шевого, доступного сировини. Недоліки цього методу: многостадийность, велика витрата сировини і енергозасобів, складність очищення ізопрену-сирцю від небажаних домішок, (ціклопеопентадіена, карбонільних і ацетиленових сполук та інших.). Крім того, що утворюється в якості побічного продукту піперілен (близько 10% від кількості ізопрену) не знайшов до теперішнього часу раціонального використання.
. 7 стереоспецифічні полімеризації ізопрену
При полімеризації ізопрену можна, залежно від порядку розкриття подвійних зв'язків, отримати ланки чотирьох типів:
У полімерах з цис - 1,4- або транс - 1,4-ланок ймовірно приєднання молекул ізопрену «голова до хвоста» (C1-С4), «голова до голови» (С1-С4) або «хвіст до хвоста »(С4-С4); 3,4- або 1,2-поліізопрен можуть мати інше розташування бічних заступників, що призводить до отримання полімерів нерегулярної структури. Мікроструктура поліізопренов робить вирішальний вплив на властивості гум на їх основі. При вмісті в полімерах до 60% 1,2- і 3,4-ланок міцність і еластичність ненаповнених вулканизатов дуже малі. При 100% -ном змісті цих ланок і каучук і гуми з нього сильно закристалізовані. Для цис - 1,4-поліізопрену невеликий вміст структурних неоднорідностей сильно впливає на швидкість кристалізації полімеру.
Для дослідження мікроструктури стереорегулярних полімерів використовуються інфрачервоні і магнітнорезонансна спектри полімерів.
Зміст цис - 1,4-ланок визначається в основному типом каталізатора, застосовуваного для полімеризації ізопрену. Так, застосування ціглеровскіх (на основі тетрахлорида титану і алюмінійалкілов) каталізаторів дозволяє отримати поліізопрен, що містить до 98% цис - 1,4-ланок, з'єднаних за принципом «голова до хвоста», з фізико-механічними властивостями близькими до властивостей натурального каучуку. Слід вказати, що в натуральний каучук практично 100% цис - 1,4-ланок з'єднані за принципом «голова до хвоста». При полімеризації на літій алкільних каталізаторах полімер містить до 93% цис - 1,4-ланок і по ряду показників поступається натуральному каучуку. Властивості вулканизатов поліізопрену, і натурального каучуку порівнюється в таблицю 4.
Таблиця 4. Порівнювання властивості вулканизатов поліізопрену і натурального каучуку
ПоказателіТемпература, ° СВулканізатСКІНКСКІНКіеіаполіеннийС 50% технічного углеродаУсловная міцність при розтягуванні, Мпа20 10029-32 19-2330-32 20-2225-30 19-2031 21Относітельное подовження при розриві,% 20 100750-850 850-950750-800 800-900520-570 570-780550 600Сопротівленіе раздиру, кН/м20 100- - - 100-130 70-75136 60Еластічностью по відскоку,% 20 10066-69 78-8070-72 78-8137-39 52-5440 58 Питання про повну заміну натурального каучуку синтетичним цис - 1,4-поліізопреном в шинній і гумової промисловості важливо. Справа в тому, що по ряду показників, таких як когезійна міцність, клейкість, швидкість і глибина кристалізації СКІ - 3 поки ще поступається натуральному каучуку. Відмінності у властивостях СКІ - 3 і натурального каучуку пояснюються деякими особливостями їх молекулярної будови. Основними їх характеристиками-є мікроструктура полімеру, середня молекулярна маса, молекулярно-масовий розподіл.
Мікроструктура СКІ - 3 має наступні відмінності від мікроструктури натурального каучуку: натуральний каучук містить 94% поліізопрену і 6% Не каучукових речовин, а СКІ - 3 містить практично 100% каучукового вуглеводню. Крім того, натуральний каучук містить полярні функціональні групи, які роблять позитивний вплив на його властивості. Більш досконала мікроструктура натуральний каучук робить позитивний вплив на деякі властивості гумових виробів з натуральних каучуків. Зараз проводяться дослідження по досягненню гумами на основі СКІ - 3 якостей, які робили б їх повністю рівноцінними резинам на основі натурального каучуку.
поліізопрен з широким молекулярно-масовим розподілом володіє кращими технологічними властивостями. Незважаючи на зазначену (у таблиці 3) різницю у властивостях між натуральним каучуком і поліізопреном, останній за сумою технологічних і фізико-механічних властивостей можна вважати повноцінним замінником натурального каучуку. Поліізопрен, отриманий на каталізаторах Циглера - Натта, у багатьох випадках може повністю замінити натурального каучуку в шинної промисловості і виробництві гумотехнічних виробів.
1.8 Вплив основних технологічних факторів на структуру і властивості цис - 1,4 поліізопрену
Будова і властивості цис - 1,4-поліізопрену і швидкість полімеризації залежать від складу каталізатора і містяться в ньому домішок, наявності домішок в ізопрену-ректифікаті і в розчиннику, а також від температури полімеризації і умов виділення каучуку з полімерізата.
Каталітична система. Максимальний вихід полімеру вих...
