge device. Such kneading machines are sold, for example, by LIST AG under the name twin screw mixing reactor or also Buss-SMS-Canzler under the name twin large horizontal screw processors.
Согласно изобретению на стадии f) функционализирующий агент, способный к взаимодействию с псевдоживущим эластомером, полученным по завершении полимеризации с координационным катализом, непрерывно вводят в замесочную машину.According to the invention, in step f), a functionalizing agent capable of reacting with a pseudo-living elastomer obtained upon completion of the coordination catalysis polymerization is continuously introduced into the kneading machine.
Функционализирующий агент соответствует формуле A-R1-B, где A обозначает группу, способную к взаимодействию с реакционноспособным концом псевдоживущего эластомера, R1 обозначает атом или группу атомов, образующих связь между A и B, и B обозначает функциональную группу, способную к взаимодействию с армирующим наполнителем.The functionalizing agent corresponds to the formula AR 1 -B, where A is a group capable of reacting with the reactive end of a pseudo-living elastomer, R 1 is an atom or a group of atoms forming a bond between A and B, and B is a functional group capable of reacting with a reinforcing filler .
Группа R1 предпочтительно представляет собой линейный, разветвленный или циклический двухвалентный углеводородный радикал и может содержать один или более чем один ароматический радикал и/или один или более чем один гетероатом. Указанный радикал R1 может быть необязательно замещенным при условии, что заместители являются инертными по отношению к реакционноспособным концам псевдоживущего эластомера.The group R 1 is preferably a linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon radical and may contain one or more aromatic radicals and / or one or more than one heteroatom. The specified radical R 1 may be optionally substituted, provided that the substituents are inert with respect to the reactive ends of the pseudo-living elastomer.
В соответствии с предпочтительными альтернативными формами группа R1 обозначает насыщенный или ненасыщенный и циклический или нециклический двухвалентный C1-C18 алифатический углеводородный радикал, который может содержать один или более чем один ароматический радикал.According to preferred alternative forms, the group R 1 is a saturated or unsaturated and cyclic or non-cyclic divalent C 1 -C 18 aliphatic hydrocarbon radical, which may contain one or more aromatic radicals.
В соответствии с альтернативными формами изобретения термин «группа, способная к взаимодействию с реакционноспособным концом псевдоживущего эластомера» понимают как означающий группу, выбранную, в частности, из эпоксидов, глицидилокси-, карбонилов, альдегидов, кетонов, сложных эфиров, карбонатов, ангидридов, изоцианатов, иминов, алкоксисиланов, нитрилов, азиридинов, хлорангидридов, азинов, циклических галогеносиланов, оксимов, мочевин, метакрилатов, гидразонов, лактонов, тиолактонов, сложных эфиров тиокарбоновых кислот, нитрозо- или карбаматов.In accordance with alternative forms of the invention, the term “group capable of reacting with the reactive end of a pseudo-living elastomer” is understood as meaning a group selected, in particular, from epoxides, glycidyloxy, carbonyls, aldehydes, ketones, esters, carbonates, anhydrides, isocyanates, imines, alkoxysilanes, nitriles, aziridines, acid chlorides, azines, cyclic halogenosilanes, oximes, ureas, methacrylates, hydrazones, lactones, thiolactones, thiocarboxylic acid esters, nitroso or ka Bamat.
В соответствии с альтернативными формами изобретения термин «функциональная группа, способная к взаимодействию с армирующим наполнителем» понимают как означающий функциональную группу, содержащую одну или более чем одну функциональную группу, выбранную из защищенного или незащищенного первичного амина, защищенного или незащищенного вторичного амина, третичного амина, имина, имида, амида, нитрила, азо-, карбамата, метакрилата, метакриламида, гидроксила, карбонила, карбоксила, эпокси-, глицидилокси-, тиола, сульфида, дисульфида, тиокарбонила, сложного тиоэфира, сульфонила, силана, силанола, алкоксисилана, диалкоксисилана, триалкоксисилана, станнила, галогенида олова, алкилгалогенида олова, арилгалогенида олова, простого полиэфира, гетероцикла на основе азота, гетероцикла на основе кислорода, гетероцикла на основе серы и ароматической группы, замещенной вышеупомянутыми группами.In accordance with alternative forms of the invention, the term “functional group capable of interacting with a reinforcing filler” is understood to mean a functional group containing one or more functional groups selected from a protected or unprotected primary amine, a protected or unprotected secondary amine, tertiary amine, imine, imide, amide, nitrile, azo, carbamate, methacrylate, methacrylamide, hydroxyl, carbonyl, carboxyl, epoxy, glycidyloxy, thiol, sulfide, disulfide, thiocarbo sludge, thioester, sulfonyl, silane, silanol, alkoxysilane, dialkoxysilane, trialkoxysilane, stannyl, tin halide, tin alkyl halide, tin aryl halide, polyether, nitrogen-based heterocycle, aromatic ring and heterocycle the above groups.
Различные аспекты, предпочтительные или нет, описанные выше и относящиеся, в частности, к природе группы A, группы R1 и функциональной группы B, можно объединять друг с другом. Таким образом, в зависимости от трудности синтеза и от наличия в продаже, но в особенности в зависимости от типа армирующего волокна, рассматриваемого в комбинации с модифицированным эластомером, специалисту в данной области техники известно, какие комбинации, в частности, комбинации упомянутых выше групп A и B, особенно предпочтительны.The various aspects, preferred or not, described above and relating, in particular, to the nature of group A, group R 1 and functional group B, can be combined with each other. Thus, depending on the difficulty of synthesis and on the availability, but especially depending on the type of reinforcing fiber considered in combination with the modified elastomer, one skilled in the art knows which combinations, in particular, combinations of the above groups A and B are particularly preferred.
Например, в соответствии с некоторыми альтернативными формами возможно предпочтение глицидилокси-, эпоксидных, альдегидных, кетоновых, сложноэфирных, алкоксисилановых, изоцианатных, азиридиновых и хлорангидридных групп в качестве группы, способной к взаимодействию с реакционноспособным концом псевдоживущего эластомера.For example, in accordance with certain alternative forms, glycidyloxy, epoxy, aldehyde, ketone, ester, alkoxysilane, isocyanate, aziridine, and acid chloride groups may be preferred as a group capable of reacting with the reactive end of the pseudo-living elastomer.
В соответствии с некоторыми альтернативными формами также возможно, например, предпочтение иминной функциональной группы, защищенной или незащищенной первичной аминной, защищенной или незащищенной вторичной аминной или третичной аминной функциональной группы или моно-, ди- или триалкоксисилановой функциональной группы, необязательно замещенной группой, содержащей аминную функциональную группу, в качестве функциональной группы, способной к взаимодействию с армирующим волокном.In accordance with some alternative forms, it is also possible, for example, to prefer an imine functional group, a protected or unprotected primary amine, a protected or unprotected secondary amine or tertiary amine functional group, or a mono-, di- or trialkoxysilane functional group, optionally substituted with an amine functional group group, as a functional group capable of interacting with a reinforcing fiber.
В соответствии с некоторыми альтернативными формами также возможно предпочтение C1-C18 алкильного радикала в качестве группы, образующей связь между A и B.In accordance with some alternative forms, it is also possible to prefer a C 1 -C 18 alkyl radical as a group forming a bond between A and B.
В качестве иллюстраций этих альтернативных форм можно упомянуть такие функционализирующие агенты, как (3-глицидилоксипропил)метилдиэтоксисилан, (3-глицидоксипропил)-триметоксисилан, N-(3-триэтоксисилилпропил)-4,5-дигидроимидазол, (2-(3,4-эпоксициклогексил)этил)триметоксисилан, (3-(мет)акрилоилоксипропил)триметоксисилан, трис(3-триэтоксисилилпропил)изоцианурат, изоцианатопропилтриэтоксисилан, бис(2-этилгексилмалеат) диоктилолова, (3-аминопропил)триэтоксисилан, (3-меркаптопропил)триэтоксисилан, (3-диметиламинопропил)триэтоксисилан, бис(бензилмалеат) дибутилолова, 4,4'-бис(диэтиламино)бензофенон, N,N'-диметилимидазолидинон, дихлорнафтохинон, диэтиламинобензальдегид, диизоцианат 4,4'-дифенилметана, полиметиленполифенилполиизоцианат, 1,3-гексаметилендиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат, 1-бутилазиридин, триметилолпропантрис[3-(1-азиридинил)пропионат], бутирилазиридин, 2-(4-морфолинодитио)бензотиазол, N-оксидиэтилен-2-бензотиазолсульфенамид, 2-бензотиазиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, N-(циклогексилтио)фталимид, диметилкарбомоилхлорид или 4-морфолинкарбонилхлорид. Среди этих функционализирующих агентов особенно предпочтительным является (3-глицидилоксипропил)-метилдиэтоксисилан.Functionalizing agents such as (3-glycidyloxypropyl) methyldiethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) -trimethoxysilane, N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, (2- (3,4- epoxycyclohexyl) ethyl) trimethoxysilane, (3- (meth) acryloyloxypropyl) trimethoxysilane, tris (3-triethoxysilylpropyl) isocyanurate, isocyanatopropyltriethoxysilane, bis (2-ethylhexylmethyl) dioctyltin, (3-triethylpropyl) dimethylaminopropyl) triethoxysilane, bis (benzyl oleate) dibutyltin, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, N, N'-dimethylimidazolidinone, dichloronaphthoquinone, diethylaminobenzaldehyde, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, polymethylenepolyphenylpolyisocyanate, 1,3-di-isomethylene butyl aziridine, trimethylolpropantris [3- (1-aziridinyl) propionate], butyryl aziridine, 2- (4-morpholinodithio) benzothiazole, N-oxidiethylene-2-benzothiazolsulfenamide, 2-benzothiazyl ether-4-dimethylbylamino-dimethyloamide -morpholinecarbonyl chloride. Among these functionalizing agents, (3-glycidyloxypropyl) -methyldiethoxysilane is particularly preferred.
Стадию функционализации осуществляют путем взаимодействия по меньшей мере одного функционализирующего агента, описанного выше, с раствором псевдоживущего эластомера при температуре в пределах диапазона, составляющего от -30°C до 100°C. В соответствии с некоторыми предпочтительными альтернативными формами функционализацию можно осуществлять при температурах между 40°C и 70°C.The functionalization step is carried out by reacting at least one functionalizing agent described above with a solution of a pseudo-living elastomer at a temperature within the range of -30 ° C to 100 ° C. In accordance with some preferred alternative forms, functionalization can be carried out at temperatures between 40 ° C and 70 ° C.
Со своей стороны, время реакции составляет по меньшей мере 10 мин.For its part, the reaction time is at least 10 minutes.
Количество функционализирующего агента может варьировать в широком диапазоне. В соответствии с альтернативными формами изобретения молярное отношение (функционализирующий агент/суммарный алюминий) составляет по меньшей мере 1/1 и не более, чем 10/1, предпочтительно не более, чем 5/1, фактически даже не более, чем 2/1. Суммарный алюминий относится к суммарному количеству алюминия, присутствующему в реакционной смеси, с учетом алюминия, включенного в алкилирующий агент и, при необходимости, алюминия, включенного в дополнительное соединение алкилалюминия, добавленное в качестве дополнения по отношению к каталитической системеThe amount of functionalizing agent can vary over a wide range. In accordance with alternative forms of the invention, the molar ratio (functionalizing agent / total aluminum) is at least 1/1 and not more than 10/1, preferably not more than 5/1, in fact not more than 2/1. Total aluminum refers to the total amount of aluminum present in the reaction mixture, taking into account the aluminum included in the alkylating agent and, if necessary, the aluminum included in the additional alkylaluminum compound, added as a complement to the catalyst system
В соответствии с одной формой осуществления изобретения замесочную машину можно, совместно с функционализацией, использовать для концентрирования реакционной смеси путем отбора, при необходимости, части растворителя и/или непрореагировавших мономеров. Затем используют конденсационный контур. Этот контур работает таким же путем, как описанный выше контур полимеризационного реактора. Поток конденсата можно предпочтительно снова вводить в весь восходящий поток или в часть восходящего потока первого реактора для частичного замещения растворителя и/или мономеров в смеси по меньшей мере одного мономера или растворителя, или хранить для последующего применения.In accordance with one embodiment of the invention, a kneading machine can, together with functionalization, be used to concentrate the reaction mixture by selecting, if necessary, a portion of the solvent and / or unreacted monomers. Then use the condensation circuit. This circuit operates in the same way as the polymerization reactor circuit described above. The condensate stream can preferably be introduced back into the entire upward flow or to the upstream part of the first reactor to partially replace the solvent and / or monomers in the mixture of at least one monomer or solvent, or stored for later use.
