一种含2-甲基-1-丁烯-3炔提高异戊二烯橡胶聚合度的方法
阅读说明:本技术 一种含2-甲基-1-丁烯-3炔提高异戊二烯橡胶聚合度的方法 (Method for improving polymerization degree of isoprene rubber by using 2-methyl-1-butene-3 alkyne ) 是由 王元瑞 高东旭 于 2019-11-21 设计创作,主要内容包括:本发明涉及2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法。该方法是以配制不同浓度范围为0.001%—0.01%的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷溶液,通过气相色谱准确定量,将已配制好的不同浓度2-甲基-1-丁烯-3-炔掺入异戊二烯中,加入以稀土烷基铝混合催化剂进行聚合反应,干燥称量测其质量以评价杂质浓度变化对橡胶聚合影响的情况。该材料作为人工合成橡胶,面对天然橡胶供应紧张的局面,寻求其作为替代品,人工合成橡胶也是解决天然橡胶供应问题的有效途径之一。(The invention relates to a preparation method of 2-methyl-1-butene-3-alkyne isoprene rubber. The method comprises the steps of preparing hexane solutions of 2-methyl-1-butene-3 alkyne with different concentration ranges of 0.001% -0.01%, accurately quantifying through gas chromatography, doping the prepared 2-methyl-1-butene-3-alkyne with different concentrations into isoprene, adding a rare earth alkyl aluminum mixed catalyst for polymerization reaction, and measuring the quality of the mixture by a drying scale to evaluate the influence of impurity concentration change on rubber polymerization. The material is used as artificial synthetic rubber, and is sought to be used as a substitute in the situation of shortage of natural rubber supply, and the artificial synthetic rubber is also one of effective ways for solving the problem of natural rubber supply.)
技术领域
本发明专利涉及材料化学领域,具体涉及2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法。
背景技术
聚异戊二烯橡胶是指顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶,简称异戊橡胶,又称“合成天然橡胶”,是世界合成橡胶中仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶的第三大胶种,自从问世以来,引起了各国学者的极大兴趣。从诸多合成橡胶与天然橡胶性能比较中可以看出:异戊橡胶具有许多与天然橡胶类似的特性,如优良的弹性、耐磨性、耐热性和低温屈挠性等,其耐热性甚至超过了天然橡胶。如何改善橡胶工业重要原料——天然橡胶的“无米之炊”现状,成为业界普遍关注的问题。
2-甲基-1-丁烯-3-炔做为C5裂解组分中异戊二烯的杂质之一。其杂质浓度的含量多少直接影响异戊二烯橡胶的聚合程度。从C5组分中抽提分离异戊二烯生产成本最低,更具竞争力。利用裂解C5组分中的异戊二烯资源生产异戊橡胶,既可以缓解目前我国天然橡胶对外依存过高的状况,也是提高乙烯工业资源综合利用率的重要举措。
稀土烷基铝混合催化剂为新癸酸钕,1-氮-2-异丁基铝,三乙基铝的混合物。可使生胶顺式-1,4-异戊二烯橡胶的含量提高,避免产生不溶物。生胶平均相对分子质量大、分布窄、硫化加工时间短,催化剂用量少的特性。
发明内容
本发明为了克服上述技术不足而提供2-甲基-1-丁烯-3-炔的制备方法。
