Kationik eritma polimerizatsiyasi bilan butil kauchukni tayyorlash
Kationik polimerlanish jarayoni, odatda, monomerlar va boshqa komponentlarni tozalash va tayyorlash, inisiatorlarni tayyorlash, polimerizatsiya jarayoni, reaksiyaga kirmagan monomerlar va erituvchilarni ajratish, qayta ishlash va polimerizatsiya mahsulotlarini keyingi qayta ishlashni o'z ichiga oladi.
Ta'sir etuvchi omillarga odatda erituvchi va harorat ta'sir qiladi.
Quyidagi jadvalda katyonik polimerizatsiya uchun erituvchilar va tegishli parametrlar keltirilgan.
| Katyonik polimerizatsiya uchun erituvchilar va tegishli parametrlar | ||||
| Hal qiluvchi | Erish nuqtasi/daraja | Qaynish nuqtasi/daraja | Nisbiy zichlik | Dielektrik doimiy |
| Etilen | -181 | -103.7 | ||
| Etan | -183.3 | -88.6 | ||
| propan | -189.9 | -42.1 | 0.585（-45daraja) | 1.61（0daraja) |
| n-butan | -138.9 | -0.5 | 0.58 | 1.76（20daraja) |
| n-geksan | -95 | 69 | 0.66 | 1.890（20daraja) |
| siklogeksan | 6.6 | 80.7 | 0.779 | 2.023（20daraja) |
| benzol | 5.5 | 80.1 | 0.879 | 2.248（20daraja) |
| Toluol | -95 | 110.6 | 0.867 | 2.379（25daraja) |
| Metilxlorid | -97.7 | -24.2 | 0.916 | 12.6（-20daraja) |
| Etil xlorid | -136.4 | 12.3 | 0.898 | 16.5（-72daraja) |
| Dixlorometan | -95.5 | 40 | 1.327 | 9.08（20daraja) |
| Xloroform | -63.5 | 61.7 | 1.483 | 4.806（20daraja) |
| Tetraklorometan | -23 | 76.5 | 1.594 | 2.238（20daraja) |
| 1,2-Dikloroetan | -35.4 | 83.5 | 1.235 | 10.65（20daraja) |
| xlorbenzol | -45.6 | 132 | 1.106 | 5.708（20daraja) |
| o-diklorbenzol | -17 | 180.5 | 1.305 | 9.93（25daraja) |
| m-diklorbenzol | -24.7 | 173 | 1.288 | 5.04（25daraja) |
| Nitrometan | -17 | 100.8 | 1.137 | 35.9（20daraja) |
| Nitroetan | -50 | 115 | 1.045 | 28.06（30daraja) |
| Nitrobenzol | 5.7 | 210.8 | 1.204 | 34.82（25daraja) |
| karbonat angidrid | '-56.5（ertalab soat 5） | -78.5 | 1.6（20daraja,50atm） | |
| uglerod disulfidi | -110.8 | 46.3 | 1.263 | 2.641(20daraja) |
| oltingugurt dioksidi | -72.7 | -10 | 17.6(-20daraja) | |
Kationik o'sish faol zanjiri juda faol va monomerlar va erituvchilarga zanjir o'tkazishga moyil. Polimerizatsiya harorati yuqori bo'lsa, mahsulotning molekulyar og'irligi juda kamayadi. Yuqori molekulyar polimerlarni sintez qilish uchun uni juda past haroratda bajarish kerak.
Kationik polimerlanishning umumiy aktivlanish energiyasi -21~42kJ/mol oralig'ida, bu nisbatan kichikdir. Faollashtirish energiyasi murakkab bo'lsa, zanjirning o'sish tezligi haroratning pasayishi bilan ortadi, bu kationik polimerizatsiyaga xos hodisadir.