В соответствии с другой формой осуществления замесочную машину также можно совместно с функционализацией использовать для удаления летучих веществ из реакционной смеси путем отбора, при необходимости, растворителя и/или непрореагировавших мономеров. Затем используют конденсационный контур. Этот контур работает таким же путем, как описанный выше контур реактора полимеризации. Поток конденсата можно преимущественно снова вводить в весь восходящий поток или в часть восходящего потока первого реактора для частичного замещения растворителя и/или мономеров в смеси по меньшей мере одного мономера или растворителя, или хранить для последующего применения.In accordance with another embodiment, the kneading machine can also be used in conjunction with functionalization to remove volatiles from the reaction mixture by selecting, if necessary, a solvent and / or unreacted monomers. Then use the condensation circuit. This circuit works in the same way as the polymerization reactor circuit described above. The condensate stream can advantageously be reintroduced into the entire upstream stream or into a portion of the upstream stream of the first reactor to partially replace the solvent and / or monomers in the mixture of at least one monomer or solvent, or stored for subsequent use.
В соответствии с предпочтительной формой осуществления изобретения замесочная машина предназначена для функционализации без совместного проведения реакции концентрирования или удаления летучих веществ.In accordance with a preferred embodiment of the invention, the kneading machine is intended to be functionalized without jointly conducting a concentration or removal of volatiles reaction.
Понятно, что, поскольку это касается непрерывного способа, эти различные стадии при их объединении осуществляют одновременно. Пасту эластомера, полученную в результате данной стадии функционализации (стадии g)), непрерывно выгружают из этой замесочной машины (стадия h)). Эта непрерывная разгрузка осуществляется посредством устройства, которым оборудована замесочная машина. На выходе разгрузочного устройства могут быть установлены дополнительные устройства для транспортировки продуктов с целью управления скоростью выходящего потока. Таким образом, в соответствии с конкретной альтернативной формой изобретения пасту выгружают путем объединенного действия по меньшей мере одного выгрузного шнека и шестеренчатого насоса, которые вместе составляют разгрузочную систему, посредством усилия, передаваемого шестеренкам выгружаемой пастой эластомера посредством шнекового устройства.It is understood that, as far as the continuous method is concerned, these various stages, when combined, are carried out simultaneously. The elastomer paste obtained as a result of this functionalization step (step g)) is continuously discharged from this kneading machine (step h)). This continuous unloading is carried out by means of the device with which the kneading machine is equipped. At the output of the unloading device, additional devices for transporting products can be installed to control the speed of the outgoing stream. Thus, in accordance with a particular alternative form of the invention, the paste is unloaded by the combined action of at least one discharge screw and gear pump, which together constitute the discharge system, by the force transmitted to the gears by the elastomer paste being discharged by means of a screw device.
На этой стадии и в соответствии с альтернативной формой изобретения способ синтеза функционализированного диенового эластомера можно продолжать путем, который сам по себе известен. Таким образом, в соответствии с одной формой осуществления на этой стадии можно вводить ингибитор полимеризации и антиоксидант.At this stage and in accordance with an alternative form of the invention, the method for synthesizing a functionalized diene elastomer can be continued in a manner that is known per se. Thus, in accordance with one embodiment, a polymerization inhibitor and an antioxidant can be introduced at this stage.
Другая стадия способа по изобретению состоит в разрезании выгруженной пасты функционализированного эластомера. Паста эластомера передается в устройство, предназначенное для ее разрезания. Данный тип устройства предпочтительно представляет собой гранулятор, который позволяет преобразовывать пасту в частицы, имеющие различные формы и средние объемы, составляющие от 0,07 до 12 см3.Another stage of the method according to the invention consists in cutting the unloaded paste functionalized elastomer. The elastomer paste is transferred to a device designed to cut it. This type of device is preferably a granulator, which allows you to convert the paste into particles having various shapes and average volumes ranging from 0.07 to 12 cm 3 .
Стадию гранулирования можно осуществлять в различных условиях, которые известны специалисту в данной области техники и которые подходят для способа согласно изобретению. Так, например, гранулирование можно осуществлять под водой, что дает возможность подачи на стадию удаления растворителя из частиц пасты эластомера путем отгонки паром, или также в газовой фазе, что дает возможность подачи на стадию удаления растворителя из частиц пасты эластомера путем высушивания, отличного от отгонки водяного пара. Согласно предпочтительному аспекту гранулирование осуществляют под водой. В качестве примера, данный тип подводного гранулятора продается под различными названиями, например, Underwater Pelletizers, продаваемый компанией Gala Industries, или Underwater Pelletizing, продаваемый компанией Kreyenborg Industries.The granulation step can be carried out under various conditions that are known to the person skilled in the art and which are suitable for the method according to the invention. For example, granulation can be carried out under water, which makes it possible to feed the elastomer paste particles to the solvent removal step by steam stripping, or also in the gas phase, which allows the elastomer paste to be fed to the solvent removal step from the elastomer paste particles by drying other than stripping water vapor. According to a preferred aspect, the granulation is carried out under water. As an example, this type of underwater pellet mill is sold under various names, for example, Underwater Pelletizers sold by Gala Industries or Underwater Pelletizing sold by Kreyenborg Industries.
Впоследствии способ продолжают известным путем, состоящим в отделении и выделении полученного функционализированного диенового эластомера. Непрореагировавшие мономеры и/или растворитель, присутствующие в пасте эластомера, в форме частиц можно удалить в соответствии со способами, известными специалистам в данной области техники.Subsequently, the method is continued in a known manner, consisting in the separation and isolation of the obtained functionalized diene elastomer. Unreacted monomers and / or solvent present in the elastomer paste in particulate form can be removed in accordance with methods known to those skilled in the art.
Функционализированный эластомер, выделенный по окончании этих различных стадий, впоследствии можно обрабатывать известным путем, например, в форме шариков.The functionalized elastomer isolated at the end of these various stages can subsequently be processed in a known manner, for example in the form of balls.
Способ по изобретению дает возможность путем координационного катализа непрерывно синтезировать функционализированные эластомеры, характеризующиеся молярным содержанием цис-звеньев по меньшей мере 95% по отношению к эластомеру и средним процентным содержанием функционализированных цепей по меньшей мере 70%, которое может достигать 100%. Данный синтез также обеспечивает энергетические и экологические преимущества, относящиеся к полимеризации в высококонцентрированной среде, при этом обеспечивая повышенную производительность со степенью превращения более 60%.The method according to the invention makes it possible by coordination catalysis to continuously synthesize functionalized elastomers characterized by a molar content of cis units of at least 95% with respect to the elastomer and an average percentage of functionalized chains of at least 70%, which can reach 100%. This synthesis also provides energy and environmental benefits related to polymerization in a highly concentrated medium, while providing increased productivity with a degree of conversion of more than 60%.
Другим объектом изобретения является любая установка, предназначенная для практического осуществления способа непрерывного синтеза функционализированного диенового эластомера и подходящая для применения в промышленном масштабе.Another object of the invention is any installation intended for the practical implementation of the method of continuous synthesis of functionalized diene elastomer and suitable for use on an industrial scale.
В качестве иллюстрации и без ограничения установка для непрерывного синтеза функционализированного диенового эластомера в соответствии с воплощением способа синтеза по изобретению более конкретно описана со ссылкой на Фиг. 1, представляющую собой схему установки для практического осуществления способа.By way of illustration and without limitation, an apparatus for the continuous synthesis of a functionalized diene elastomer in accordance with an embodiment of the synthesis method of the invention is more specifically described with reference to FIG. 1, which is an installation diagram for the practical implementation of the method.
Фиг. 1 представляет собой схему установки в соответствии с одним из воплощений изобретения для непрерывного синтеза диенового эластомера путем координационного катализа, включающую в себя полимеризационный реактор, самоочищающуюся замесочную машину и гранулятор.FIG. 1 is a diagram of an apparatus in accordance with one embodiment of the invention for the continuous synthesis of a diene elastomer by coordination catalysis, including a polymerization reactor, a self-cleaning kneading machine, and a granulator.
Установка, проиллюстрированная на Фиг. 1, по существу включает полимеризационный реактор 1, который имеет газовую фазу и оборудован по меньшей мере одним перемешивающим ротором, предпочтительно содержащим две Z-образных лопасти, и разгрузочным устройством, содержащим по меньшей мере один шнек. Кроме того, реактор 1 характеризуется определенным потоком так, что функция распределения времени пребывания является такой, что стандартное отклонение этой функции больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3, предпочтительно больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2.The installation illustrated in FIG. 1 essentially includes a
Полимеризационный реактор 1 соединен по меньшей мере:The
- с несколькими источниками непрерывной подачи, включающими по меньшей мере один источник 2 для подачи каталитической системы и источник 3 для подачи по меньшей мере одного мономера, при необходимости, смешанного с инертным углеводородным растворителем, и- with several sources of continuous supply, including at least one
- с выходным отверстием, приспособленным для непрерывной выгрузки из указанного реактора 1 пасты эластомера в виде потока, выходящего через разгрузочное устройство.- with an outlet adapted for continuous unloading from the said
Согласно альтернативной форме установки, проиллюстрированной Фиг. 1, полимеризационный реактор 1 соединен с источником 3 подачи смеси по меньшей мере одного мономера и растворителя. Мешалка 4, расположенная выше полимеризационного реактора 1, дает возможность получить эту смесь. В данный смеситель 4 происходит подача из источника 5 по меньшей мере одного мономера и из источника 6 растворителя, и он соединен с полимеризационным реактором 1.According to an alternative form of installation illustrated in FIG. 1, the
Согласно альтернативным формам осуществления способа каталитической полимеризации в соответствии с изобретением в полимеризационный реактор можно вводить предопределенное дополнительное количество по меньшей мере одного алкилалюминиевого соединения посредством отдельного потока, независимого от введения каталитической системы, используемой для реакции полимеризации. Согласно альтернативной форме установки, проиллюстрированной пунктирными линиями на Фиг. 1, полимеризационный реактор 1 также соединен с источником 7 для подачи дополнительного алкилирующего агента. Алкилирующий агент может, в качестве альтернативы, быть добавлен к смеси мономера и растворителя перед поступлением в реактор 1, при этом источник 7 для подачи дополнительного алкилирующего агента соединен с источником 3 для подачи мономера и растворителя, как указано в виде пунктирной линии на Фиг. 1. Действительно, согласно еще одной другой альтернативе, также проиллюстрированной на Фиг. 1 пунктирными линиями, алкилирующий агент может быть введен непосредственно в мешалку 4, чтобы смешиваться в ней с мономером и с растворителем, при этом источник 7 для подачи дополнительного алкилирующего агента соединен с мешалкой 4.According to alternative embodiments of the catalytic polymerization process of the invention, a predetermined additional amount of at least one alkyl aluminum compound can be introduced into the polymerization reactor through a separate stream independent of the introduction of the catalytic system used for the polymerization reaction. According to an alternate form of installation illustrated by dashed lines in FIG. 1, the
В соответствии с альтернативной формой установки, проиллюстрированной на Фиг. 1, источник 2 подачи каталитической системы может быть соединен с установкой, не проиллюстрированный, для непрерывной подачи каталитической системы, как описано в EP 1968734 А1.According to an alternative form of installation illustrated in FIG. 1, a
Полимеризационный реактор 1 оборудован разгрузочным устройством, содержащим по меньшей мере один шнек, позволяющим непрерывно выгружать пасту эластомера в виде выходящего потока 9. Это разгрузочное устройство состоит из по меньшей мере одного выгрузного шнека, встроенного в реактор 1, и шестеренчатого насоса 10 ниже реактора 1.The
В соответствии с некоторыми формами осуществления способа полимеризации теплоту реакции полимеризации регулируют путем по меньшей мере частичного выпаривания неполимерных составляющих реакционной смеси. На Фиг. 1, где проиллюстрирована альтернативная форма данного способа, полимеризационный реактор 1 оборудован конденсационным контуром, который дает возможность:In accordance with some forms of the polymerization process, the heat of the polymerization reaction is controlled by at least partially evaporating the non-polymer components of the reaction mixture. In FIG. 1, where an alternative form of this method is illustrated, the
- конденсации посредством конденсатора 8 газов, образующихся в реакторе 1, и- condensation by means of a capacitor 8 of the gases generated in the
- возврата всего конденсата или его части в реактор 1.- return of all condensate or part thereof to the
В соответствии с необязательным не проиллюстрированным воплощением изобретения конденсационный контур может быть предпочтительно соединен с устройством, позволяющим удалять неконденсируемые продукты путем, который сам по себе известен.In accordance with an optional, non-illustrated embodiment of the invention, the condensing circuit may preferably be connected to a device allowing the removal of non-condensable products in a manner that is known per se.
