丁二烯聚合反应

天元航材是一家生产销售端羟基聚丁二烯等化工原材料的厂家，其中端羟基聚丁二烯是一种液体遥爪聚合物，是一种新型液体橡胶，属于丁二烯的小分类。那么您了解丁二烯聚合反应是怎么样发生的吗？今天小编给大家介绍一下吧！

聚丁二烯主要用作合成橡胶，聚丁二烯溶液聚合常与丁苯橡胶或天然橡胶并用，做轮胎、胎面和胎体。 此外，因其具有耐磨的特性，可用于传送带、包皮、鞋底、摩托车零件等。 聚丁二烯是属于丁二烯的聚合物，那么，丁二烯是怎么聚合的？
丁二烯，在5～50℃时，自由基聚合产物主要为反式-1、4-结构； 在烃类溶剂中进行负离子聚合时，顺式-1,4-结构占35%；在四氢呋喃中聚合，主要形成1,2-结构； 在钛、钴、镍、稀土催化剂的齐格勒-纳塔型配位聚合可得到高线性1,4-结构（90%～99%），钒系催化剂可合成高反式结构，钒、铬和钼系催化在一定条件下可以得到1, 2-聚丁二烯。
丁二烯的自由基乳液聚合
典型的乳液体系包含水、引发剂、单体和乳化剂（肥皂）。常用的引发剂有过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、对异丙苯过氧化氢和偶氮二异丁腈。调节剂为硫醇，主要起链转移作用，可调节分子量。通过乳液聚合不能得到结构化的聚丁二烯。例如，丁二烯乳液聚合，在5～50℃时，所得聚合物微观结构如下：反式1,4占69%~62%；cis-1、4占13%～19%； 1,2结构占17%-19%。
丁二烯的阴离子聚合
最古老的方法是用钠作为催化剂，德国和苏联都生产了顺丁钠橡胶；美国用丁基锂生产聚丁二烯。烷基锂因其易于控制引发过程而被广泛用于研究丁二烯的负离子聚合。金属锂或丁基锂在烃类溶剂中聚合得到的聚丁二烯中cis-1,4的结构含量约为35%，可用于生产低顺丁橡胶。在四氢呋喃溶液中，主要形成1,2结构。
丁二烯的配位聚合
使用齐格勒-纳塔催化剂可以合成具有不同立体结构的聚丁二烯。有四种在工业上非常重要的催化剂：钛、钴、镍和稀土催化剂体系。丁二烯本体聚合是在没有或几乎没有溶剂或稀释剂的条件下进行的，因为没有溶剂，而且反应速度比丁二烯溶液聚合快得多，所以聚合反应的时间会增加几十倍，甚至几百倍。此外，由于没有缩合、洗涤、脱水和溶剂回收，现有的合成顺丁橡胶生产工艺将大大简化。与现有溶液聚合法相比，能耗、主要化工设备、厂房占地面积和操作人员都将大大减少，这将使合成顺丁橡胶技术面貌焕然一新，带来巨大的社会效益和经济效益。
下面给大家介绍丁二烯单体聚合成聚丁二烯的发展历程

丁二烯聚合反应速度很快，反应物料粘度过高，导致一些聚合反应工程问题，如搅拌、运输、热量输出、产品质量控制等，都极难解决。这也是国外多年来一直致力于这项技术的研发，但尚未实现产业化的主要原因。

在二战期间，德国人和俄罗斯人已经通过碱金属催化剂、间歇法和本体聚合法合成了聚丁二烯和聚二甲基丁二烯。聚丁二烯也已通过将催化剂添加到含有丁二烯单体的小瓶中来制备。由于本体聚合反应基本不可控，聚合物均匀性差，凝胶的形成是一个常见问题，分子量难以控制。由于这些原因，通过本体聚合将1，3-丁二烯单体聚合成聚丁二烯的方法尚未被广泛认为是工业上可行的方法。随后，发现使用镍催化剂体系进行 1, 3-丁二烯单体的连续本体聚合，可以大规模生产具有均匀分子量的高顺式聚 1, 4-丁二烯，并具有高转化率。在高度顺式聚 1, 4-丁二烯中，至少 85% 的丁二烯重复链段具有顺式 1, 4-异构体结构。

1, 3-丁二烯通过本体聚合连续聚合成高度顺式聚(1, 4-丁二烯)的方法包括以下3个步骤：

(1)将1, 3-丁二烯加入反应区，催化剂体系由有机铝化合物、可溶性含镍化合物和含氟化合物；

(2)利用反应区充分汽化冷却的反应条件，保持反应温度在10～130℃范围内，使加入的1,3-丁二烯以至少60%左右的转化率聚合成高度顺式聚 1, 4-丁二烯；

(3) 高度顺式聚1, 4-丁二烯从反应区连续排出。

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