Polyisobuteeni on yleinen termi isobuteenin (2-metyylipropeeni) homopolymeerituotteille. Polyisobuteenin erilaisista ketjun lopetusmenetelmistä johtuen reaktiossa syntyvien isobuteenimolekyylien päissä on monenlaisia kaksoissidoksia: binäärisesti substituoidut kaksoissidokset (alfaterminaaliset kaksoissidokset), kolmisubstituoidut kaksoissidokset ja kvaternaariset substituoidut kaksoissidokset. .
Erityyppisten substituoitujen kaksoissidosten osuus riippuu katalyytin suorituskyvystä, reaktiolämpötilasta ja reaktioajasta. Mitä pidempi reaktioaika on, sitä helpompaa on muodostaa kemiallisesti stabiileja kvaternaarisia ja kolmikomponenttisia substituoituja kaksoissidoksia. Kun alumiinitrikloridia käytetään katalyyttinä, suurin osa reaktiossa syntyneiden isobuteenimolekyylien päässä olevista kaksoissidoksista on kolmisidoksia, joita seuraa kvaternäärisesti substituoituja kaksoissidoksia, ja vähiten (10 %) on binäärisesti substituoituja kaksoissidoksia. . Kun booritrifluoridia käytetään katalyyttinä, suurin osa reaktiossa syntyneiden isobuteenimolekyylien päässä olevista kaksoissidoksista on binäärisesti substituoituja kaksoissidoksia (70 % -85 %), joita seuraavat kolmisubstituoidut kaksoissidokset ja kvaternaariset sidokset. substituoidut kaksoissidokset ovat vähiten. Pienen molekyylipainon omaavaa polyisobuteenia, jolla on korkea alfa-päätteen kaksoissidospitoisuus, kutsutaan korkea-aktiiviseksi polyisobuteeniksi (HRPIB; HighlyReactive Polyisobutyleene). Sillä on merkittävä rooli monilla sovellusalueilla ja sitä voidaan käyttää välituotteena erilaisten johdannaisten valmistuksessa. Lisäksi erittäin aktiivisella polyisobuteenilla on laajat käyttömahdollisuudet emulsioräjähteiden, pinta-aktiivisten aineiden, puhdistusaineiden ja ruosteenestoaineiden aloilla.
Korkea-aktiivisen polyisobuteenin käyttö on tunkeutunut lähes kaikille matalan molekyylipainon polyisobuteenin (LPIB) käyttöalueille, mutta korkea-aktiivisen polyisobuteenin korkeampien tuotantokustannusten vuoksi perinteisiin LPIB-tuotteisiin verrattuna, sitä käytetään tällä hetkellä enimmäkseen korkea-aktiivisen polyisobuteenin tuotannossa. polyisobuteenituhkattomat dispergointiaineet, polyisobuteeniamiinit jne.
1. Erittäin aktiivinen polyisobuteenituhkaton dispergointiaine
Korkea-aktiivinen polyisobuteenituhkaton dispergointiaine on parannettu tuote polyisobuteenituhkattomasta dispergointiaineesta [9-12], joka kuuluu vähän klooria sisältäviin tuhkattomiin dispergointiaineisiin. Se syntetisoidaan kuumaadditioprosessilla käyttämällä korkea-aktiivista polyisobuteenia, maleiinihappoanhydridiä ja polyeteenipolyamiinia raaka-aineina. Klooraustuotteiden yleisten ominaisuuksien lisäksi sillä on myös seuraavat ominaisuudet: alhainen klooripitoisuus, joka täyttää yhä tiukemmat ympäristönsuojeluvaatimukset; Ulkonäön väri on suhteellisen vaalea; Matala sameus, hyvä yhteensopivuus lisäaineiden, kuten ZDDP, kanssa. Korkea-aktiivinen polyisobuteeni tuhkaton dispergointiaine ei tuota jäännöksiä tai sinistä savua palamisen jälkeen; Erittäin aktiivinen polyisobuteenituhkaton dispergointiaine ei sisällä klooria eikä tuota haitallisia dioksiineja palaessaan.