Установка также содержит замесочную машину 11 ниже полимеризационного реактора 1 и соединена с ней посредством шестеренчатого насоса 10. Замесочная машина 11 имеет перемешивающее устройство, которое захватывает по меньшей мере 90% объема замесочной машины, предпочтительно 95% ее объема, обеспечивая, таким образом, самостоятельную очистку.The installation also includes a kneading
Замесочная машина 11 оборудована по меньшей мере:The kneading
- входным отверстием, соединенным с источником подачи пасты псевдоживущего эластомера, выгружаемой из полимеризационного реактора 1 посредством шестеренчатого насоса 10,- an inlet connected to a feed source of a paste of a pseudo-living elastomer discharged from the
- входным отверстием, соединенным с источником 12 подачи функционализирующего агента,- an inlet connected to a
- выходным отверстием, приспособленным для непрерывной выгрузки из указанной замесочной машины 11 пасты функционализированного эластомера в виде потока 13, выходящего в направлении насоса 16.- an outlet adapted for the continuous unloading from the said kneading
Замесочная машина 11 оборудована разгрузочным устройством, содержащим по меньшей мере один шнек, позволяющим непрерывно выгружать пасты функционализированного эластомера в виде выходящего потока 13. Это разгрузочное устройство состоит из по меньшей мере одного выгрузного шнека, встроенного в замесочную машину 11, и шестеренчатого насоса 16, расположенного ниже замесочной машины 11.The kneading
Выходящий поток 13 пасты функционализированного эластомера передается в гранулятор 17, предпочтительно под водой, для ее разрезания в нем, посредством шестеренчатого насоса 16, соединенного с гранулятором.The effluent stream 13 of the paste of the functionalized elastomer is transferred to a granulator 17, preferably under water, for cutting it therein by means of a gear pump 16 connected to the granulator.
В соответствии с формой осуществления способа полимеризации, проиллюстрированной на Фиг. 1, замесочная машина 11 предназначена исключительно для функционализации.In accordance with an embodiment of the polymerization process illustrated in FIG. 1, the kneading
В соответствии с альтернативными формами установки других форм осуществления способа, не проиллюстрированными на Фиг. 1, замесочная машина 11 может быть оборудована конденсационным контуром, позволяющим конденсировать газы, образующиеся в реакторе 11, посредством конденсатора и возврата всего конденсата или его части в полимеризационный реактор 1.In accordance with alternative forms of installation of other forms of implementation of the method, not illustrated in FIG. 1, the kneading
В соответствии с одним из воплощений этих альтернативных форм, которые не проиллюстрированы, конденсационный контур может предпочтительно быть соединенным с устройством, позволяющим удалять неконденсируемые продукты путем, который сам по себе известен.In accordance with one embodiment of these alternative forms, which are not illustrated, the condensing circuit may preferably be connected to a device that allows the removal of non-condensable products in a manner that is known per se.
Согласно воплощению изобретения, проиллюстрированному на Фиг. 1, ингибитор полимеризации и антиоксидант последовательно вводят в поток пасты 13 функционализированного эластомера, выгружаемой из замесочной машины 11, соответственно посредством источников 14 и 15 подачи выше шестеренчатого насоса 16.According to the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, a polymerization inhibitor and an antioxidant are sequentially introduced into the paste stream 13 of the functionalized elastomer discharged from the kneading
Установка, проиллюстрированная на Фиг. 1, дополнительно содержит устройство для резки 17, например гранулятор, предпочтительно подводный гранулятор. Устройство для резки 17 оборудовано входным отверстием, соединенным с шестеренчатым насосом 16, посредством которого разгрузочное устройство подает в устройство 17 пасту эластомера для разрезания. Устройство 17 также оборудовано выходным отверстием, приспособленным для непрерывной выгрузки из указанного устройства 17 частиц пасты функционализированного эластомера в виде потока 18, в частности, в устройство, предназначенное для удаления растворителя и изопрена.The installation illustrated in FIG. 1 further comprises a cutting device 17, for example a granulator, preferably an underwater granulator. The cutting device 17 is equipped with an inlet connected to a gear pump 16, through which the unloading device feeds the elastomer paste for cutting into the device 17. The device 17 is also equipped with an outlet adapted for continuous discharge from the specified device 17 of the paste particles of the functionalized elastomer in the form of a stream 18, in particular, to a device designed to remove solvent and isoprene.
A. СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯA. MEASUREMENT METHODS
I. Определение микроструктуры полученных полиизопреновI. Determination of the microstructure of the obtained polyisoprenes
Использовали метод «ближнего инфракрасного» (БИК) анализа. Он представляет собой косвенный метод, в котором используются «контрольные» эластомеры, микроструктура которых была измерена методом 13C ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). Используют количественное соотношение (закон Бугера-Ламберта-Бера), существующее между распределением мономера в эластомере и формой его спектра ЯМР. Этот метод применяют в две стадии:Used the method of "near infrared" (NIR) analysis. It is an indirect method in which "control" elastomers are used, the microstructure of which was measured by 13 C nuclear magnetic resonance (NMR). Use the quantitative ratio (Bouguer-Lambert-Beer law) existing between the distribution of the monomer in the elastomer and the shape of its NMR spectrum. This method is used in two stages:
1) Калибровка:1) Calibration:
- Снимают соответствующие спектры «контрольных» эластомеров.- Remove the corresponding spectra of "control" elastomers.
- Устанавливают математическую модель, связывающую микроструктуру с данным спектром, способом регрессионного анализа частных наименьших квадратов (PLS, Partial Least Squares), основанном на факторном анализе спектральных данных. В двух документах, приведенных ниже, детально описаны теория и практическое осуществление способа «многопараметрического» анализа данных:- Establish a mathematical model that connects the microstructure with this spectrum, by the method of regression analysis of partial least squares (PLS, Partial Least Squares), based on factor analysis of spectral data. The two documents below describe in detail the theory and practical implementation of the method of "multi-parameter" data analysis:
(1) P. Geladi and B.R. Kowalski "Partial Least Squares regression: a tutorial" Analytica Chimica Acta, Vol. 185, 1-17 (1986).(1) P. Geladi and B.R. Kowalski "Partial Least Squares regression: a tutorial" Analytica Chimica Acta, Vol. 185, 1-17 (1986).
(2) M. Tenenhaus "La PLS - et pratique" [PLS Regression - Theory and Practice] Paris, Editions Technip (1998).(2) M. Tenenhaus "La Pls - et pratique "[PLS Regression - Theory and Practice] Paris, Editions Technip (1998).
2) Измерение:2) Measurement:
- Записывают спектр образца.- Record the spectrum of the sample.
- Вычисляют микроструктуру.- Calculate the microstructure.
II. Определение количества GMDE, привитого на полученных полиизопренахII. Determining the amount of GMDE grafted on the resulting polyisoprenes
а) Принцип:a) Principle:
Данное определение проводят с помощью анализа ЯМР на коагулированных образцах.This determination is carried out using NMR analysis on coagulated samples.
Спектры снимают на спектрометре Bruker Avance 500 МГц, оборудованном 5 мм широкополосным датчиком Z-градиента широкополосной инверсии (BBI, broad band inversion).The spectra were recorded on a
В количественном эксперименте 1H ЯМР используют простую последовательность импульсов 30° и период 5 секунд между каждым снятием (1024 снятия).In a 1 H NMR quantitative experiment, a simple 30 ° pulse sequence and a 5 second period between each acquisition (1024 counts) were used.
b) Подготовка образца:b) Sample preparation:
Образцы, приблизительно 25 мг, растворяют в дисульфиде углерода (CS2), приблизительно 1 мл.Samples, approximately 25 mg, are dissolved in carbon disulfide (CS 2 ), approximately 1 ml.
Для замыкания сигнала добавляют 100 мкл дейтерированного циклогексана (C6D12).To close the signal add 100 μl of deuterated cyclohexane (C 6 D 12 ).
c) Характеризация:c) Characterization:
Спектр 1H ЯМР дает возможность количественно определять звенья этилена ИК путем интегрирования широких неразрешенных спектральных полос сигналов, характеристических для следующих протонов:The 1 H NMR spectrum makes it possible to quantify IR ethylene units by integrating wide unresolved spectral bands of signals characteristic of the following protons:
PI 1-4: 1H этиленовый δ млн-1 1H широкая неразрешенная полоса между 5,40 млн-1 и 4,75 млн-1 PI 1-4: 1 H δ ethylene mn -1 1 H broad unresolved band between 5.40 million and 4.75 million -1 -1
PI 3-4: 2H этиленовый δ млн-1 1H широкая неразрешенная полоса между 4,75 млн-1 и 4,30 млн-1 PI 3-4: 2 H -1 million ethylene δ 1 H broad unresolved band between 4.75 million and 4.30 million -1 -1
Химические сдвиги калибруют по отношению к протонированной примеси CS2 δ млн-1 1H при 7,18 млн-1, сравниваемой со стандартом TMS (δ млн-1 1H при 0 млн-1).Chemical shifts are calibrated with respect to the impurity protonated CS 2 mn -1 δ 1 H -1 at 7.18 million, being compared with the standard TMS (δ mn -1 1 H at 0 mn -1).
Спектр 1H ЯМР дает возможность количественно определять звенья GMDE путем интеграции широких неразрешенных спектральных полос сигналов, характеристических для следующих протонов:The 1 H NMR spectrum makes it possible to quantify GMDE units by integrating wide unresolved spectral bands of signals characteristic of the following protons:
CH2-O-Si-: δ млн-1 1H широкая неразрешенная полоса при 3,6 млн-1 CH 2 -O-Si-: δ mn -1 1 H broad unresolved band at 3.6 million -1
-CH2-O- + -CH-O-: δ млн-1 1H широкая неразрешенная полоса при 3,25 млн-1 -CH 2 -O- + -CH-O-: δ mn -1 1 H broad unresolved band at 3.25 million -1
-CH2-O-: δ млн-1 1H широкая неразрешенная полоса при 3,00 млн-1 -CH 2 -O-: δ ppm -1 1 H wide unresolved band at 3.00 ppm -1
CH3-Si-: δ млн-1 1H широкая неразрешенная полоса при -0,02 млн-1 CH 3 -Si-: δ mn -1 1 H broad unresolved band at -0.02 million -1
CH2-Si-: δ млн-1 1H широкая неразрешенная полоса при 0,46 млн-1 CH 2 -Si-: δ mn -1 1 H broad unresolved band at 0.46 million -1
Химические сдвиги калибруют по отношению к протонированной примеси CS2 δ млн-1 1H при 7,18 млн-1, сравниваемой со стандартом TMS (тетраметилсилан) (δ млн-1 1H при 0 млн-1).Chemical shifts are calibrated with respect to the impurity protonated CS 2 mn -1 δ 1 H -1 at 7.18 million, being compared with the standard TMS (tetramethylsilane) (mn -1 δ 1 H at 0 mn -1).
