异戊橡胶

99.5
＜0.0003 ＜0.008 ＜0.005
0.5
99.4 ＜0.005 ＜0.005 ＜0.005
＜0.0005
异戊橡胶
无论采用什么方法生产异戊二烯，如何获得廉价的异戊二烯单体都是制约合 成异戊橡胶发展的关键。
2．引发剂体系 用于生产异戊橡胶的引发剂体系主要有齐格勒引发剂中的Ti系（TiCl4和 AlR3）、Li系（LiC4H9）和有机酸稀土盐三元引发体系（如[Ln(naph)3Al(C2H5)3Al(C2H5)2Cl]和 [Nd(RCOO)3-Al(C2H5)3-Al2(C2H5)3Cl3]）。后者是我国采用的，它 克服了Ti系凝胶含量高，挂胶严重，非均相引发剂体系加料困难等弱点，异戊橡 胶顺式-1，4-结构含量为93%～94%，最高达97%。
异戊橡胶
控制、传热、反应终止、凝集、干燥等。
2 1
10
8
11
溶剂 17
15
去回收车间
6
7
异戊二烯
45
3
引发剂
13 水
9
防老剂
19
20
18
16 蒸汽
包装入库
12
14
异戊橡胶
将干燥后的单体与溶剂（异戊烷、环已烷、苯、甲苯等）混合后，再与配制 好的引发剂混合进入多个串连聚合釜反应，当达到一定转化率和门尼粘度时进入 引发剂洗涤塔除去引发剂，然后加入防老剂（防老剂D或H等），进入混胶罐混 合，再送入凝集釜用热水凝集，用蒸汽蒸出未反应的单体与溶剂，回收后循环使 用。在此过程中，为防止凝结成块而向水中加入少量氧化锌等分散剂。凝集后， 从水中分离出胶粒，通过热风干燥机或挤压脱水，再经膨胀干燥等后，压块、包 装即得成品。
异戊橡胶
异戊橡胶（IR）是以异戊二烯为单体经过配位聚合而得到的聚顺1，4-异戊
二烯弹性体的简称，又称为“合成天然橡胶”。是世界上次于丁苯橡胶、顺丁橡 胶而居于第三位的合成橡胶。
一、主要原料
1、单体
异戊二烯是无色易挥发的刺激性液体，有一定的毒性，溶于一般的烃、醚、
酮，但不溶于水，能与许多化合物形成二元共沸物。异戊二烯的主要物性参数如
异戊橡胶
100%），可省去单体回收工序。不足之处是顺式-1，4含量低，相对分子质量高， 分布窄，给加工带来一定的困难；并且对氧、水、硫等非常敏感，因此对操 作条件要求很严格。
三、异戊橡胶的结构、性能及用途
由于异戊橡胶具有与天然橡胶相似的化学组成、立体结构和物理机械性能， 因此它是一种综合性能好的通用合成橡胶。两者的差别在于异戊橡胶的顺式-1， 4结构含量（92%～97%）没有天然橡胶高（＞98%）；结晶性能低于天然橡胶；相 对分子质量低于天然橡胶，并且带部分支链和凝胶。因此造成两者的物理性能不 完全一样如表9-2所示。与天然橡胶相比还具有质量均一，纯度高；塑炼时间短，
下：
沸点
34.067℃
熔点
－145.95℃
闪点
－4.8℃
自燃点
220℃
聚合热
71.13kJ/mol
密度（20℃） 0.6810g/cm3
折光率（20℃） 1.42194
粘度（20℃） 0.216cP
临界温度 211℃
临界压力
3.91MPa
异戊二烯具有活泼的共轭双键，可以进行取代、加成、成环和聚合反应。在
混炼加工简便；颜色浅；膨胀和收缩小；流动性好的优点。但也有纯胶料的 强拉伸性能低，在含炭黑量相等时，拉伸强度、定伸应力、撕裂强度较低， 硬度较小。
异戊橡胶单独使用也可以与天然橡胶、顺丁橡胶等配合使用。主要用于作轮 胎的胎面胶、胎体胶和胎侧胶，以及胶鞋、胶带、胶粘剂、工艺橡胶制品、浸渍 橡胶制品及医疗、食品用橡胶制品等。
存放过程中，有少量氧存在下，受光或热的作用，可以生成二聚体用过氧化物，
因此贮存时要加入0.005%以上的叔丁基邻苯二酚或对苯二酚等阻聚剂，但在聚合
异戊橡胶
合前要用蒸馏或洗涤的方法除去。
异戊二烯主要用于合成异戊橡胶和丁基橡胶。
异戊二烯单体的生产方法有抽提法（石油裂解产物C5馏分中抽提）、脱氢法 （异戊烷、异戊烯脱氢）、合成法（通过乙炔-丙酮法、异丁烯-甲醛法合成）。
二、异戊橡胶的生产原理与工艺
1、聚合原理 属于配位聚合，其聚合机理参见有关内容。 2．异戊橡胶生产工艺 因为Ti系应用较多，所以以Ti系引发剂引发生产异戊橡胶为例进行介绍。 该生产工艺过程与顺丁橡胶类似，采用连续溶液聚合流程，如下图所示。 聚异戊二烯的生产过程与顺丁橡胶的生产过程有许多相同之处，如单体浓度
在异戊橡胶生产过程中需要注意主要问题是不同引发剂体系其操作条件不同。 Ti系引发剂的组分配比以Al/Ti＝1∶1时最佳，并且配制温度越低，引发剂 活性越大。引发剂在溶剂中的溶解状态对聚合过程中凝胶的产生有很大影响，如 以脂肪烃类为溶剂Ti系引发剂就属于非均相体系，凝胶含量可达20%～30%；以芳 烃为溶剂，凝胶含量较低，结构比较疏松。凝胶的产生对传热、物料输送等造成 影响。 如果采用Li系引发剂生产的异戊橡胶，其大分子为高度线性化，相对分子质 量与天然橡胶相近；采用这种引发剂是均相体系，无凝胶，转化率高（95%～
其中不同的生产方法其产物的质量规格不甚一样，如下表所示。
不同生产方法获得的异戊二烯单体的质量对比
纯度及杂质含量，%
脱氢法
抽提法
合成法
异戊二烯 二聚体
环戊二烯 戊二wk.baidu.com 炔烃 烯烃 烯烃
羰基化合物 过氧化合物
硫 乙腈
97 ＜0.1 ＜0.0001 ＜0.008 ＜0.005 ＜1.0 ＜2.8 ＜0.001 ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0008