одить при строго еквімолекулярном співвідношенні алюмінію та титану. При співвідношенні А1: Ti gt; 1 поряд з цис - 1,4-поліізопреном утворюються олігомери - циклічні і лінійні димери ізопрену, що призводить до зниження міцності й еластичності вулканизатов.
Приготування каталітичного комплексу є однією з найважливіших стадій процесу, значною мірою визначає швидкість полімеризації і структуру одержуваного каучуку. Освіта комплексу протікає з високою швидкістю, пов'язане з виділенням великої кількості теплоти і супроводжується рядом побічних процесів.
Великий вплив на властивості каучуку надає чистота вихідних компонентів каталітичного комплексу. У TiCl 4 неприпустимо присутність навіть слідів НСl, ТЮСl 2, ССl 4, SiCl 4 і VОСl 3. Повинен застосовуватися тільки свежеперегнанного без доступу повітря TiCl 4.
Кисень і вода також руйнують каталізатор, тому їх вміст в технічному азоті, використовуваному на всіх стадіях виробництва каучуку СКІ - 3, суворо регламентується: масове вміст кисню не повинен перевищувати 0,05%, вологи - 0,001%.
Найбільш сильною отрутою для «титанового» каталізатора є циклопентадієн. При його змісті 1,5-10 ~ 3 моль/л каталізатор руйнується повністю. На полімеризацію сильно впливають також азот-, кисень- і сірковмісні сполуки. Присутність диметилформаміду або бутілмеркаптана помітно зменшують швидкість полімеризації і зміст цис - 1,4-ланок у поліізопрене. До каталітичним отрут укіс також ацетиленові та Альонова вуглеводні. Зважаючи зазначеного зміст цих отрут в каталізаторі, ізопрену, бутадієном і розчиннику суворо регламентується. Допустиме масовий вміст шкідливих домішок у ізопрену коливається від 0,002 до 0,0005%, а в бутадієном від 0,001 до 0,0001%. У розчиннику гранично допустимий вміст домішок (в) таке: Карбонільні з'єднання 0,001%, Пероксидні з'єднання 0,0005%, Хлориди 0,0005%, Азотисті сполуки 0,0005%, Органічні і неорганічні кислоти відсутня.
Розчинник. Полімеризацію ізопрену проводять в інертному розчиннику - це необхідно для підтримки системи в рідкому стані, полегшення осадження системи і виділення отриманого полімеру.
В якості розчинників використовують аліфатичні й ароматичні сполуки, добре розчиняють утворюється полімер, такі як гептан, гексан, циклогексан, бензол. Природа розчинника не впливає на структуру каучуку, але швидкість полімеризації і глибина перетворення залежать від швидкості розчинення полімеру в розчиннику. Найбільш висока швидкість полімеризації спостерігається при застосуванні бензолу і ізопентану.
Наявність води призводить не тільки до руйнування каталізатора, але й до порушення співвідношення компонентів каталітичного комплексу та до погіршення якості каучуку. Тому при стереорегулярность полімеризації необхідно якомога повніше усунення води з реакційного середовища.
Якість мономера. Помітні кількості циклопентадієну в ізопрену і розчиннику сильно гальмують полімеризацію. Інші перераховані вище домішки також зменшують швидкість полімеризації, знижують вміст в полімері цис - 1,4-ланок, молекулярну масу поліізопрену і погіршують якість одержуваного каучуку.
Температура полімеризації. Реакція полімеризації ізопрену екзотермічності, її можна представити рівнянням
nC 5 H 8 gt;- (C 5 H 8) n + 75 КДж/моль
Тому окрім каталізатора і домішок на швидкість полімеризації ізопрену і мікроструктуру одержуваного каучуку великий вплив робить температура процесу. Однією з небажаних побічних реакцій при полімеризації ізопрену на комплексних каталізаторах Циглера -Натта є утворення висококиплячих олігомерів, які практично неможливо повністю видалити з полімерізата прийнятими в даний час методами дегазації. Залишаючись в каучуках, олігомери надають їм неприємний запах і погіршують фізікомеханіческіх властивості вулканизатов. Вихід олігомерів зростає з підвищенням температури полімеризації.
Оптимальна температура полімеризації, при якій утворюється мінімальна кількість олігомерів, становить 20 ° С. Однак при такій температурі різко знижується швидкість реакції. Тому на практиці полімеризацію проводять при 25-40 ° С і навіть трохи вище.
Інші фактори. Швидкість полімеризації пропорційна концентрації мономера і каталізатора в розчині і температурі процесу. Температура і концентрація мономера в розчині впливають також на молекулярну масу одержуваного полімеру: з пониженням температури реакції і підвищенням концентрації мономера молекулярна маса каучуку підвищується. Ступінь конверсії мономера не робить помітного впливу на властивості СКІ - 3.
Процес отримання цис-поліізопрену складається з наступних основних стадій:
. полімеризація ізопрену;