Скорректированный спектр корреляции 2D 1H/13C 1J HSQC (гетероядерная одноквантовая корреляция) ЯМР позволяет подтвердить природу привитого звена посредством химических сдвигов атомов углерода и протонов.The corrected correlation spectrum of 2D 1 H / 13 C 1 J HSQC (heteronuclear single-quantum correlation) NMR allows one to confirm the nature of the grafted unit through chemical shifts of carbon atoms and protons.
III - Определение распределения молекулярных масс полученных полиизопренов методом эксклюзионной хроматографии (ЭХ)III - Determination of the molecular weight distribution of the obtained polyisoprenes by size exclusion chromatography (SEC)
a) Принцип измерения:a) Measurement principle:
Эксклюзионная хроматография или ЭХ позволяет разделять макромолекулы в растворе в соответствии с их размером посредством колонок, заполненных пористым гелем. Макромолекулы разделяются в соответствии с их гидродинамическим объемом, при этом самые объемные элюируются первыми.Size exclusion chromatography or SEC allows the separation of macromolecules in solution according to their size by means of columns filled with porous gel. Macromolecules are separated in accordance with their hydrodynamic volume, with the most voluminous eluting first.
Не являясь абсолютным методом, ЭХ дает позволяет понять распределение молекулярных масс полимера. Исходя из коммерчески доступных стандартов, можно определить различные среднечисловые молекулярные массы (Mn) и среднемассовые молекулярные массы (Mw) и вычислить индекс полидисперсности (PI=Mw/Mn) посредством калибровки по Муру.Not being an absolute method, SEC makes it possible to understand the distribution of molecular masses of the polymer. Based on commercially available standards, various number average molecular weights (Mn) and weight average molecular weights (Mw) can be determined and the polydispersity index (PI = Mw / Mn) calculated by Moore calibration.
b) Подготовка полимера:b) Preparation of polymer:
Специальная обработка образца полимера перед анализом не требуется. Его просто растворяют в тетрагидрофуране с концентрацией приблизительно 1 г/л.Special processing of the polymer sample before analysis is not required. It is simply dissolved in tetrahydrofuran with a concentration of approximately 1 g / l.
c) Анализ ЭХ:c) SEC analysis:
Вариант с1) Используемый аппарат представляет собой хроматографическую линию Waters Alliance. Растворитель для элюирования представляет собой тетрагидрофуран, скорость потока составляет 1 мл/мин, температура системы составляет 35°C, и время анализа составляет 30 мин. Используют набор из двух колонок Waters, имеющих торговое название Styragel НТ6Е.Option c1) The apparatus used is a Waters Alliance chromatographic line. The elution solvent is tetrahydrofuran, the flow rate is 1 ml / min, the system temperature is 35 ° C, and the analysis time is 30 minutes. Use a set of two columns Waters, under the trade name Styragel HT6E.
Объем вводимого в колонку раствора образца полимера составляет 100 мкл. Детектор представляет собой дифференциальный рефрактометр Waters 2140, и программа для обработки хроматографических данных представляет собой систему Waters Millennium.The volume of polymer sample introduced into the column of the solution is 100 μl. The detector is a Waters 2140 differential refractometer, and the chromatographic data processing program is a Waters Millennium system.
Вариант с2) Используемый аппарат представляет собой хроматограф Waters Alliance. Растворитель для элюирования представляет собой тетрагидрофуран, скорость потока составляет 0,7 мл/мин, температура системы составляет 35°C, и время анализа составляет 90 мин. Используют набор из четырех последовательно соединенных колонок Waters,, имеющих торговые названия Styragel HMW7, Styragel HMW6E и две Styragel НТ6Е.Option c2) The apparatus used is a Waters Alliance chromatograph. The elution solvent is tetrahydrofuran, the flow rate is 0.7 ml / min, the system temperature is 35 ° C, and the analysis time is 90 minutes. A set of four Waters columns connected in series with the trade names Styragel HMW7, Styragel HMW6E and two Styragel HT6E are used.
Объем вводимого в колонку раствора образца полимера составляет 100 мкл. Детектор представляет собой дифференциальный рефрактометр Waters модели RI32X, и программа для обработки хроматографических данных представляет собой систему Waters Millennium.The volume of polymer sample introduced into the column of the solution is 100 μl. The detector is a Waters RI32X differential refractometer, and the chromatographic data processing program is a Waters Millennium system.
B - ТЕСТЫB - TESTS
Способы синтеза функционализированного полиизопрена путем координационного катализа в высококонцентрированной смеси согласно одной альтернативной форме изобретенияMethods for the synthesis of functionalized polyisoprene by coordination catalysis in a highly concentrated mixture according to one alternative form of the invention
Несколько определений:A few definitions:
Nd = неодимNd = Neodymium
Bd = бутадиенBd = butadiene
Isop = изопренIsop = Isoprene
MCH = метилциклогексанMCH = methylcyclohexane
DiBAH = диизобутилалюмогидридDiBAH = diisobutylaluminum hydride
TOA = триоктилалюминийTOA = trioctylaluminum
DEAC = хлорид диэтилалюминияDEAC = diethylaluminium chloride
TiBA = триизобутилалюминийTiBA = triisobutylaluminum
GMDE = (3-глицидилоксипропил)метилдиэтоксисиланGMDE = (3-glycidyloxypropyl) methyldiethoxysilane
I - Синтез каталитических системI - Synthesis of catalytic systems
1 - Nd/Bd/DiBAH/DEAC1 - Nd / Bd / DiBAH / DEAC
Каталитическую систему Nd/Bd/DiBAH/DEAC, разведенную в MCH, синтезируют в соответствии с методикой, описанной в WO-A-02/38636 от имени компаний-заявителей:The Nd / Bd / DiBAH / DEAC catalyst system diluted in the MCH is synthesized in accordance with the procedure described in WO-A-02/38636 on behalf of the applicant companies:
Для получения данного катализатора соль фосфата неодима в порошкообразной форме, предварительно очищенную от примесей, вводят в реактор. Эту соль затем подвергают продуванию азотом в течение 10 мин, чтобы сделать реакционную смесь инертной. Затем проводят описанные ниже последовательные стадии:To obtain this catalyst, a neodymium phosphate salt in powder form, previously purified from impurities, is introduced into the reactor. This salt is then purged with nitrogen for 10 minutes to make the reaction mixture inert. Then carry out the following sequential stages:
- Первая стадия сольватации:- The first stage of solvation:
В реактор вводят растворитель, состоящий из предварительно перегнанного MCH, очищенный над оксидами алюминия и барботированный азотом. Для образования геля продолжительность и температура операции, в процессе которой данный растворитель и соль неодима приводят в контакт, составляют 30 мин при 30°C при перемешивании.A solvent consisting of pre-distilled MCH, purified over alumina and sparged with nitrogen is introduced into the reactor. For gel formation, the duration and temperature of the operation during which the solvent and neodymium salt are brought into contact are 30 minutes at 30 ° C with stirring.
- Вторая стадия добавления мономера:- The second stage of adding monomer:
Затем в реактор при 30°C вводят бутадиен, предварительно очищенный над оксидами алюминия и барботированный азотом. Этот мономер будет использован для предварительного формирования катализатора во время стадии выдерживания.Then, butadiene, previously purified over alumina and sparged with nitrogen, is introduced into the reactor at 30 ° C. This monomer will be used to preform the catalyst during the aging step.
- Третья стадия алкилирования:- Third alkylation step:
Затем в реактор вводят DiBAH в растворе в MCH в качестве алкилирующего агента для соли неодима, в соответствии с концентрацией приблизительно 1 моль/л. Продолжительность алкилирования составляет 15 мин. Температура реакции алкилирования равна 30°C.Then, DiBAH is introduced into the reactor in solution in MCH as an alkylating agent for the neodymium salt, in accordance with a concentration of about 1 mol / L. The duration of the alkylation is 15 minutes The temperature of the alkylation reaction is 30 ° C.
- Четвертая стадия галогенирования:- The fourth stage of halogenation:
Затем в реактор вводят DEAC в растворе в MCH в качестве донора атома галогена, в соответствии с концентрацией приблизительно 0,5 моль/л. Температуру реакционной смеси доводят до 60°C.Then, DEAC is introduced into the reactor in solution in MCH as a halogen atom donor, in accordance with a concentration of approximately 0.5 mol / L. The temperature of the reaction mixture was adjusted to 60 ° C.
- Пятая стадия выдерживания:- Fifth stage of aging:
Полученную таким путем смесь выдерживают, поддерживая температуру 60°C, в течение 50 мин.The mixture obtained in this way is maintained at a temperature of 60 ° C for 50 minutes.
Наконец, полученный каталитический раствор хранят в атмосфере азота при температуре от -15 до -5°C.Finally, the resulting catalytic solution is stored in a nitrogen atmosphere at a temperature of from -15 to -5 ° C.
Каталитическая система характеризуется ее каталитической формулой, которая приведена в виде Nd/мономер/алкилирующий агент/галогенирующий агент в молярных отношениях, индексированных к соли неодима. В примерах концентрация неодима составляет 0,02 моль/л.The catalytic system is characterized by its catalytic formula, which is given as Nd / monomer / alkylating agent / halogenating agent in molar ratios indexed to the neodymium salt. In the examples, the concentration of neodymium is 0.02 mol / L.
2 - Nd/Isop/TOA/DEAC2 - Nd / Isop / TOA / DEAC
Каталитическую систему Nd/Isop/TOA/DEAC разводят в н-пентане.The Nd / Isop / TOA / DEAC catalyst system was diluted in n-pentane.
Для получения данного катализатора в реактор вводят соль фосфата неодима в форме порошка, предварительно очищенную от примесей. Затем эту соль подвергают продуванию азотом в течение 10 мин, чтобы сделать реакционную смесь инертной. Затем выполняют следующие последовательные стадии:To obtain this catalyst, a neodymium phosphate salt in powder form, previously purified from impurities, is introduced into the reactor. This salt is then purged with nitrogen for 10 minutes to make the reaction mixture inert. Then perform the following sequential stages:
- Первая стадия сольватации:- The first stage of solvation:
В реактор вводят растворитель, состоящий из н-пентана, предварительно очищенный над оксидами алюминия и барботированный азотом. Для образования геля продолжительность и температура операции, при которых данный растворитель и соль неодима приводят в контакт, составляют 30 мин при 30°C при перемешивании.A solvent consisting of n-pentane, previously purified over alumina and sparged with nitrogen, is introduced into the reactor. For gel formation, the duration and temperature of the operation, in which this solvent and neodymium salt are brought into contact, is 30 minutes at 30 ° C with stirring.
- Вторая стадия добавления мономера:- The second stage of adding monomer:
Затем в реактор при 30°C вводят изопрен, предварительно очищенный над оксидами алюминия и барботированный азотом. Этот мономер будет использован для предварительного формирования катализатора во время стадии выдерживания.Then, isoprene, previously purified over alumina and sparged with nitrogen, is introduced into the reactor at 30 ° C. This monomer will be used to preform the catalyst during the aging step.
