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聚異丁烯,縮寫為PIB,是由單體異丁烯通過陽離子聚合反應得到的產物。它是一種飽和聚合物,因而能耐老化,耐臭氧,耐多種無機酸、鹼、鹽和極性介質的侵蝕;有極好的絕緣性和卓越的氣密性。缺點為容易冷流,但可添加大量的填充物或與其他橡膠並用以改善其冷流性。

1 聚異丁烯 -聚異丁烯

 聚異丁烯,縮寫為PIB,是由單體異丁烯通過陽離子聚合反應得到的產物。按分子鏈上的端結構不同,又分為不同的類,有高活性的,低活性的,高分子量的,低分子量的。活性是看外雙鍵的含量,外雙鍵越多,就越容易與馬來酸酐在加熱的條件下反應,生成很有應用前景的潤滑油添加劑。

2 聚異丁烯 -正文

聚異丁烯   異丁烯的聚合物。英文縮寫為PIB。它是一種飽和的聚烯烴。1873年Α.М.布特列洛夫曾用硫酸和BF3在室溫下使異丁烯聚合,製得低分子量的聚異丁烯。1940年前後,聚異丁烯先後在德國和美國實現工業化生產。
  單體異丁烯的熔點為 -105.0℃,沸點為-6.91℃(1大氣壓),密度為0.6004克/厘米3(15.6℃)。
  聚合機理  異丁烯可用無機酸或路易斯酸作為催化劑進行正離子聚合,也可採用齊格勒-納塔催化劑或利用輻照引發進行聚合。採用無機酸如硫酸、磺酸、過氯酸或硅酸鹽作催化劑時,在零上至室溫可製得低分子量(幾百至幾萬)的聚異丁烯。反應機理是H+對C匉C雙鍵的加成,然後所形成的正碳離子再增長。若用路易斯酸催化劑如BX3、AlX3或TiX4(X為F、Cl、Br等)在低溫下(例如-78~-100℃)聚合,可製得高分子量(150~200萬)的聚異丁烯。在絕對無水或無酸的體系中, BF3或AlCl3等並不起引發作用或引發速率極低。因此,在實驗或生產中常加入微量能產生H+或R+(R為烴基)的物質如水和酸等,作為助催化劑。實際上,體系中真正起引發作用的是H+或R+離子。所以, 產生H+或R+的H2O、HX或RX等物質應叫引發劑,而BF3、AlCl3和TiCl4等則應叫共引發劑。
  異丁烯採用BF3-HX引發體系進行正離子聚合的機理如下:

聚異丁烯
  聚異丁烯
  聚異丁烯

異丁烯正離子聚合的特點是低溫、高速。只有在低溫下(-78~-100℃)才能獲得高分子量的聚合物;採用BF3時聚合完成時間不到一秒鐘;採用AlCl3時,在稀釋劑中也只需幾分鐘就可完成聚合。因此,在工業生產中如何及時排除聚合熱,以維持聚合溫度恆定,是一個十分突出的問題。
  工業製造方法  主要有兩種體系:一種是BF3-異丁烯-乙烯體系,其中乙烯既是稀釋劑,又是冷卻劑,藉助於乙烯的部分蒸發使聚合溫度維持在-85℃以下;另一種是AlCl3-異丁烯-CH3Cl體系,其中CH3Cl是稀釋劑,依靠乙烯外部循環冷卻來維持溫度恆定。為了防止聚合物降解,常在聚合終了時加入硫代叔丁基苯酚等作穩定劑,其用量約為聚合物總重的0.1%。
  性質和應用  聚異丁烯是一種飽和聚合物,因而能耐老化,耐臭氧,耐多種無機酸、鹼、鹽和極性介質的侵蝕;有極好的絕緣性和卓越的氣密性。缺點為容易冷流,但可添加大量的填充物或與其他橡膠並用以改善其冷流性。低分子量聚異丁烯可作潤滑油的增粘劑,以適應在高溫下使用;高分子量聚異丁烯可摻合高壓聚乙烯作電纜塗層,還可用於防水膠布、防水石、蠟紙以及熱熔膠中。聚異丁烯的另一缺點是不能硫化。如將異丁烯與少量異戊二烯(<5%)共聚,則可製得可硫化的丁基橡膠IIR,具有卓越的氣密性、水密性,是製造內胎或無內胎輪胎內層最合適的材料。

 

3 聚異丁烯 -配圖

 

4 聚異丁烯 -相關連接

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