天元航材是一家生產(chǎn)銷售端羥基聚丁二烯等化工原材料的廠家，其中端羥基聚丁二烯是一種液體遙爪聚合物，是一種新型液體橡膠，屬于丁二烯的小分類。那么您了解丁二烯聚合反應(yīng)是怎么樣發(fā)生的嗎？今天小編給大家介紹一下吧！

聚丁二烯主要用作合成橡膠，聚丁二烯溶液聚合常與丁苯橡膠或天然橡膠并用，做輪胎、胎面和胎體。 此外，因其具有耐磨的特性，可用于傳送帶、包皮、鞋底、摩托車零件等。 聚丁二烯是屬于丁二烯的聚合物，那么，丁二烯是怎么聚合的？
丁二烯，在5～50℃時，自由基聚合產(chǎn)物主要為反式-1、4-結(jié)構(gòu)； 在烴類溶劑中進(jìn)行負(fù)離子聚合時，順式-1,4-結(jié)構(gòu)占35%；在四氫呋喃中聚合，主要形成1,2-結(jié)構(gòu)； 在鈦、鈷、鎳、稀土催化劑的齊格勒-納塔型配位聚合可得到高線性1,4-結(jié)構(gòu)（90%～99%），釩系催化劑可合成高反式結(jié)構(gòu)，釩、鉻和鉬系催化在一定條件下可以得到1, 2-聚丁二烯。
丁二烯的自由基乳液聚合
典型的乳液體系包含水、引發(fā)劑、單體和乳化劑（肥皂）。常用的引發(fā)劑有過硫酸鉀、過氧化二苯甲酰、對異丙苯過氧化氫和偶氮二異丁腈。調(diào)節(jié)劑為硫醇，主要起鏈轉(zhuǎn)移作用，可調(diào)節(jié)分子量。通過乳液聚合不能得到結(jié)構(gòu)化的聚丁二烯。例如，丁二烯乳液聚合，在5～50℃時，所得聚合物微觀結(jié)構(gòu)如下：反式1,4占69%~62%；cis-1、4占13%～19%； 1,2結(jié)構(gòu)占17%-19%。
丁二烯的陰離子聚合
最古老的方法是用鈉作為催化劑，德國和蘇聯(lián)都生產(chǎn)了順丁鈉橡膠；美國用丁基鋰生產(chǎn)聚丁二烯。烷基鋰因其易于控制引發(fā)過程而被廣泛用于研究丁二烯的負(fù)離子聚合。金屬鋰或丁基鋰在烴類溶劑中聚合得到的聚丁二烯中cis-1,4的結(jié)構(gòu)含量約為35%，可用于生產(chǎn)低順丁橡膠。在四氫呋喃溶液中，主要形成1,2結(jié)構(gòu)。
丁二烯的配位聚合
使用齊格勒-納塔催化劑可以合成具有不同立體結(jié)構(gòu)的聚丁二烯。有四種在工業(yè)上非常重要的催化劑：鈦、鈷、鎳和稀土催化劑體系。丁二烯本體聚合是在沒有或幾乎沒有溶劑或稀釋劑的條件下進(jìn)行的，因為沒有溶劑，而且反應(yīng)速度比丁二烯溶液聚合快得多，所以聚合反應(yīng)的時間會增加幾十倍，甚至幾百倍。此外，由于沒有縮合、洗滌、脫水和溶劑回收，現(xiàn)有的合成順丁橡膠生產(chǎn)工藝將大大簡化。與現(xiàn)有溶液聚合法相比，能耗、主要化工設(shè)備、廠房占地面積和操作人員都將大大減少，這將使合成順丁橡膠技術(shù)面貌煥然一新，帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
下面給大家介紹丁二烯單體聚合成聚丁二烯的發(fā)展歷程

丁二烯聚合反應(yīng)速度很快，反應(yīng)物料粘度過高，導(dǎo)致一些聚合反應(yīng)工程問題，如攪拌、運(yùn)輸、熱量輸出、產(chǎn)品質(zhì)量控制等，都極難解決。這也是國外多年來一直致力于這項技術(shù)的研發(fā)，但尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要原因。

在二戰(zhàn)期間，德國人和俄羅斯人已經(jīng)通過堿金屬催化劑、間歇法和本體聚合法合成了聚丁二烯和聚二甲基丁二烯。聚丁二烯也已通過將催化劑添加到含有丁二烯單體的小瓶中來制備。由于本體聚合反應(yīng)基本不可控，聚合物均勻性差，凝膠的形成是一個常見問題，分子量難以控制。由于這些原因，通過本體聚合將1，3-丁二烯單體聚合成聚丁二烯的方法尚未被廣泛認(rèn)為是工業(yè)上可行的方法。隨后，發(fā)現(xiàn)使用鎳催化劑體系進(jìn)行 1, 3-丁二烯單體的連續(xù)本體聚合，可以大規(guī)模生產(chǎn)具有均勻分子量的高順式聚 1, 4-丁二烯，并具有高轉(zhuǎn)化率。在高度順式聚 1, 4-丁二烯中，至少 85% 的丁二烯重復(fù)鏈段具有順式 1, 4-異構(gòu)體結(jié)構(gòu)。

1, 3-丁二烯通過本體聚合連續(xù)聚合成高度順式聚(1, 4-丁二烯)的方法包括以下3個步驟：

(1)將1, 3-丁二烯加入反應(yīng)區(qū)，催化劑體系由有機(jī)鋁化合物、可溶性含鎳化合物和含氟化合物；

(2)利用反應(yīng)區(qū)充分汽化冷卻的反應(yīng)條件，保持反應(yīng)溫度在10～130℃范圍內(nèi)，使加入的1,3-丁二烯以至少60%左右的轉(zhuǎn)化率聚合成高度順式聚 1, 4-丁二烯；

(3) 高度順式聚1, 4-丁二烯從反應(yīng)區(qū)連續(xù)排出。

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