- Третья стадия алкилирования:- Third alkylation step:
Затем в реактор вводят TOA в растворе в н-пентане в качестве алкилирующего агента для соли неодима, в соответствии с концентрацией приблизительно 1 моль/л. Продолжительность алкилирования составляет 15 мин. Температура реакции алкилирования равна 30°C.Then, TOA in solution in n-pentane is introduced into the reactor as an alkylating agent for the neodymium salt, in accordance with a concentration of about 1 mol / L. The duration of the alkylation is 15 minutes The temperature of the alkylation reaction is 30 ° C.
- Четвертая стадия галогенизации:- The fourth stage of halogenation:
Затем в реактор вводят DEAC в растворе в н-пентане в качестве донора атома галогена, в соответствии с концентрацией приблизительно 0,5 моль/л. Температуру реакционной смеси доводят до 60°C.Then, DEAC is introduced into the reactor in solution in n-pentane as a halogen atom donor, in accordance with a concentration of approximately 0.5 mol / L. The temperature of the reaction mixture was adjusted to 60 ° C.
- Пятая стадия выдерживания:- Fifth stage of aging:
Полученную таким путем смесь выдерживают, поддерживая температуру 60°C, в течение 50 мин.The mixture obtained in this way is maintained at a temperature of 60 ° C for 50 minutes.
Наконец, полученный каталитический раствор хранят в атмосфере азота при температуре от -15 до -5°C.Finally, the resulting catalytic solution is stored in a nitrogen atmosphere at a temperature of from -15 to -5 ° C.
Каталитическая система характеризуется ее каталитической формулой, которая приведена в виде Nd/мономер/алкилирующий агент/галогенирующий агент в молярных отношениях, индексированных к соли неодима. В примерах концентрация неодима составляет 0,02 моль/л.The catalytic system is characterized by its catalytic formula, which is given as Nd / monomer / alkylating agent / halogenating agent in molar ratios indexed to the neodymium salt. In the examples, the concentration of neodymium is 0.02 mol / L.
II - Процедура, выполняемая для непрерывных полимеризацийII - Procedure for continuous polymerizations
Пример 1Example 1
Непрерывную полимеризацию проводят на линии, содержащей реактор с газовой фазой, который содержит две Z-образные лопасти, имеет общий объем 150 литров и оборудован разгрузочным устройством с выгрузным шнеком и шестеренчатым насосом, и самоочищающуюся замесочную машину, которая сама также оборудована разгрузочным устройством с выгрузным шнеком и шестеренчатым насосом. Данная непрерывная линия соответствует установке, представленной на Фиг. 1.Continuous polymerization is carried out on a line containing a gas phase reactor, which contains two Z-shaped blades, has a total volume of 150 liters and is equipped with a discharge device with an unloading screw and a gear pump, and a self-cleaning kneading machine, which itself is also equipped with a discharge device with a discharge screw and gear pump. This continuous line corresponds to the installation shown in FIG. one.
Изопрен и пентан смешивают в динамической мешалке 4, находящейся для этой цели выше полимеризационного реактора 1. Полученную смесь вводят в форме входящего потока 3 непосредственно в реактор 1.Isoprene and pentane are mixed in a dynamic stirrer 4 located for this purpose above the
Изопрен вводят со скоростью течения 7,8 кг/ч в соответствии с потоком 5 в мешалку 4.Isoprene is introduced at a flow rate of 7.8 kg / h in accordance with stream 5 into the mixer 4.
Пентан вводят со скоростью течения 12,54 кг/ч в соответствии с потоком 6 в мешалку 4, т.е. приблизительно 37 мас.% мономера в реакционной смеси.Pentane is introduced at a flow rate of 12.54 kg / h in accordance with stream 6 into mixer 4, i.e. approximately 37 wt.% monomer in the reaction mixture.
Систему координационного катализа также вводят непосредственно в реактор 1 в соответствии с потоком 2. Эта система была получена, следуя способу получения, описанному в предыдущем разделе I, часть 2.The coordination catalysis system is also introduced directly into the
Каталитическая система имеет следующие молярные отношения по отношению к неодиму:The catalytic system has the following molar ratios with respect to neodymium:
Nd/Isop/TOA/DEAC = 1/30/8/2,8Nd / Isop / TOA / DEAC = 1/30/8 / 2.8
Количество неодима составляет 150 мкмоль на 100 г полимеризуемого изопрена. Молярная концентрация неодима в катализаторе составляет 0,02 моль/л.The amount of neodymium is 150 μmol per 100 g of polymerizable isoprene. The molar concentration of neodymium in the catalyst is 0.02 mol / L.
TiBA также вводят непосредственно в реактор 1 в соответствии с отдельным и независимым потоком 7 в качестве дополнительного алкилалюминиевого соединения. Количество вводимого TiBA составляет 680 мкмоль/100 г изопрена. Молярная концентрация раствора TiBA составляет 0,1 моль/л.TiBA is also introduced directly into the
Давление газовой фазы регулируют таким образом, чтобы оно составляло 0,5 бар (изб.), и пары конденсируют во внешнем конденсаторе 8 и возвращают в полимеризационный реактор 1, содержащий две Z-образные лопасти.The pressure of the gas phase is regulated so that it is 0.5 bar (g), and the vapor is condensed in an external condenser 8 and returned to the
Температуру кожуха реактора поддерживают при 60°C.The temperature of the reactor shell is maintained at 60 ° C.
Среднее время пребывания t0 реакции составляет 80 минут.The average residence time t 0 of the reaction is 80 minutes.
Разгрузочный шнек позволяет переносить продукт из реактора 1 на шестереночный насос 10.The unloading auger allows you to transfer the product from the
Явление расширения не наблюдается.The phenomenon of expansion is not observed.
Превращение, измеренное на извлеченном образце на границе первой трети объема реактора, составляет 91%. Измерение превращения было основано на измерении с помощью ГХ изопрена в извлеченном образце. Остаточный изопрен в извлеченном образце был определен количественно как 3,4 мас.%.The conversion measured on the extracted sample at the boundary of the first third of the reactor volume is 91%. The conversion measurement was based on a GC measurement of isoprene in the recovered sample. Residual isoprene in the recovered sample was quantified as 3.4 wt.%.
Потоки характеризуются распределением времени пребывания, приведенным на Фиг. 2.The streams are characterized by the distribution of the residence time shown in FIG. 2.
Экспериментальные точки, позволяющие установить это распределение времени пребывания, были получены с помощью измерения посредством газовой хроматографии изменений концентрации индикатора после очень быстрого ввода пробы в соответствии с импульсным методом ввода химически инертного продукта согласно принципу, описанному в книге Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, стр. 170 to 172. Экспериментальные точки получены из образцов, извлеченных из потока 9, как показано на Фиг. 1, на выходе реактора 1 на конце разгрузочного шнека.The experimental points allowing to establish this distribution of the residence time were obtained by measuring by gas chromatography the changes in the concentration of the indicator after a very rapid injection of the sample in accordance with the pulsed method of introducing a chemically inert product according to the principle described in the book by Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, pp. 170 to 172. Experimental points were obtained from samples recovered from stream 9, as shown in FIG. 1, at the outlet of the
Моделирование этих экспериментальных точек с помощью гамма-распределения позволяет определять дисперсию функции Е распределения времени пребывания.Modeling these experimental points using gamma distribution allows you to determine the variance of the function E of the distribution of residence time.
Гамма-распределение для моделирования функции Е распределения времени пребывания является следующим:The gamma distribution for modeling the residence time distribution function E is as follows:
где Г(k) - гамма-функция k;where Γ (k) is the gamma function k;
k - 1,22;k is 1.22;
t0 - среднее время пребывания, т.е. 80 минут;t 0 is the average residence time, i.e. 80 minutes
t - время пребывания.t is the time of stay.
Дисперсия этой функции распределения времени пребывания равна The variance of this residence time distribution function is
Стандартное отклонение функции распределения времени пребывания выводят из этой дисперсии, где стандартное отклонение равно 88,4, что больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3, т.е. The standard deviation of the residence time distribution function is derived from this variance, where the standard deviation is 88.4, which is greater than the result of dividing the average residence time by 2√3, i.e.
Разгрузочный шнек позволяет переносить продукт из реактора 1 на шестеренчатый насос 10.The unloading auger allows you to transfer the product from the
Шестеренчатый насос 10 переносит пасту псевдоживущего эластомера в самоочищающуюся замесочную машину 11 с газовой фазой. Скорость течения потока, переносимого шестеренчатым насосом 10, равна сумме скоростей течения потоков, вводимых в реактор 1.The
Самоочищающаяся замесочная машина представляет собой замесочную машину-реактор, содержащую две лопасти, имеющую общий объем 39 литров, с разгрузочным устройством, состоящим из двух выгрузных шнеков и шестеренчатого насоса 16. Течение в данной замесочной машине-реакторе, содержащей две лопасти, может быть сравнимо с течением пробкообразного потока.A self-cleaning kneading machine is a kneading reactor machine containing two blades having a total volume of 39 liters, with an unloading device consisting of two discharge augers and a gear pump 16. The flow in this kneading reactor containing two blades can be comparable to the flow of cork-like flow.
Температуру кожуха реактора поддерживают при 68°C.The temperature of the reactor shell is maintained at 68 ° C.
Среднее время пребывания t0 реакции функционализирующего агента с раствором псевдоживущего полимера в самоочищающейся замесочной машине 11 составляет 37 минут.The average residence time t 0 of the reaction of the functionalizing agent with the solution of the pseudo-living polymer in the self-cleaning
GMDE вводят со скоростью течения 0,456 л/ч в самоочищающуюся замесочную машину, на таком же уровне, что и поступление раствора в замесочную машину. Раствор GMDE имеет концентрацию 0,47 моль/л.GMDE is introduced at a flow rate of 0.456 l / h into a self-cleaning kneading machine, at the same level as the solution entering the kneading machine. The GMDE solution has a concentration of 0.47 mol / L.
Используемый поток 14 ингибитора полимеризации и поток 15 антиоксиданта представляют собой ацетилацетон со скоростью течения 0,224 л/ч при концентрации 120 г/л и N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-пара-фенилендиамин в соответствии с 0,5 чпм (чпм: части по массе на 100 частей массы мономера - изопрена). Данные ингибитор полимеризации и антиоксидант вводят выше шестеренчатого насоса 16.The used polymerization inhibitor stream 14 and antioxidant stream 15 are acetylacetone with a flow rate of 0.224 l / h at a concentration of 120 g / l and N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-para-phenylenediamine in accordance with 0.5 ppm (ppm: parts by weight per 100 parts by weight of monomer - isoprene). Data polymerization inhibitor and antioxidant is introduced above the gear pump 16.
Шестеренчатый насос 16 переносит пасту эластомера в подводный гранулятор 17. Скорость течения при переносе шестеренчатым насосом 16 равна сумме скоростей течения потоков, входящих в реактор 1, к которой добавляют скорости течения потоков функционализирующего агента 12, ингибитора полимеризации 14 и антиоксиданта 15.The gear pump 16 transfers the elastomer paste to the underwater granulator 17. The flow rate when transferred by the gear pump 16 is equal to the sum of the flow rates of the streams entering the
Полученная степень функционализации составляет 70%.The resulting degree of functionalization is 70%.
Пример 2Example 2
Непрерывную полимеризацию проводят на линии, содержащей реактор с газовой фазой, который содержит две Z-образные лопасти, имеет общий объем 150 литров и оборудован разгрузочным устройством с выгрузным шнеком и шестеренчатым насосом, и самоочищающуюся месильную машину, которая сама также оборудована разгрузочным устройством с выгрузным шнеком и шестеренчатым насосом. Данная непрерывная линия соответствует установке, представленной на Фиг. 1.Continuous polymerization is carried out on a line containing a gas phase reactor, which contains two Z-shaped blades, has a total volume of 150 liters and is equipped with a discharge device with an unloading screw and a gear pump, and a self-cleaning kneading machine, which itself is also equipped with a discharge device with a discharge screw and gear pump. This continuous line corresponds to the installation shown in FIG. one.
