聚丁二烯的合成方法和應(yīng)用及其進展.PPT

1、1,聚丁二烯的合成方法和應(yīng)用及其進展,2,CONTENTS,簡介,01,合成方法,02,應(yīng)用,03,進展,04,3,丁二烯,丁二烯工業(yè)上主要是1，3-丁二烯, CH2CHCHCH2，無色氣體，有特殊氣味。稍溶于水，溶于乙醇、甲醇，易溶于丙酮、乙醚、氯仿等，是制造合成橡膠、合成樹脂、尼龍等的原料,一、簡介,4,聚丁二烯 polybutadiene 1，3-丁二烯的聚合物，英文縮寫PB。隨所用催化劑、聚合方法和聚合條件的不同而生成各種不同結(jié)構(gòu)的聚丁二烯,5,由于聚丁二烯合成方法及工藝條件的不同，通常會產(chǎn)生3種異構(gòu)體 ： 1，2-聚丁二烯、順式1，4-聚丁二烯、反式1，4-聚丁二烯，通常的市售品是上

2、述這3種結(jié)構(gòu)的混合物，只是各種結(jié)構(gòu)的相對含量不同。不同聚丁二烯的結(jié)構(gòu)如下表所示,6,7,不同結(jié)構(gòu)的聚丁二烯之性能差別很大。 順-1，4-聚丁二烯（CBR）有高彈性和低滯后性，高抗拉強度和耐磨性，拉伸時可結(jié)晶。 高反式-1，4-聚丁二烯的結(jié)晶性大，回彈性差。 1，2-聚丁二烯為非晶態(tài)，低溫性能較差。 對于1，4-加成的雙烯類聚合物，由于內(nèi)雙鍵上的基團在雙鍵兩側(cè)排列的方式不同而有順式構(gòu)型與反式構(gòu)型之分，如聚丁二烯有順、反兩種構(gòu)型： 其中順式的1，4-聚丁二烯，分子鏈與分子鏈之間的距離較大，在常溫下是一種彈性很好的橡膠；反式1，4-丁二烯分子鏈的結(jié)構(gòu)也比較規(guī)整，容易結(jié)晶，在常溫下是彈性很差的塑料,8

3、,二、合成方法,自由基乳液聚合 典型的乳液體系含水、單體、引發(fā)劑和乳化劑。常用引發(fā)劑有：過硫酸鉀、過氧化二苯甲酰、對異丙苯過氧化氫和偶氮二異丁腈。調(diào)節(jié)劑為硫醇，主要起鏈轉(zhuǎn)移作用，可調(diào)節(jié)分子量。 乳液聚合不能得到結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚丁二烯 。例如，丁二烯于550進行乳液聚 合,所得聚合物的微觀結(jié)構(gòu)如下：順式 1,4占1319;反式-1,4占6269;1,2結(jié)構(gòu)占1719,9,陰離子聚合 最老的方法是用鈉作催化劑，德國和蘇聯(lián)都生產(chǎn)過丁鈉橡膠；美國用丁基鋰生產(chǎn)聚丁二烯。由于用烷基鋰容易控制引發(fā)過程，廣泛用來研究丁二烯的負(fù)離子聚合。用金屬鋰或丁基鋰在烴類溶劑中聚合得到的聚丁二烯中，順式-1,4結(jié)構(gòu)含量約為35

4、，可用于生產(chǎn)低順丁橡膠;而在四氫呋喃溶液中主要形成1,2結(jié)構(gòu),10,配位聚合 用齊格勒-納塔催化劑可合成出不同立體結(jié)構(gòu)的聚丁二烯。工業(yè)上重要的催化劑有四種：鈦、鈷、鎳和稀土催化劑體系,11,聚丁二烯主要用作合成橡膠，溶液聚合的聚丁二烯常與丁苯橡膠或天然橡膠并用，做輪胎的胎面和胎體。這種輪胎的可以增加抗磨損性、提高抗熱降解性能及防止輪胎側(cè)壁和骨架的破裂,三、聚二丁烯的應(yīng)用,12,輪胎生產(chǎn)商使用聚丁二烯和丁苯橡膠（SBR）結(jié)合生產(chǎn)客用汽車和小型卡車，聚丁二烯和天然橡膠相結(jié)合生產(chǎn)大型卡車及公共汽車輪胎。 聚丁二烯改性的抗沖擊聚苯乙烯也用在許多消費產(chǎn)品中。如電器產(chǎn)品、體育用品，一些有選擇性的工業(yè)產(chǎn)品，

5、如傳送帶、軟管、封條及墊圈等,13,四、聚丁二烯橡膠的研究進展,目前，我國聚丁二烯橡膠行業(yè)具有如下特點： （1）供需快速增長，在全球聚丁二烯橡膠生產(chǎn)中所占地位不斷提高。2013 年，我國合成橡膠的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過美國，中國大陸是目前世界上最大的聚丁二烯橡膠生產(chǎn)國家。另外，隨著我國汽車、電子電器行業(yè)的高速發(fā)展及輪胎、鞋等橡膠制品出口的快速增長，我國順丁橡膠的表觀消費量也不斷增長,14,2）供應(yīng)格局發(fā)生變化，投資主體多元化。以前，我國聚丁二烯橡膠生產(chǎn)裝置主要集中在中國石化和中國石油兩大集團公司，近幾年，由于外資和民營資本的介入，形成了中石化、中石油和民營或者合資企業(yè)共存的生產(chǎn)格局。 （3）生產(chǎn)品種不斷增加，除了傳統(tǒng)的鎳產(chǎn)品之外，還引進技術(shù)生產(chǎn)鋰系低順式聚丁二烯橡膠和稀土聚丁二烯橡膠 產(chǎn)品,15,我國聚丁二烯橡膠還存在許多問題,主要表現(xiàn)在我國目前生產(chǎn)的聚丁二烯橡膠以鎳系聚丁二烯橡膠為主,產(chǎn)品牌號少,工藝水平低于國外,產(chǎn)品出口量小,在輪胎、膠帶、膠管等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中的消費量增長緩慢等;對低順式聚丁二烯橡膠、稀土聚丁二烯橡膠等具有光明前景的產(chǎn)品開發(fā)力度不夠,推廣應(yīng)用受局限,16,因此，我國聚丁二烯橡膠生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該積極拓寬出口渠道,緩解國內(nèi)進口產(chǎn)品的競爭壓力