聚异丁烯

聚异丁烯的介绍摘要聚异丁烯简称PIB.聚异丁烯是以异丁烯为主和少量正丁烯共聚而成的液体，其结构几乎都是长链，并且具有一个双键的单烯烃。聚丁烯与低分子聚异丁烯在使用中没有严格的区别，由于制备方法基本相同，因此不易严格区分。但聚异丁烯是以混合丁烯为原料，从结构上讲是异丁烯和正丁烯的共聚物，分子量较低，是一种粘稠液体，主要用于润滑油、胶粘剂、化妆品等多种行业。关键字聚异丁烯PIB概述合成制备性能正文一概述聚异丁烯的化学结构是典型的饱和线形聚合物，整个结构主要部分是由重复单元－CH2－C(CH3)2－构成，头基是CH3－，尾基是－CH2-C(CH3)=CH或－CH=C(CH3)-CH3。聚异丁烯按其分子量分为高分子量聚异丁烯(分子量＞1000)和低分子量聚异丁烯(分子量＜1000)，二者性能和应用不同。聚异丁烯是无色无味无毒的高纯度的液体异构直链烷烃，可用于化妆品和药品的油相成份而无特殊的限制；和白矿油、凡士林相比，聚异丁烯能给产品以极好而高贵的手感，滋润不油腻，保湿润滑，渗透力强。聚异丁烯是以异丁烯为主和少量正丁烯共聚而成的液体，其结构几乎都是长链，并且具有一个双键的单烯烃。聚丁烯与低分子聚异丁烯在使用中没有严格的区别，由于制备方法基本相同，因此不易严格区分。但聚异丁烯是以混合丁烯为原料，从结构上讲是异丁烯和正丁烯的共聚物，分子量较低，是一种粘稠液体，主要用于润滑油、胶粘剂、化妆品等多种行业。口红能使颜料分散得更好；膏霜涂敷感非常好，膏霜的渗透力好，保湿、滋润而不油腻的手感、光亮，可作为保湿剂、润肤剂。芦荟滋润露就含有氢化聚异丁烯（合成角鲨烷）成分。聚异丁烯(PIB)由异丁烯聚合而成，按分子量高低不同，分为低分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯、高分子量聚异丁烯；按末端乙烯基摩尔分数高低不同，分为高活性聚异丁烯和低活性聚异丁烯；按卫生程度不同，分为食品级聚异丁烯和工业级聚异丁烯；按聚合工艺不同，分为本体法聚异丁烯和溶剂法聚异丁烯；按原料来源来不同，分为纯异丁烯聚异丁烯和混合碳四聚异丁烯；按催化剂不同，分为铝系聚异丁烯和硼系聚异丁烯。一般来说，分子量在350到3500之间的材料称低分子量聚异丁烯，分子量在一万到十万之间为中分子量产品，分子量在十万至一千万之间的为高分子量产品。分子量在三万以下的产品通常呈液态，分子量较高的材料则呈固态。有两种聚合物商品通常不称为聚异丁烯：一种是丁基橡胶，丁基橡胶是异丁烯和1%-3%的异戊二烯的共聚物，丁基橡胶与聚异丁烯在胶粘剂、密封剂、填料等方面的应用有竞争关系。一种是聚丁烯-1。聚丁烯-1在低分子量时和聚异丁烯的性能很相近，但在中高分子量时性能的差异就明显起来。二特性及用途1粘结剂聚异丁烯和多种高分子量的物质混合在一起，例如：天然橡胶；合成橡胶；高分子量聚异丁烯，石油；无毒和高透明性，用在物品的商标的粘贴，由于聚异丁烯的此种性能，此原料还广泛用于汽车；冰箱防水密封胶领域。合成橡胶基体的压敏胶：常用聚异丁烯作主要成份，例如透明压敏带是聚异丁烯弹性体的高分子与半液体按一定比例混和后涂于透明基材上的。高分子量聚异丁烯与聚乙烯共混作电缆涂层,还可用于防水胶布、防水石、蜡纸以及热熔胶中。2电子绝缘方面聚异丁烯和天然橡胶以及合成橡胶（丁基胶；SBR）相混合后，具有很好的防水和高强度的透气性能，因为其具有抗老化和抗氧化性，聚异丁烯还用于绝缘带以及电线和通信电缆的防腐蚀带方面。3在石蜡和其改型产品可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料、以及油膏、胶泥、止水带等密封材料。这些制品具有拉伸强度高、弹性及延伸率大、粘结性、抗水性和耐候性好等特点,可以冷用,使用年限较长。还可用于复合式衬砌(分内外两层先后施作的隧道衬砌)两层衬砌中间的防水层。如果聚异丁烯与沥青粘接剂，防水剂以及工程用密封胶和电子绝缘产品混合在一起的时候，其产品的伸缩性和抗冷性能将会有很大的改变。能改善沥青路面的耐热性、耐负荷性、防滑性和防裂性等。在用于屋顶涂料方面，使用聚异丁烯后，会增加低耐候以及产品低温方面的性能也会有很大的改变4防水材料方面可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂抹材料等。这些制品具有拉伸强度高、弹性大以及延伸率大、粘结性、抗水性和耐性好等特点，且使用年限较长。如果聚异丁烯与沥青粘结剂、防水剂以及工程用密封胶和电子绝缘产品混合在一起的时候，其产品的伸缩性和抗冷性能将会有很大的改变。在用于屋顶涂料方面，会增加产品在低温方面的性能。5增粘剂也称增粘剂。用以提高油品的粘度,改善粘温特性,以适应宽温度范围对油品粘度的要求。主要用于调配多级内燃机油,也用于自动变速机油及低温液压油等。