Изопрен и пентан смешивают в динамической мешалке 4, находящейся для этой цели выше полимеризационного реактора 1. Полученную смесь вводят в форме входящего потока 3 непосредственно в реактор 1.Isoprene and pentane are mixed in a dynamic stirrer 4 located for this purpose above the
Изопрен вводят со скоростью течения 7,52 кг/ч в соответствии с потоком 5 в мешалку 4.Isoprene is introduced at a flow rate of 7.52 kg / h in accordance with stream 5 into the mixer 4.
Пентан вводят со скоростью течения 12,01 кг/ч в соответствии с потоком 6 в мешалку 4, т.е. приблизительно 37 мас.% мономера в реакционной смеси.Pentane is introduced at a flow rate of 12.01 kg / h in accordance with stream 6 into mixer 4, i.e. approximately 37 wt.% monomer in the reaction mixture.
Систему координационного катализа также вводят непосредственно в реактор 1 в соответствии с потоком 2. Каталитическая система основана на трис[бис(2-этилгексил)фосфате] неодима, изопрене в качестве предварительно полученного мономера, TOA в качестве алкилирующего агента и на DEAC в качестве донора атома галогена. Она была получена, следуя способу получения, описанному в предыдущем разделе, часть 2.The coordination catalysis system is also introduced directly into
Каталитическая система имеет следующие молярные отношения по отношению к неодиму:The catalytic system has the following molar ratios with respect to neodymium:
Nd/Isop/TOA/DEAC=1/30/8/2,8Nd / Isop / TOA / DEAC = 1/30/8 / 2.8
Количество неодима составляет 170 мкмоль на 100 г полимеризуемого изопрена. Молярная концентрация неодима в катализаторе составляет 0,02 моль/л.The amount of neodymium is 170 μmol per 100 g of polymerizable isoprene. The molar concentration of neodymium in the catalyst is 0.02 mol / L.
TiBA также непосредственно вводят в реактор 1 в соответствии с отдельным и независимым потоком 7 в качестве дополнительного алкилалюминиевого соединения. Количество вводимого TiBA составляет 2200 мкмоль/100 г полимеризуемого изопрена. Молярная концентрация раствора TiBA составляет 0,294 моль/л.TiBA is also directly introduced into the
Давление газовой фазы регулируют таким образом, чтобы оно составляло 0,16 бар (изб.), и пары конденсируют во внешнем конденсаторе 8 и возвращают в полимеризационный реактор 1, содержащий две Z-образные лопасти.The pressure of the gas phase is regulated so that it is 0.16 bar (g), and the vapor is condensed in an external condenser 8 and returned to the
Температуру кожуха реактора поддерживают при 21°C.The temperature of the reactor shell is maintained at 21 ° C.
Среднее время пребывания t0 реакции составляет 80 минут.The average residence time t 0 of the reaction is 80 minutes.
Разгрузочный шнек позволяет переносить продукт из реактора 1 в шестеренчатый насос 10.The discharge screw allows you to transfer the product from the
Явление расширения не наблюдалось.The phenomenon of expansion was not observed.
Превращение, измеренное на извлеченном образце на границе первой трети объема реактора, составляет 92%. Измерение превращения было основано на измерении ГХ изопрена в извлеченном образце. Остаточный изопрен в извлеченном образце был определен количественно как 2,9 мас.%.The conversion measured on the extracted sample at the boundary of the first third of the reactor volume is 92%. The conversion measurement was based on the GC measurement of isoprene in the recovered sample. Residual isoprene in the recovered sample was quantified as 2.9 wt.%.
Потоки характеризуются распределением времени пребывания, приведенным на Фиг. 2.The streams are characterized by the distribution of the residence time shown in FIG. 2.
Экспериментальные точки, позволяющие установить это распределение времени пребывания, были получены с помощью измерения посредством газовой хроматографии изменений концентрации индикатора после очень быстрого ввода пробы в соответствии с импульсным методом ввода химически инертного продукта согласно принципу, описанному в книге Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, стр. 170 to 172. Экспериментальные точки получены из образцов, извлеченных из потока 9, показанного на Фиг. 1, на выходе реактора 1 на конце разгрузочного шнека.The experimental points allowing to establish this distribution of the residence time were obtained by measuring by gas chromatography the changes in the concentration of the indicator after a very rapid injection of the sample in accordance with the pulsed method of introducing a chemically inert product according to the principle described in the book by Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, pp. 170 to 172. Experimental points were obtained from samples extracted from stream 9 shown in FIG. 1, at the outlet of the
Моделирование этих экспериментальных точек с помощью гамма-распределения дает возможность определить дисперсию функции Е распределения времени пребывания.Modeling these experimental points using gamma distribution makes it possible to determine the variance of the residence time distribution function E.
Гамма-распределение для моделирования функции Е распределения времени пребывания является следующим:The gamma distribution for modeling the residence time distribution function E is as follows:
где Г(k) - гамма-функция k;where Γ (k) is the gamma function k;
k - 1,22;k is 1.22;
t0 - среднее время пребывания, т.е. 80 минут;t 0 is the average residence time, i.e. 80 minutes
t - время пребывания.t is the time of stay.
Дисперсия этой функции распределения времени пребывания равна The variance of this residence time distribution function is
Стандартное отклонение функции распределения времени пребывания выводят из этой дисперсии, где стандартное отклонение равно 88,4, что больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3, т.е. The standard deviation of the residence time distribution function is derived from this variance, where the standard deviation is 88.4, which is greater than the result of dividing the average residence time by 2√3, i.e.
Разгрузочный шнек дает возможность переносить продукт из реактора 1 к шестеренчатому насосу 10.The unloading auger makes it possible to transfer the product from the
Шестеренчатый насос 10 переносит пасту псевдоживущего эластомера в самоочищающуюся замесочную машину 11 с газовой фазой. Скорость течения потока, переносимого шестеренчатым насосом 10, равна сумме скоростей течения потоков, вводимых в реактор 1.The
Самоочищающаяся замесочная машина представляет собой замесочную машину-реактор, содержащую две лопасти, имеющую общий объем 39 литров, с разгрузочным устройством, состоящим из двух выгрузных шнеков и шестеренчатого насоса 16. Течение в данной замесочной машине-реакторе, содержащей две лопасти, сравнимо с течением пробкообразного потока.A self-cleaning kneading machine is a kneading reactor machine containing two blades, having a total volume of 39 liters, with an unloading device consisting of two discharge augers and a gear pump 16. The flow in this kneading reactor containing two blades is comparable to the flow of a cork-like flow.
Температуру кожуха реактора поддерживают при 68°C.The temperature of the reactor shell is maintained at 68 ° C.
Среднее время пребывания t0 реакции функционализирующего агента с раствором псевдоживущего полимера в самоочищающейся замесочной машине 11 составляет 37 минут.The average residence time t 0 of the reaction of the functionalizing agent with the solution of the pseudo-living polymer in the self-cleaning
GMDE вводят со скоростью течения 0,824 л/ч в самоочищающуюся замесочную машину на таком же уровне, что и поступление раствора в замесочную машину. Раствор GMDE имеет концентрацию 0,45 моль/л.GMDE is introduced at a flow rate of 0.824 l / h into a self-cleaning mixing machine at the same level as the solution entering the mixing machine. The GMDE solution has a concentration of 0.45 mol / L.
Используемый поток 14 ингибитора полимеризации и поток 15 антиоксиданта представляют собой ацетилацетон со скоростью течения 0,387 л/ч при концентрации 120 г/л и N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-пара-фенилендиамин в соответствии с 0,5 чпм (чпм: части по массе на 100 частей массы мономера - изопрена). Данные ингибитор полимеризации и антиоксидант вводят выше шестеренчатого насоса 16.The polymerization inhibitor stream 14 used and the antioxidant stream 15 are acetylacetone with a flow rate of 0.387 l / h at a concentration of 120 g / l and N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-para-phenylenediamine in accordance with 0.5 ppm (ppm: parts by weight per 100 parts by weight of monomer - isoprene). Data polymerization inhibitor and antioxidant is introduced above the gear pump 16.
Шестеренчатый насос 16 переносит пасту эластомера в подводный гранулятор 17. Скорость течения при переносе шестеренчатым насосом 16 равна сумме скоростей течения потоков, входящих в реактор 1, к которой добавляют скорости течения потоков функционализирующего агента 12, ингибитора полимеризации 14 и антиоксиданта 15.The gear pump 16 transfers the elastomer paste to the underwater granulator 17. The flow rate when transferred by the gear pump 16 is equal to the sum of the flow rates of the streams entering the
Полученная степень функционализации составляет 100%.The resulting degree of functionalization is 100%.
Пример 3Example 3
Непрерывную полимеризацию проводят на линии, содержащей реактор с газовой фазой, который содержит две Z-образные лопасти, имеет общий объем 150 литров и оборудован разгрузочным устройством с выгрузным шнеком и шестеренчатым насосом, и самоочищающуюся замесочную машину, которая сама также оборудована разгрузочным устройством с выгрузным шнеком и шестеренчатым насосом. Данная непрерывная линия соответствует установке, представленной на Фиг. 1.Continuous polymerization is carried out on a line containing a gas phase reactor, which contains two Z-shaped blades, has a total volume of 150 liters and is equipped with a discharge device with an unloading screw and a gear pump, and a self-cleaning kneading machine, which itself is also equipped with a discharge device with a discharge screw and gear pump. This continuous line corresponds to the installation shown in FIG. one.
Изопрен и пентан смешивают в динамической мешалке 4, находящейся для этой цели выше полимеризационного реактора 1. Полученную смесь вводят в форме входящего потока 3 непосредственно в реактор 1.Isoprene and pentane are mixed in a dynamic stirrer 4 located for this purpose above the
Изопрен вводят со скоростью течения 7,52 кг/ч в соответствии с потоком 5 в мешалку 4.Isoprene is introduced at a flow rate of 7.52 kg / h in accordance with stream 5 into the mixer 4.
Пентан вводят со скоростью течения 12,26 кг/ч в соответствии с потоком 6 в мешалку 4, т.е. приблизительно 37 мас.% мономера в реакционной смеси.Pentane is introduced at a flow rate of 12.26 kg / h in accordance with stream 6 into mixer 4, i.e. approximately 37 wt.% monomer in the reaction mixture.
Систему координационного катализа также вводят непосредственно в реактор 1 в соответствии с потоком 2. Каталитическая система основана на трис[бис(2-этилгексил)фосфате] неодима, бутадиене в качестве предварительно полученного мономера, DiBAH в качестве алкилирующего агента и DEAC в качестве донора атома галогена. Она была получена, следуя способу получения, описанному в предыдущем разделе, часть 1.The coordination catalysis system is also introduced directly into
Каталитическая система имеет следующие молярные отношения по отношению к неодиму:The catalytic system has the following molar ratios with respect to neodymium:
Nd/Bd/DiBAH/DEAC=1/30/1,8/2,6Nd / Bd / DiBAH / DEAC = 1/30 / 1.8 / 2.6
Количество неодима составляет 170 мкмоль на 100 г полимеризуемого изопрена. Молярная концентрация неодима в катализаторе составляет 0,02 моль/л.The amount of neodymium is 170 μmol per 100 g of polymerizable isoprene. The molar concentration of neodymium in the catalyst is 0.02 mol / L.
Дополнительное соединение алкилалюминия не вводят.An additional alkylaluminum compound is not added.
Давление газовой фазы регулируют таким образом, чтобы оно составляло 0,16 бар (изб.), и пары конденсируют во внешнем конденсаторе 8 и возвращают в полимеризационный реактор 1, содержащий две Z-образные лопасти.The pressure of the gas phase is regulated so that it is 0.16 bar (g), and the vapor is condensed in an external condenser 8 and returned to the
Температуру кожуха реактора поддерживают при 35°C.The temperature of the reactor shell is maintained at 35 ° C.
Среднее время пребывания t0 реакции составляет 80 минут.The average residence time t 0 of the reaction is 80 minutes.