Kationlar faqat past haroratlarda polimerlanishi mumkin. Misol uchun, izobutilenning katyonik polimerizatsiyasi natijasida olingan polimerning o'rtacha zanjir uzunligi -100 darajaga yaqin burilish nuqtasiga ega. Buning sababi shundaki, -100 darajadan yuqorida zanjir asosan erituvchiga, -100 darajadan pastda esa monomerga o'tadi. Butil kauchukni sanoat ishlab chiqarish Reaksiya haroratini -100 daraja atrofida bo'lishini tanlang.
Butil kauchuk - bu katyonik tashabbuskor ta'sirida izobutilen va izoprenning katyonik polimerizatsiyasi natijasida olingan tasodifiy polimer. Butil kauchukning makromolekulyar zanjiri asosan shoxlari bo'lmagan chiziqli tuzilishga ega. Makromolekulyar zanjirda izobutilen asosan boshdan dumga, izopren asosan trans-1,4- tuzilish, yigʻilgan struktura esa tarmoqlanmagan. Shaklni oling. Oddiy sharoitlarda amorf butil kauchukning shisha harorati taxminan -70 darajani tashkil qiladi va u cho'zilgan holda kristallanishi mumkin. Quyidagi jadvalda bir nechta umumiy kauchuklarning havo o'tkazmasligi ko'rsatilgan.
| Bir nechta tez-tez ishlatiladigan kauchuklarning havo o'tkazmasligi | |||||
| Kauchuk xilma-xilligi | Havo | kislorod | Azot | karbonat angidrid | vodorod |
| tabiiy kauchuk | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Stirol-butadien kauchuk | 65 | 73 | 60 | 72 | 84 |
| Neopren | 30 | 17 | 24 | 25 | 27 |
| Butil kauchuk | 13 | 6 | 11 | 14 | 15 |
Boshqa yuqori darajada to'yinmagan kauchuklar bilan solishtirganda, butil kauchukning ozonga chidamliligi tabiiy kauchuk, stirol-butadien kauchuk va boshqalarnikidan taxminan 10 baravar yuqori. Uning issiqlikka, quyosh nuriga va kislorodga chidamliligi boshqa umumiy maqsadli kauchuklarga qaraganda yaxshiroqdir. U 100 darajadan yuqori harorat, elastiklik va yuqori issiqlik qarshiligiga ega. (Taxminan 150 daraja). Yaxshi elektr izolyatsiyasi, oddiy kauchukdan yaxshiroq.
Butil kauchuk ham kamchiliklarga ega. Kichik miqdordagi izopren tufayli vulkanizatsiya tezligi pasayadi, bu esa shinalarda keng qo'llaniladigan butil kauchuk va juda to'yinmagan kauchukning birgalikda vulkanizatsiyasiga to'sqinlik qiladi. Butil kauchuk boshqa kauchuklarga yomon yopishadi, o'z-o'zidan yopishadi va u yomon o'zaro yopishqoqlikka ega va boshqa kauchuklar bilan oson mos kelmaydi. Yomon chidamlilik va yuqori kaloriya qiymati. Butil kauchukning vulkanizatsiyalangan kauchukining molekulyar og'irligi termal qarishdan keyin kamayadi, shuning uchun u termal parchalanadigan polimerdir. Butil kauchukning galogenidlari xlorobutil kauchuk va bromobutil kauchukdir. Uning galogenidlarining boshqa polimerlar bilan uyg'unligi, o'z-o'zidan yopishishi va o'zaro yopishishi ham butil kauchuknikidan yaxshiroqdir. Ushbu ikkita halogenli butil kauchuk hozirda shinalar ichki qoplamalari va farmatsevtika shishasining tiqinlari uchun keng tarqalgan materialdir.
Butil kauchukning sopolimerizatsiya reaktsiyasi quyidagicha:
 |
|||||
Butil kauchuk ishlab chiqarish uchun ikkita polimerizatsiya usuli mavjud: eritma polimerizatsiyasi va atala polimerizatsiyasi. Buni keyingi bosqichda muhokama qilamiz.