2. Polyisobuteeniamiini
Polyisobutyleeniamiini (PIBA) on erittäin aktiivinen pinta-aktiivinen aine, joka valmistetaan käyttämällä pääraaka-aineena erittäin aktiivista polyisobuteenia, jolla on erittäin kapea molekyylipainojakauma, esimerkiksi hapetusamiinihydrolyysikomposiitin kaltaisilla prosesseilla. Se on pääraaka-aine neljännen sukupolven bensiinin pesuaineiden valmistuksessa. Polyisobutyyliamiinilla on dispergointi-, puhdistus-, demulsifiointi- ja antioksidanttisia ominaisuuksia. Sen kanssa formuloidut bensiinin pesuaineet voivat poistaa tehokkaasti saostumia ja hiilikerrostumia moottorin keskeisistä osista, kuten suuttimista, imuventtiileistä ja palokammioista, mikä vähentää moottorin pakokaasupäästöjä ja polttoaineen kulutusta.
Polyisobuteeniamiinille on olemassa monia tuotantoprosesseja, joissa pääraaka-aineena käytetään pääasiassa korkea-aktiivista polyisobuteenia, jonka molekyylipaino on 1000.
Erittäin aktiivinen polyisobuteeni käy läpi vapaiden radikaalien anti-Markovnikov-additioreaktion HBr-kaasun kanssa peroksidin läsnä ollessa, jolloin muodostuu bromattua polyisobuteenia, joka voi sitten käydä läpi nukleofiilisen substituutioreaktion ammoniakin kanssa polyisobuteeniamiinin tuottamiseksi.
Erittäin aktiivinen polyisobuteeni voidaan hapettaa vetyperoksidilla epoksipolyisobuteenin valmistamiseksi, joka voidaan hydrolysoida etyleenidiamiinilla polyisobuteeniamiinin saamiseksi. Kokeellinen tutkimus on määrittänyt optimaalisen valmistusprosessin: epoksidaatiolämpötila 80-85 astetta, reaktioaika 5-6 tuntia; Amiinin hydrolyysin lämpötila on 130-150 astetta ja reaktioaika 6-8 tuntia.
Erittäin aktiivinen polyisobuteeni voi käydä läpi karboksylaatioreaktion hiilimonoksidin ja vedyn kanssa tietyssä paineessa ja lämpötilassa polyisobuteenialkoholin saamiseksi, joka voi sitten reagoida ammoniakin kanssa tietyssä paineessa tuottaakseen polyisobuteeniamiinia.
3. Muut
Erittäin aktiivinen polyisobuteeni voi reagoida hydroksyyliaromaattisten yhdisteiden, kuten fenolin, kanssa tuottaen polyisobutyylihydroksiaromaattista konversionopeutta merkittävästi. Polyisobuteenifenoli on hyvä dispergointiaine.
Erittäin aktiivisesta polyisobuteenista voidaan edelleen johtaa lukuisia uusia tuotteita, joita voidaan käyttää erilaisten oksasteiden ja lohkojen valmistukseen. Monia uusia sovelluksia kehitetään vähitellen, kuten monitoiminen kostutusaine polyisobuteeniglyseroliesteri ja pehmitin polymeerimateriaaleissa.
Amoco Chemical Company käyttää erittäin aktiivista polyisobuteenia sisäisenä pehmittimenä, joka korvaa koagulantteja ja vähentää liuottimien käyttöä, mikä vähentää orgaanisten haihtuvien aineiden pitoisuutta ja pinnoitteen hajua.
Kytkentäaine orgaanisen polymeerin täytön modifiointiin voidaan valmistaa oksastamalla erittäin aktiivista polyisobuteenia ja maleiinihappoanhydridiä. Kytkentäaine voi tehokkaasti parantaa orgaanisten polymeerien ja epäorgaanisten täyteaineiden yhteensopivuutta ja tarttuvuutta, ja sen etuna on ei saastuminen, tarkka oksastusnopeuden hallinta ja laaja käyttöalue.