양이온 용액 중합에 의한 부틸 고무의 제조
양이온 중합 공정에는 일반적으로 단량체 및 기타 성분의 정제 및 제조, 개시제 제조, 중합 공정, 미반응 단량체 및 용매의 분리, 재활용 및 중합 생성물의 후처리가 포함됩니다.
영향을 미치는 요인은 일반적으로 용매와 온도의 영향을 받습니다.
다음 표에는 양이온 중합을 위한 용매 및 관련 매개변수가 나열되어 있습니다.
| 양이온 중합을 위한 용매 및 관련 매개변수 | ||||
| 용제 | 녹는 점/도 | 비점/도 | 상대밀도 | 유전 상수 |
| 에틸렌 | -181 | -103.7 | ||
| 에탄 | -183.3 | -88.6 | ||
| 프로판 | -189.9 | -42.1 | 0.585（-45도 ) | 1.61（0도 ) |
| n-부탄 | -138.9 | -0.5 | 0.58 | 1.76（20도 ) |
| n-헥산 | -95 | 69 | 0.66 | 1.890（20도 ) |
| 사이클로헥산 | 6.6 | 80.7 | 0.779 | 2.023（20도 ) |
| 벤젠 | 5.5 | 80.1 | 0.879 | 2.248（20도 ) |
| 톨루엔 | -95 | 110.6 | 0.867 | 2.379（25도 ) |
| 염화메틸 | -97.7 | -24.2 | 0.916 | 12.6（-20도 ) |
| 염화에틸 | -136.4 | 12.3 | 0.898 | 16.5（-72도 ) |
| 디클로로메탄 | -95.5 | 40 | 1.327 | 9.08（20도 ) |
| 클로로포름 | -63.5 | 61.7 | 1.483 | 4.806（20도 ) |
| 테트라클로로메탄 | -23 | 76.5 | 1.594 | 2.238（20도 ) |
| 1,2-디클로로에탄 | -35.4 | 83.5 | 1.235 | 10.65（20도 ) |
| 클로로벤젠 | -45.6 | 132 | 1.106 | 5.708（20도 ) |
| o-디클로로벤젠 | -17 | 180.5 | 1.305 | 9.93（25도 ) |
| m-디클로로벤젠 | -24.7 | 173 | 1.288 | 5.04（25도 ) |
| 니트로메탄 | -17 | 100.8 | 1.137 | 35.9（20도 ) |
| 니트로에탄 | -50 | 115 | 1.045 | 28.06（30도 ) |
| 니트로벤젠 | 5.7 | 210.8 | 1.204 | 34.82（25도 ) |
| 이산화탄소 | '-56.5（오전 5시） | -78.5 | 1.6（20도 ,50기압） | |
| 이황화탄소 | -110.8 | 46.3 | 1.263 | 2.641(20도) |
| 이산화황 | -72.7 | -10 | 17.6(-20도) | |
양이온 성장 활성 사슬은 매우 활동적이며 단량체와 용매로 사슬이 전달되는 경향이 있습니다. 중합 온도가 높으면 제품의 분자량이 많이 감소합니다. 고분자량 고분자를 합성하려면 매우 낮은 온도에서 합성이 이루어져야 합니다.
양이온 중합의 총 활성화 에너지는 -21~42kJ/mol 범위로 비교적 작습니다. 활성화 에너지가 복소수인 경우, 온도가 낮을수록 사슬 성장 속도가 증가하는 것은 양이온 중합 특유의 현상이다.
양이온은 더 낮은 온도에서만 중합할 수 있습니다. 예를 들어, 이소부틸렌의 양이온 중합에 의해 얻어지는 중합체의 평균 사슬 길이는 -100도 근처에서 전환점을 갖습니다. 이는 -100도 이상에서는 주로 용매로 연쇄 전달이 이루어지고, -100도 이하에서는 주로 단량체로 연쇄 전달이 이루어지기 때문입니다. 부틸 고무의 산업 생산 반응 온도를 약 -100도 정도로 선택합니다.
부틸 고무는 양이온 개시제의 작용하에 이소부틸렌과 이소프렌을 양이온 중합하여 얻은 랜덤 중합체입니다. 부틸 고무의 고분자 사슬은 기본적으로 가지가 없는 선형 구조를 가지고 있습니다. 거대분자 사슬에서 이소부틸렌은 주로 머리에서 꼬리까지 연결되어 있고, 이소프렌은 주로 트랜스-1,4- 구조이며, 응집된 구조는 비분지형입니다. 구체화되다. 정상적인 상황에서 비정질 부틸 고무의 유리 온도는 약 -70도이며 신장 시 결정화될 수 있습니다. 다음 표는 몇 가지 일반적인 고무의 기밀성을 보여줍니다.
| 일반적으로 사용되는 여러 고무의 기밀성 | |||||
| 다양한 고무 | 공기 | 산소 | 질소 | 이산화탄소 | 수소 |
| 천연 고무 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 스티렌-부타디엔 고무 | 65 | 73 | 60 | 72 | 84 |
| 네오프렌 | 30 | 17 | 24 | 25 | 27 |
| 부틸고무 | 13 | 6 | 11 | 14 | 15 |
부틸고무는 다른 고불포화고무에 비해 내오존성이 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무 등에 비해 약 10배 이상 높습니다. 열, 햇빛, 산소에 대한 저항성은 다른 범용고무에 비해 우수합니다. 그것은 더 나은 고온 > 100도, 탄성 및 더 높은 내열성을 가지고 있습니다. (약 150도). 일반 고무보다 전기 절연성이 우수합니다.
부틸 고무에도 단점이 있습니다. 이소프렌의 함량이 적기 때문에 가황속도가 느려지므로 타이어에 흔히 사용되는 부틸고무와 고도불포화고무의 공가황을 방해하게 됩니다. 부틸고무는 다른 고무와의 접착력, 자기접착성이 나쁘고, 상호접착력이 떨어져 다른 고무와 상용성이 좋지 않습니다. 탄력성이 낮고 발열량이 높습니다. 부틸 고무의 가황 고무의 분자량은 열 노화 후에 감소하므로 열분해성 중합체입니다. 부틸 고무의 할로겐화물은 클로로부틸 고무와 브로모부틸 고무입니다. 할로겐화물과 다른 중합체와의 상용성, 자기 접착성 및 상호 접착성도 부틸 고무보다 우수합니다. 이 두 가지 할로겐화 부틸 고무는 현재 타이어 내부 라이너와 의약품 병 마개에 널리 사용되는 재료입니다.
부틸고무의 공중합반응은 다음과 같다.
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부틸 고무 생산에는 용액 중합과 슬러리 중합이라는 두 가지 중합 방법이 있습니다. 이에 대해서는 다음 단계에서 논의하겠습니다.