反式-1,4-聚异戊二烯的合成新技术及其在高速节能轮胎中的应用

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
中日橡胶技术交流会论文集
反式一,- 14聚异戊二烯的合成新技术
及其在高速节能轮胎中的应用
卜于 夕 大
1 .4一木 才夕了于夕。 ) 1 0 合成七 高速 木沙午 一前的夕才弋 上店用
黄宝深 姚 筱
( 青岛科技大学 高分子科学与工程学院 山东 青岛 264) 602
黄宝探 姚薇
2. 5% ro城 九主于_ C } , ,
摘 要: 简要介绍了 采用负 载钦体系催化异戊二烯本体沉淀聚合法合成高反式一4 1- ,聚异戊二烯( I T) P 的新技术、 工艺流程和技术经济指标。 并对T I P 硫化胶、共混胶的 动态力学性能, 重点是作为胎面胶的
三大行驶性能即滚动阻力、牵引力和耐磨性能等进行了 探讨。结果表明: P T I的滚动阻力和生热在轮胎 常用橡胶中是最低的, 其并用胶都有降低滚动阻力和生热的特点。 0 2 质量份T I 以2^ 5 P 取代等量的S R B 用于胎面胶, 试制了小批量轿车和轻型载重半钢丝子午线轮胎,机床试验和里程试验结果均达到或超过 有关标准,百公里油耗降低率达2 % . 左右。 5
项已获授权)
黄宝深等. 1 反式一,今聚异戊二烯的合成新技术及其在高速节能轮胎中的应用
反式一4 1- ,聚异戊二烯(a - o ip n T n 1- ls re即 TI r s,P yo e 4 P 又称合成杜仲胶或古塔波胶 ( uaeh ) Gt-r a tp c
R be ,与通用天然橡胶 ( R 或异戊橡胶 ( ) ubr) N) I 是同分异构体。由于T I R P 在室温下的易结晶性, 表 观为一种热塑性塑料,但软化点仅 6℃ 0 左右, 可作为无须制模而直接在身体上模型的医用夹板、矫形及
9 ^9 4 6 9 ^-5 3 9
*MC 3t0 : 01 用于医用材料或注塑产品: C 5t0 r M r 0 1 用于一般橡胶制品和形状记忆材料; =0 1 作轮胎用胶( ML 710 动 态性能好) 斑 9 本技术合成T I P 的碗漪耗定扭和成本估算
国 外 技
催化体 系

本 发



V 1 V I C3 i Ro C3 C。 , 或V lPO ) ((
10^ 0 g P g 0 U V 00 2 0 T
溶液聚合
<1 % 0
负载型T J g 1 IM C2 i C
密 ,m / 3 度g c
灰份, %
残留VT , m ()p ' p
凝胶, %
05 .( 1 脱灰处理后) 5 ( 脱灰处理后)
0 少量微凝胶 2 9
45 0
< 4 0 . < 无须处理) 0( . 3 5 0 <0无须处理) 2(

#A J 异戊二 P 烯U) 催化剂(O T 活化剂(l A)
防老剂 6 24

¥ 9
纯度》9 % 9. 5
一 谭 不一一 - -  ̄ 一 - - 瓦畜一- - -- -  ̄一 1* 一  ̄ +
80 元尹 50 吨申
含钦量 1 % . 8
9g 几 l 0 A
催化活性
聚合工艺
>00 gPgi 约高3 倍) 500 T UT ( 0 本体沉淀聚合
10 0 %
单体浓度 体系粘度
很高
困难
很低
传热 , 传质
后处理脱灰
容易
工业品
20 1 行 0元 公
9 0元1 公斤 2 元/ 5 公斤
1 5吨 . 0 1 公斤 刀
HZ
纯度>9 9 9. % 9
折标准 K h w
3 元/ 0 N ' M
0 . K h 5元/ w
8 . 0公斤 1 0公斤 1 M} N
^- 0 Kwh 70
能耗( 水、电、气)