该方法是以配制不同浓度范围为0.001%—0.01%的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷溶液,通过气相色谱准确定量,将已配制好的不同浓度2-甲基-1-丁烯-3-炔掺入异戊二烯中,加入以稀土烷基铝混合催化剂进行聚合反应,干燥称量测其质量以评价浓度变化对橡胶聚合影响的情况。
具体包括以下步骤:
(1)配制不同浓度范围为0.001%—0.01%的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷溶液,通过气相色谱准确定量;
(2)将配置好的2-甲基-1-丁烯-3炔的己烷母液用己烷稀释成不同浓度,通过气相色谱准确定量;
(3)将已配制好的不同浓度2-甲基-1-丁烯-3-炔掺入异戊二烯中,加入稀土烷基铝混合催化剂,恒温水浴进行聚合反应;
(4)吹出干燥,称量计算转化率,以评价浓度变化对橡胶聚合影响的情况;
所述步骤(1)2-甲基-1-丁烯-3-炔含量11.7042g,理论计算母液中2-甲基-1-丁烯-3炔浓度为0.167%g/ml,纯度98%。
所述步骤(1)通过气相色谱测量母液中2-甲基-1-丁烯-3炔浓度为0.193%g/ml。
所述步骤(1)中己烷的质量为66.0457g,己烷溶液42.5ml。
所述步骤(3)中的稀土烷基铝混合催化剂为新癸酸钕,1-氮-2-异丁基铝,三乙基铝的混合物,其浓度为3×10-6g/mol。
所述步骤(3)中异戊二烯体积为7.5ml,密度为0.681g/cm3。
所述步骤(3)中恒温水浴加热温度为50℃,保持3h。
所述步骤(4)中吹出干燥24h,干燥温度50℃。
与现有的天然橡胶相比较,本发明所用2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯橡胶的制备方法,异戊橡胶作为一种通用合成橡胶,其结构与性能基本上与天然橡胶相同,稀土烷基铝催化剂合成橡胶,与国际上传统使用钛系催化剂相比,具有催化剂用量低,聚合物相对分子质量大等优点,因此成为研究热点,具有更广泛的应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备得到的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯相对分子量分布图;
图2为实施例2制备得到的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯相对分子量分布图;
图3为实施例3制备得到的2-甲基-1-丁烯-3-炔异戊二烯相对分子量分布图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)配置浓度为0.167%的2-甲基-1-丁烯-3-炔的己烷溶液,其中2-甲基-1-丁烯-3-炔质量为0.1100g,己烷质量为66.0457g;
(2)配置0.00112%的2-甲基-1-丁烯-3-炔己烷溶液,母液样品质量0.0002g,用新鲜己烷定容,并通过气相色谱标定;
(3)将已配制好的浓度为0.00112%的2-甲基-1-丁烯-3-炔杂质掺入异戊二烯中,加入浓度为3×10-6mol/g的稀土烷基铝混合催化剂,50℃恒温水浴3h进行聚合反应;
(4)吹出24h,50℃真空干燥,称量计算转化率,称量其质量为4.2024g,转化率为82.4%,相对分子量分布比为2.56。
实施例2
(1)配置浓度为0.167%的2-甲基-1-丁烯-3-炔的己烷溶液,其中2-甲基-1-丁烯-3-炔质量为0.1100g,己烷质量为66.0457g;
(2)配置0.00153%的2-甲基-1-丁烯-3-炔己烷溶液,母液样品质量0.0002g,用新鲜己烷定容,并通过气相色谱标定;
(3)将已配制好的浓度为0.00153%的2-甲基-1-丁烯-3-炔杂质掺入异戊二烯中,加入浓度为3×10-6mol/g的稀土烷基铝混合催化剂,50℃恒温水浴3h进行聚合反应;
(4)吹出24h,50℃真空干燥,称量计算转化率,称量其质量为1.6575g,转化率为32.5%,相对分子量分布比为2.83。
实施例3
(1)配置浓度为0.167%的2-甲基-1-丁烯-3-炔的己烷溶液,其中2-甲基-1-丁烯-3-炔质量为0.1100g,己烷质量为66.0457g;
(2)配置0.00752%的2-甲基-1-丁烯-3-炔己烷溶液,母液样品质量0.0002g,用新鲜己烷定容,并通过气相色谱标定;
(3)将已配制好的浓度为0.00752%的2-甲基-1-丁烯-3-炔杂质掺入异戊二烯中,加入浓度为3×10-6mol/g的稀土烷基铝混合催化剂,50℃恒温水浴3h进行聚合反应;
(4)吹出24h,50℃真空干燥,称量计算转化率,称量其质量为0.5916g,转化率为11.6%,相对分子量分布比为3.216。
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