Разгрузочный шнек позволяет переносить продукт из реактора 1 к шестеренчатому насосу 10.The unloading auger allows you to transfer the product from the
Явление расширения не наблюдалось.The phenomenon of expansion was not observed.
Превращение, измеренное на извлеченном образце на границе первой трети объема реактора, составляет 91%. Измерение превращения было основано на измерении ГХ изопрена в извлеченном образце. Остаточный изопрен в извлеченном образце был определен количественно как 3,4 мас.%.The conversion measured on the extracted sample at the boundary of the first third of the reactor volume is 91%. The conversion measurement was based on the GC measurement of isoprene in the recovered sample. Residual isoprene in the recovered sample was quantified as 3.4 wt.%.
Потоки характеризуются распределением времени пребывания, приведенным на Фиг. 2.The streams are characterized by the distribution of the residence time shown in FIG. 2.
Экспериментальные точки, позволяющие установить это распределение времени пребывания, были получены с помощью измерения посредством газовой хроматографии изменений концентрации индикатора после очень быстрого ввода пробы в соответствии с импульсным методом ввода химически инертного продукта согласно принципу, описанному в книге Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, стр. 170 to 172. Экспериментальные точки получены из образцов, извлеченных из потока 9, показанного на Фиг. 1, на выходе реактора 1 на конце разгрузочного шнека.The experimental points allowing to establish this distribution of the residence time were obtained by measuring by gas chromatography the changes in the concentration of the indicator after a very rapid injection of the sample in accordance with the pulsed method of introducing a chemically inert product according to the principle described in the book by Jacques Villermaux, de la chimique: conception et fonctionnement des Editors. 1993, TEC & DOC - LAVOISIER, pp. 170 to 172. Experimental points were obtained from samples extracted from stream 9 shown in FIG. 1, at the outlet of the
Моделирование этих экспериментальных точек с помощью гамма-распределения дает возможность определить дисперсию функции Е распределения времени пребывания.Modeling these experimental points using gamma distribution makes it possible to determine the variance of the residence time distribution function E.
Гамма-распределение для моделирования функции Е распределения времени пребывания является следующим:The gamma distribution for modeling the residence time distribution function E is as follows:
где Г(k) - гамма-функция k;where Γ (k) is the gamma function k;
k - 1,22;k is 1.22;
t0 - среднее время пребывания, т.е. 80 минут;t 0 is the average residence time, i.e. 80 minutes
t - время пребывания.t is the time of stay.
Дисперсия этой функции распределения времени пребывания равна The variance of this residence time distribution function is
Стандартное отклонение функции распределения времени пребывания выводят из этой дисперсии, где данное стандартное отклонение равно 88,4, что больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3, т.е. The standard deviation of the residence time distribution function is derived from this variance, where this standard deviation is 88.4, which is greater than the result of dividing the average residence time by 2√3, i.e.
Разгрузочный шнек позволяет переносить продукт из реактора 1 к шестеренчатому насосу 10.The unloading auger allows you to transfer the product from the
Шестеренчатый насос 10 переносит пасту псевдоживущего эластомера в самоочищающуюся замесочную машину 11 с газовой фазой. Скорость течения потока, переносимого шестеренчатым насосом 10, равна сумме скоростей течения потоков, входящих в реактор 1.The
Самоочищающаяся замесочная машина представляет собой замесочную машину-реактор, содержащую две лопасти, имеющую общий объем 39 литров, с разгрузочным устройством, состоящим из двух выгрузных шнеков и шестеренчатого насоса 16. Течение в данной замесочной машине-реакторе, содержащей две лопасти, сравнимо с течением пробкообразного потока.A self-cleaning kneading machine is a kneading reactor machine containing two blades, having a total volume of 39 liters, with an unloading device consisting of two discharge augers and a gear pump 16. The flow in this kneading reactor containing two blades is comparable to the flow of a cork-like flow.
Температуру кожуха реактора поддерживают при 68°C.The temperature of the reactor shell is maintained at 68 ° C.
Среднее время пребывания t0 реакции агента функционализации с раствором псевдоживущего полимера в самоочищающейся замесочной машине 11 составляет 37 минут.The average residence time t 0 of the reaction of the functionalization agent with the pseudo-living polymer solution in the self-cleaning
GMDE вводят со скоростью течения 0,172 л/ч в самоочищающуюся замесочную машину на таком же уровне, что и поступление раствора в замесочную машину. Раствор GMDE имеет концентрацию 0,45 моль/л.GMDE is introduced at a flow rate of 0.172 l / h into a self-cleaning kneading machine at the same level as the solution entering the kneading machine. The GMDE solution has a concentration of 0.45 mol / L.
Используемые поток 14 ингибитора полимеризации и поток 15 антиоксиданта представляют собой ацетилацетон со скоростью течения 0,321 л/ч при концентрации 26 г/л и N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-пара-фенилендиамин в соответствии с 0,5 чпм (чпм: части по массе на 100 частей массы мономера - изопрена). Данные ингибитор полимеризации и антиоксидант вводят выше шестеренчатого насоса 16.The polymerization inhibitor stream 14 and the antioxidant stream 15 used are acetylacetone with a flow rate of 0.321 l / h at a concentration of 26 g / l and N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-para-phenylenediamine in accordance with 0.5 ppm (ppm: parts by weight per 100 parts by weight of monomer - isoprene). Data polymerization inhibitor and antioxidant is introduced above the gear pump 16.
Шестеренчатый насос 16 переносит пасту эластомера в подводный гранулятор 17. Скорость течения при переносе шестеренчатым насосом 16 равна сумме скоростей течения потоков, входящих в реактор 1, к которой добавляют скорости течения потоков функционализирующего агента 12, ингибитора полимеризации 14 и антиоксиданта 15.The gear pump 16 transfers the elastomer paste to the underwater granulator 17. The flow rate when transferred by the gear pump 16 is equal to the sum of the flow rates of the streams entering the
Полученная степень функционализации составляет 75%.The resulting degree of functionalization is 75%.
КонтрольThe control
Нефункционализированный полиизопрен синтезировали в соответствии со способом, описанным в примере 1, используя каталитическую систему, характеризующуюся следующими молярными отношениями по отношению к неодиму: Nd/Isop/TOA/DEAC=1/30/8/2,8, за исключением того отличия, что функционализирующий агент не вводили в замесочную машину 11.Non-functionalized polyisoprene was synthesized in accordance with the method described in example 1 using a catalytic system characterized by the following molar ratios with respect to neodymium: Nd / Isop / TOA / DEAC = 1/30/8 / 2.8, except for the difference that the functionalizing agent was not introduced into the kneading
Количество неодима составляет 100 мкмоль на 100 г полимеризуемого изопрена. Молярная концентрация неодима в катализаторе составляет 0,02 моль/л.The amount of neodymium is 100 μmol per 100 g of polymerizable isoprene. The molar concentration of neodymium in the catalyst is 0.02 mol / L.
TiBA также вводят непосредственно в реактор 1 в соответствии с отдельным и независимым потоком 7 в качестве дополнительного алкилалюминиевого соединения. Количество вводимого TiBA составляет 900 мкмоль/100 г изопрена. Молярная концентрация раствора TiBA равна 0,1 моль/л.TiBA is also introduced directly into the
Для всех предшествующих полимеризаций превращение, измеренное на извлеченном из потока 9 образце выше шестеренчатого насоса 10, составляет 99% при общем времени реакции 80 мин. Измерение превращения было установлено на основании измерения ГХ изопрена в извлеченном образце.For all previous polymerizations, the conversion measured on the sample recovered from stream 9 above the
Тесты полимеризации, проведенные с двумя типами каталитической системы и соответствующими функционализированными полиизопренами, представлены в таблицах 1 и 2.Polymerization tests carried out with two types of catalyst system and the corresponding functionalized polyisoprenes are presented in tables 1 and 2.
Среднее процентное содержание функционализированных цепей (в %) получают по формуле:The average percentage of functionalized chains (in%) is obtained by the formula:
(CH2-Si/PI)*Mn*1.10-4, где CH2-Si/PI измерено в мэкв/кг и Mn в г.моль-1.(CH 2 -Si / PI) * Mn * 1.10 -4 , where CH 2 -Si / PI is measured in meq / kg and Mn in g mol -1 .
Данный непрерывный способ синтеза полиизопрена в соответствии с изобретением в высококонцентрированной смеси позволяет достичь высокой степени превращения, составляющей 99%, включая по меньшей мере 91% в пределах первой трети реакционного объема полимеризационного реактора 1. Кроме того, стандартное отклонение функции распределения времени пребывания в полимеризационном реакторе больше, чем результат деления среднего времени пребывания на 2√3. Средняя степень функционализации (или средний процент функционализированных цепей) является еще более высокой и варьирует от 70 до 100% функционализированных цепей. Данный способ обладает абсолютной гибкостью и подходит для экономически выгодного промышленного производства в результате уменьшенного количества используемого растворителя, при этом обеспечивая повышенную производительность при высокой степени превращения.This continuous method for the synthesis of polyisoprene in accordance with the invention in a highly concentrated mixture allows to achieve a high degree of conversion of 99%, including at least 91% within the first third of the reaction volume of the
Оценка полученных полиизопренов в резиновой композицииEvaluation of the resulting polyisoprenes in the rubber composition
1 - Изготовление резиновых композиций1 - Production of rubber compositions
Все необходимые основные компоненты (диеновый эластомер, армирующие наполнители и связывающий агент, пластификаторы, другие добавки), за исключением сшивающей системы, последовательно вводят в стандартный закрытый резиносмеситель. Затем проводят термомеханическую обработку (непроизводительная фаза) в одну стадию, которая длится в общей сложности приблизительно от 3 до 4 мин, до достижения максимального «падения» температуры в 165°C. Полученную таким образом смесь извлекают и охлаждают.All necessary basic components (diene elastomer, reinforcing fillers and a bonding agent, plasticizers, other additives), with the exception of the crosslinking system, are sequentially introduced into a standard closed rubber mixer. Then, thermomechanical treatment (non-productive phase) is carried out in one stage, which lasts a total of approximately 3 to 4 minutes, until a maximum temperature “fall” of 165 ° C is reached. The mixture thus obtained is recovered and cooled.
После охлаждения полученной таким образом смеси в смеситель для наружного смешения (гомогенизатор для окончательного смешения), поддерживаемый при низкой температуре, вводят сшивающую систему, состоящую из серы и сульфонамида (CBS). Затем объединенные материалы перемешивают (производительная фаза) в течение нескольких минут (приблизительно десяти минут).After cooling the mixture thus obtained, a crosslinking system consisting of sulfur and sulfonamide (CBS) is introduced into the external mixer (homogenizer for final mixing), maintained at a low temperature. Then, the combined materials are mixed (production phase) for several minutes (approximately ten minutes).
Впоследствии полученную таким путем композицию пропускают через каландры для формования листа или пластины для оценки в лаборатории.Subsequently, the composition thus obtained is passed through calendars to form a sheet or plate for evaluation in a laboratory.
2 - Измерения и тесты2 - Measurements and tests
Резиновые композиции оценивают после вулканизации, как описано ниже.The rubber compositions are evaluated after vulcanization as described below.