降低 1 2 / / 2 3

减少 5% 以 L 0

衰2 合成 TI P 的质.指标比较
催化 体系
V 1日 C ( 本) 3
溶液聚合
< I洲 ) 叹洲
VT 加拿大) /i (
Kr 一家仍在生产, ur a y 产量40 年左右, 0 吨/ 牌号为T - 1 主要供作医用材料。 P 0, 3
本课题组在国家自 然科学基金和国家八六三高技术研究发展计划新材料领域资助下,开发了一种采 用负载钦催化异戊二烯本体沉淀聚合, 直接获得粉粒状, I 新方法[ T 的 P r 4 1 ,反应如下式:
少量微凝胶
少量微凝胶
33 4
^4 0 0 9 ^9 4 6
4 5
拉伸强度, a MP 扯断伸长率, % 硬度, 邵 A
邵 D
33 4 33 4 4 0 0 ^ 5 0 0 50 0
成了年产几百吨T I P 的生产装置, 我国吉林化工公司研究院也于 8 年代进行了中试规模的研究, 0 这些专 利和生产装置,均是采用钒或钒/ 钦混合体系催化溶液聚合技术,即:
C H3

C = C C H2 C- H= H2
V C 或V C3 (R<AR v O I O I O ) I- } , M +
假肢材料、 运动和康复器具等1 又因TI 0 。 P 分子链本质上是不饱和柔性链( 为 6℃ T 一0 左右) 可用通常不 g , 饱和橡胶的 硫化方法进行交联,当交联密度不高时,是一种形状记忆功能材料[ L P ] :当交联密度达到一定 程度后, 则变成橡胶弹性材料[ 可见,P 兼具塑料和橡胶的双重性质, [ s ] 。 TI 是一种用途广泛的高分子材料。 由 于天然杜仲胶、 古塔波胶等资 源少、 提取困 难,价格昂 贵,所以 人工合成是发展这种新材料的主要方
芳烃或脂肪烃为溶剂
TI P胶液 ( 高粘度、低浓度)
O) p
由 催化 性 ( ^ X 护 . ) 工 流 杂, 耗 耗 规 又小, 生 成 难以 低, 于 活 低 仅1 2 1g I 艺 程复 能 物 高, 模 g , 所以 产 本 降
国际市场价格一直在 N 的十 R 倍以上,这在一定程度上限制了它的应用市场发展。据悉目 前只有日 本
作者简介: 黄宝深,男,1 4 9 年生, 4 教授, 博士生导师, 高分子材料专业, 主要研究方向为配位聚合合 成橡胶。 主持完成的 “ 高反式一 4 1 - , 聚异戊二烯的 合成及应用开发” 项目 1 9 家石油和化学工业 获 9 年国 9 局技术发明二等奖和 20 年国家技术发明二等奖。 0( ) 已发表学术论文 1 余篇, 请中国发明 2 0 申 专利 5 ( 项 2
向。
1 TI . 的合成 P
TI 单体异戊二 U ) 过特定的 体系定向 P是由 烯( 通 P 催化 聚合合成的。 最早的专 利见于1 5 ( .30 9 年( 5 94 5 I5 T 和G .44) 上世纪6- 0 B 35 , 8 4 0 7年代, 加拿大Pla公司, os yr 英国Dn p 和日 u r公 后建 ul 公司 本Kr 司先 o a y
产品反式一,一 1 结构含量可达 9% 4 8 以上,质量性能达到或接近国外同 类产品水平;() 4 无溶剂,因而省除 了大量溶剂及溶剂回收精制等问 题;() 5 聚合体系仅为聚合物颗粒在其单体中的悬浮液, 粘度低, 避免 了溶液聚合体系因高粘度带来的传热、传质等困难;()生产能耗物耗低;() 6 7 产品为粉粒状,可直接 使用 ( 粉末橡胶) () : 8 基本上无三废排放污染环境问题。由 此估算, 本法合成T I P 的生产成本, 不仅比 用钒体系溶液聚合法合成的T I P 低得多,而且也将比采用溶液聚合法合成的顺式异戊橡胶 (R I)更低。 这为TI P 的推广应用,特别是在高性能轮胎中的 应用创造了 有利条件。
青岛科技大学高分子科学与工程学院
d l 束青岛( 266042 )
要旨:负荷手夕二夕A触媒 七JI 夕沈殿重合全利用寸乙新 Up高 卜 AL 于J 7 1 , .4 一 一水少了夕了于
Y P)重合技衍己 (I T 。了口 七沐久午一J七 , 技衍指镖奎 概略的忆 招介L 衷U 。 九 TI 加硫化}J,混合nA0勤的力学性能、特4夕了个面=l0三。主众走行性能指镖、即色耘力 P , ' L ' , ; h 抵抗、 牵引出力己 耐摩擦性能心艺含探究L 衷U 圣0桔果、T I ; 抵抗七 九。 P 0耘力 勺 凳熟准常用x10 ' , 中忆」最低于、 C P混合, 寸尺"0 I T A毛 ' 耘7 h 抵抗七 癸熟含 减少寸乙 特性7扔h ) } 衷寸。 S R 代扣乙20 2 ) 含 B 一 5 %0含乘用章色Il夕7l 卜 f 夕 于7夕。半钥于少了A夕子个比用寸乙七 L 、 掇械点检七 走行点横。桔果寸,Z阴寸乙 < 镖举6逢寸石七 l } 越充乙 1 }n 4 卜L 。 00 一 I。才了I用量法 L
1 p
负载 型 本体 ( 无溶剂)
T粉 杏低 度 高 度 P 粒 (粘 、 浓 ) I
真 空 系 统
其工艺流程如图 1 所示,工艺技术、产品质量和消耗指标如表 13 -.
未 聚 IP
残液 罐
T I P干粉粒
.1 本体沉浪.合法生产 T. P 工艺泣扭示宜.
中 日橡胶技术交流会论文集
班 1 本技术与.外合成T I P 技术比较
关健词:反式一,- 14聚异戊二烯;本体沉淀聚合;动态粘弹性;胎面胶;高性能轮胎
荃金项目:国家八六三计划新材料领域项 目 (6- 5 0- 4 ) 83 1- 7 00 ,国家自 7 0 0 然科学基金项目 (9716 2108,
2 5 4 6 , 9 7 0 4 9 7 1 6 5 6 3 0 )
需要
不需要 残T 2pm ( i 0p ) <
不需要 简单
溶剂处理 I 艺流程
能耗 三废处理
大量溶剂需回收处理
复杂
装置投资
生产成本
很高 大量污水需处理 大
9 9
3 0
M衬* Iຫໍສະໝຸດ Baidu Ly m
结晶度, %
T % m,
2^9( 0 0按需调节) *
 ̄ 0 3 -6 0 09 .6
3 6 6 7 09 .6
^3 0元 5 14 5元 07
吨消耗成本

. 目前 国内市场售价
由图 1 可见,本技术合成 T I 和表 1 -3 P 的特点是:() 1 工艺流程简单, 投资少;() 2 催化活性
高, 前己 x / 以 比 目 达5 ' g 上, 钒或钒/ 1g 0 钦体系提高了 0 无须后处理脱灰工序( i 0p) () 约3 倍, 残T< pm; 2 3
溶液聚合
V p吉化) /i (
溶液聚合
负载钦( 本技术)
本体沉淀聚合
39 8
聚合工艺 催化活性, 眺 反1 , 4结构, %
> 00 50 1 0旧^ 0 0 20 0 1 0 ^20 1 00 0 9 8 >6 9 3 0 3 0  ̄ 0 3 ^30 - 6 0 -6 0 09 .6 09 .6
相关文档
最新文档