Динамические свойства измеряют на анализаторе вязкости (Metravib VA4000) в соответствии со стандартом ASTM D 5992-96. Регистрируют ответ образца вулканизированной композиции (цилиндрический испытуемый образец толщиной 4 мм и 400 мм2 в поперечном сечении), подвергнутого синусоидальной нагрузке при простом знакопеременном напряжении сдвига с частотой 10 Гц в условиях температурной развертки, в условиях стационарного напряжения 0,7 МПа: регистрируют значение тангенса угла потерь tg(δ), наблюдаемое при -10°C (т.е. tg(δ)-10°C). На том же образце также производят развертку амплитуды деформации при температуре 40 или 60°C от 0,1 до 50% (ход вперед), а затем от 50 до 1% (обратный ход): для обратного хода регистрируют максимальное значение тангенса угла потерь, обозначенное tg(δ)max. Нелинейность, обозначенная как ΔG*, представляет собой разность модуля сдвига между деформацией 0,1% и 50% в МПа.Dynamic properties are measured on a viscosity analyzer (Metravib VA4000) in accordance with ASTM D 5992-96. Record the response of the sample vulcanized composition (cylindrical test specimen 4 mm in thickness and 400 mm 2 in cross-section) subjected to the sinusoidal load at a simple alternating shear stress with a frequency of 10 Hz under conditions of temperature sweep, under steady voltage of 0.7 MPa: registering the tan loss angle tg (δ) observed at -10 ° C (i.e. tg (δ) -10 ° C ). The deformation amplitude is also scanned at the same sample at a temperature of 40 or 60 ° C from 0.1 to 50% (forward stroke), and then from 50 to 1% (reverse stroke): the maximum value of the loss tangent is recorded for the reverse stroke, denoted by tg (δ) max . The nonlinearity, denoted as ΔG *, is the difference in shear modulus between the deformation of 0.1% and 50% in MPa.
Следует помнить, что, как хорошо известно специалистам в данной области техники, значение tg(δ)max (в соответствии с разверткой амплитуды деформации при данной температуре) является репрезентативным для гистерезиса и сопротивления качению (чем меньше tg(δ)max, тем ниже гистерезис и, следовательно, сопротивление качению), тогда как значение tan(δ)-10°C (в соответствии с температурной разверткой при данной деформации) является репрезентативным для потенциала сцепления шины с мокрым дорожным покрытием (чем выше tg(δ)-10°C, тем лучше сцепление).It should be remembered that, as is well known to specialists in this field of technology, the value of tg (δ) max (in accordance with the sweep of the deformation amplitude at a given temperature) is representative of hysteresis and rolling resistance (the smaller tg (δ) max , the lower the hysteresis and, therefore, rolling resistance), while the tan (δ) -10 ° C value (in accordance with the temperature sweep for a given deformation) is representative of the wet grip potential of the tire (the higher tg (δ) -10 ° C the better grip).
3 - Результаты3 - Results
Композиции и их свойства приведены в таблицах 3 и 4 ниже.Compositions and their properties are shown in tables 3 and 4 below.
Свойства композиций в вулканизированном состоянии показывают, что композиции в соответствии с изобретением (композиции A и B) обладают свойствами гистерезиса, а также свойствами деформационного упрочнения и прочности на разрыв, значительно улучшенными по сравнению со свойствами контрольной композиции, в которой используется нефункционализированный IR (композиция C), что весьма благоприятно для получения шины, обладающей пониженным сопротивлением качению при применении композиции в соответствии с изобретением либо в качестве поверхности качения шины, либо в качестве подстилающего слоя поверхности качения шины, либо также в качестве резины для боковой стенки.The properties of the compositions in the vulcanized state show that the compositions in accordance with the invention (compositions A and B) have hysteresis properties, as well as strain hardening and tensile strength properties, significantly improved compared to the properties of the control composition, which uses unfunctionalized IR (composition C ), which is very favorable for obtaining tires with reduced rolling resistance when using the composition in accordance with the invention or as a surface ty of the tire rolling, either as a base layer of the tire rolling surface, or also as rubber for the side wall.
При применении композиции в соответствии с изобретением в качестве поверхности качения шины, кроме того, сохраняется качество сцепления шины с мокрым дорожным покрытием (сходные значения tg(δ)-10°C).When applying the composition in accordance with the invention as the rolling surface of the tire, in addition, the adhesion quality of the tire to wet road surfaces is maintained (similar values of tg (δ) -10 ° C ).
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Характеристическую вязкость определяют путем измерения времени течения (t) раствора полимера и времени течения толуола (t0) в капиллярной трубке. Скорость течения толуола и скорость течения 0,1 г/дл раствора полимера (C) измеряют в трубке Уббелоде (диаметр капилляра 0,46 мм, емкость от 18 до 22 мл), помещенной в ванну с термостатическим контролем при 25±0,1°C.The intrinsic viscosity is determined by measuring the flow time (t) of the polymer solution and the flow time of toluene (t 0 ) in the capillary tube. The toluene flow rate and the flow rate of 0.1 g / dl of the polymer solution (C) are measured in a Ubbelode tube (0.46 mm capillary diameter, 18 to 22 ml capacity), placed in a thermostatically controlled bath at 25 ± 0.1 ° C.
Характеристическую вязкость получают с помощью следующего отношения:The intrinsic viscosity is obtained using the following relationship:
где C - концентрация раствора полимера в толуоле в г/дл;where C is the concentration of the polymer solution in toluene in g / dl;
t - ремя течения раствора полимера в толуоле в секундах;t is the flow rate of the polymer solution in toluene in seconds;
t0 - время течения толуола в секундах;t 0 - toluene flow time in seconds;
ηinh - характеристическая вязкость, выраженная в дл/г.η inh is the intrinsic viscosity, expressed in dl / g.
Claims (51)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1450005 | 2014-01-02 | ||
FR1450005A FR3015980B1 (en) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | PROCESS FOR THE CONTINUOUS SYNTHESIS OF A FUNCTIONALIZED DIENE ELASTOMER. |
PCT/EP2014/077845 WO2015101478A1 (en) | 2014-01-02 | 2014-12-15 | Method for the continuous synthesis of a functionalised diene elastomer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016131343A RU2016131343A (en) | 2018-02-07 |
RU2653851C2 true RU2653851C2 (en) | 2018-05-15 |
Family
ID=50976748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131343A RU2653851C2 (en) | 2014-01-02 | 2014-12-15 | Method of the functionalized diene elastomer continuous synthesis |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3015980B1 (en) |
RU (1) | RU2653851C2 (en) |
WO (1) | WO2015101478A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005085304A1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Bridgestone Corporation | Continuous polymerization reactor |
EP1939221A2 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Bridgestone Corporation | A method for producing functionalized cis-1,4polydienes having high cis-1,4-linkage content and high functionality |
RU2464280C2 (en) * | 2006-12-27 | 2012-10-20 | ДжейЭсЭр КОРПОРЕЙШН | Method of producing modified conjugated diene polymer, modified conjugated diene polymer and rubber composition |
RU2011135031A (en) * | 2009-01-23 | 2013-02-27 | Бриджстоун Корпорейшн | POLYMERS FUNCTIONALIZED BY POLICE COMPOUNDS |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3770710A (en) | 1971-08-23 | 1973-11-06 | Firestone Tire & Rubber Co | Bulk polymerization of diolefins |
WO2001034658A1 (en) | 1999-11-12 | 2001-05-17 | Bridgestone Corporation | Modified polymers prepared with lanthanide-based catalysts |
JP4820529B2 (en) | 2000-11-09 | 2011-11-24 | ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン | Catalyst system and method for producing elastomer using the system |
KR101010865B1 (en) | 2002-05-16 | 2011-01-26 | 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이. | Catalytic system for preparing polybutadienes and preparation method |
WO2005087824A1 (en) | 2004-03-02 | 2005-09-22 | Bridgestone Corporation | Bulk polymerization process |
JP5554470B2 (en) | 2005-04-15 | 2014-07-23 | 株式会社ブリヂストン | Rubber composition and tire |
FR2886937B1 (en) | 2005-06-14 | 2007-08-10 | Michelin Soc Tech | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A DIENE ELASTOMER, SUCH AS A POLYBUTADIENE |
FR2892121B1 (en) | 2005-10-19 | 2008-01-04 | Michelin Soc Tech | PROCESS FOR THE CONTINUOUS PREPARATION OF A CATALYTIC SYSTEM FOR POLYMERIZING A CONJUGATED DIENE, AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
FR2899903B1 (en) | 2006-04-14 | 2012-01-06 | Michelin Soc Tech | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A DIENE ELASTOMER, SUCH AS A POLYBUTADIENE |
FR2939800B1 (en) | 2008-12-15 | 2011-06-17 | Michelin Soc Tech | PROCESS FOR PREPARING A FUNCTIONALIZED DIENE ELASTOMER, SUCH AS A POLYBUTADIENE. |
FR2939801B1 (en) | 2008-12-15 | 2010-12-31 | Michelin Soc Tech | PROCESS FOR PREPARING A FUNCTIONALIZED DIENE ELASTOMER, SUCH AS A POLYBUTADIENE. |
-
2014
- 2014-01-02 FR FR1450005A patent/FR3015980B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-12-15 WO PCT/EP2014/077845 patent/WO2015101478A1/en active Application Filing
- 2014-12-15 RU RU2016131343A patent/RU2653851C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005085304A1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Bridgestone Corporation | Continuous polymerization reactor |
RU2464280C2 (en) * | 2006-12-27 | 2012-10-20 | ДжейЭсЭр КОРПОРЕЙШН | Method of producing modified conjugated diene polymer, modified conjugated diene polymer and rubber composition |
EP1939221A2 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Bridgestone Corporation | A method for producing functionalized cis-1,4polydienes having high cis-1,4-linkage content and high functionality |
RU2011135031A (en) * | 2009-01-23 | 2013-02-27 | Бриджстоун Корпорейшн | POLYMERS FUNCTIONALIZED BY POLICE COMPOUNDS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3015980A1 (en) | 2015-07-03 |
RU2016131343A (en) | 2018-02-07 |
FR3015980B1 (en) | 2016-02-05 |
WO2015101478A1 (en) | 2015-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9040644B2 (en) | Process for preparing a diene elastomer, such as a polybutadiene | |
AU2002221777B2 (en) | Synthetic polyisoprenes and their preparation method | |
EP1557433B1 (en) | Process for the preparation of polybutadiene with a low branching degree | |
CA2427984A1 (en) | Catalytic system and method for preparing elastomers using same | |
EP2376544B1 (en) | Method for preparing a functionalised diene elastomer such as polybutadiene | |
HUE025588T2 (en) | Process for producing diene polymers | |
WO2010139449A1 (en) | Catalytic system for conjugated diene polymerisation, polymerisation method and functional polymer obtained | |
EP2376543B1 (en) | Process for preparing a functionalized diene elastomer, such as a polybutadiene | |
CN100365030C (en) | Synthetic branched polyisoprenes and process for obtaining them | |
US11479618B2 (en) | Functionalised polybutadiene synthesis process | |
RU2675540C1 (en) | Method for preparing a system for modification of polydienes, modified polydienes, rubber mixtures based on modified polydienes | |
US9809661B2 (en) | Process for continuous synthesis of a diene elastomer | |
RU2653851C2 (en) | Method of the functionalized diene elastomer continuous synthesis | |
CA2506181C (en) | Method for obtaining a butadiene hompolymer in the presence of mono-olefin(s) with 4 carbon atoms | |
EP2928929B1 (en) | Multicomponent catalytic system, process for preparing same and isoprene polymerization process using same | |
US4430487A (en) | Shortstop for synthetic cis-1,4-polyisoprene | |
US11427653B2 (en) | Continuous method for producing a diene elastomer | |
WO2015101477A1 (en) | Continuous process for the synthesis of a functionalized polyisoprene | |
JP6701764B2 (en) | Vinyl cis-polybutadiene rubber and method for producing the same | |
RU2569308C2 (en) | Method of producing diene polymers or statistical vinylarene-diene copolymers | |
RU2374270C1 (en) | Butadiene rubber and method of producing said rubber | |
RU2192435C2 (en) | Method of production of plasticized low-viscous polybutadiene | |
SU336877A1 (en) | G .. - '' h i Y * 5. _ ,, "^ i ^ --- ^ •. f. - • .. •“ l 1 '“P L * {^^ ™ c' '^ L ^. Ji ^' ^^. J: ^^ ^^^^^^^ Foreign company "Mitsui Petrochemical Industries Limited" (Japan) | |
JP2000212219A (en) | Preparation of modified polybutadiene, modified polybutadiene and rubber composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190702 Effective date: 20190702 |