6密封胶聚异丁烯具有优异的耐大气，耐老化和耐久性的特点，并且还具有低的湿气透率和不产生雾烟，非常适用于保温玻璃的密封剂，双层玻璃门、窗的阻隔密封剂。聚异丁烯与炭黑和抗氧化剂以及紫外线吸收剂用在生产中空玻璃的密封胶方面可以增加产品的柔韧性和渗透性，由于国内在中空玻璃的生产方面，国家在环保方面非常的重视，因此，在此方面的用途，聚异丁烯的用量将会逐步增加。7膜与石墨一起作导电膜；与铁酸钡一起作磁膜。用于薄膜中，可与碳黑、石墨、白垩、页岩、石英、粘土及滑石等填料配伍；可塑性大；耐水耐候性好汽车保护膜：整车，零件及生产过程之部件保护。与PE、PP混用absorbfillerinlargequantity，加入EVA共聚物，PP，HDPE，LDPE及LLDPE中，可改进其物理强度8高分子减阻剂在消防水带中加入高分子减阻剂后,用直径较小的水带仍能维持水的流量不变,便于消防人员携带；在农田灌溉中加入减阻剂后,可提高灌溉效率,扩大灌溉面积；在输水和输油系统中加入减阻剂可节省能耗；在泄洪管道中,当出现洪峰时用减阻剂也可提高泄洪效率；在油井钻探方面,在注入水中加入高分子减阻剂可大大提高注入速率。9在炸药中的应用塑性炸药由猛炸药和粘结剂、增塑剂制成。特点是有良好的可塑性,能制成各种形状。通常以聚异丁烯作粘结剂、癸二酸二辛酯作增塑剂,广泛采用悬浮法制造。挠性炸药特点是具有一定的弹性、韧性和挠性。可以折叠、弯曲,耐水性好,外观像橡胶、皮革或软塑料制品,可用来做成绳索、板片、薄膜、条带、管状和锥孔等形状。主要在一些特殊爆炸场合和装置上使用。如水下切割、航天、金属爆炸加工等。烟火药以镁与镁合金为主要成份的，聚异丁烯稠化的三乙基铝的燃烧剂。三乙基铝是一种能自燃物质,燃烧温度可达2300℃,通常用聚异丁烯等稠化后用作燃烧剂。10印刷品的表面加工表面加工是在印刷品的表面经适当的处理，增加印刷品的光泽，或增加印刷品的耐光性，耐热性、耐水性、耐磨性等，起到保护印刷品的作用。热熔复合法热熔复合法是用聚异丁烯等的改性蜡类，加热使其呈溶液状态，涂布于薄膜基材上，第二基材直接贴合其上，再用冷却滚简冷却而复合。这种方法涂布粘合剂后不用干燥的工序，装置比干式复合法简单，适用于铝箔/纸，塑料/塑料、塑料/铅箔的复合。11高分子气体传感器高分子气敏材料在遇到特定气体时，其电阻、介电常数、材料表面声波传播速度和频率、材料重量等物理性能发生变化。高分子气敏材料由于具有易操作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合，在毒性气体和食品鲜度等方面的检测中具有重要作用。高分子气体传感器具有对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用。三制备聚异丁烯的生产是以混合C4馏分或纯异丁烯为原料，在主催化剂三氯化铝（AlCl3）、烷基氯化铝或三氟化硼（BF3）和助催化剂水或醇等存在下，经低温聚合反应制得。所得聚合物经碱洗和水洗脱除催化剂，再进行常压蒸馏和减压抽提等过程，最后经过滤、漂白、干燥后得到聚异丁烯成品。工业上的聚合反应器有釜式或管式两种，反应为连续反应。制得的聚异丁烯通常含有的亚乙烯基端基的质量分数小于10%，相对分子质量分布（重均和数均相对分子质量比，Mw／Mn）为2～7。聚异丁烯生产的关键技术是聚合的催化体系。工业上最常见的催化体系：AlCl3Exxon公司BF3BASF公司AlCl3催化体系Exxon公司高分子聚异丁烯,为AlCl3引发淤浆聚合工艺,该工艺的技术关键是淤浆的稳定性,Exxon公司通过加入30%苯乙烯的聚异丁烯共聚物,有效地克服了聚合物淤浆的自粘性。美国Cosden公司利用乙烯副产C4馏分中所含大量的异丁烯和少量的丁烯,采用AlCl3引发体系,在反应过程中,正丁烯作为抑制剂,异丁烯既是抑制剂,又是链转移剂,由此完成聚合过程,产品和聚异丁烯性能十分相似,因此这种共聚物也称为聚异丁烯。美国Exxon公司使用C4馏分为原料生产聚异丁烯的装置能力为2.4万t/a,由于利用易得的原料,生产成本相对较低。BF3催化体系在BF3络和催化剂的存在下,IB液相聚合制备低相对分子质量、高活性PIB。该方法采用了一种新的聚合反应流程,IB聚合过程至少经过两个阶段,通过对络合催化剂在各阶段停留时间及各阶段冷却剂温度等各参数的控制,可有效地使最终PIB产品中含氟化物降到最低,同时可显著提高末端α-双键的含量。因此,采用该法生产的PIB在无需添加卤素情况下可直接用于各种润滑油、燃料添加剂等制备的中间体;另外采用该法生产的PIB在制备各种油类添加剂时,即使受到高热应力的作用,也不会放出高度腐蚀设备的氟化氢气体。但是采用该方法生产PIB的工艺过程较烦琐,且要求控制的参数较多,因此该方法不利于工业化生产。目前，采用AlCl3催化体系生产的聚异丁烯产量最大。新兴的BF3催化体系是近年来发展最快的工艺技术，渐成主流技术。四前景展望国内我国聚异丁烯应用发展迅速。主要消费种类以低相对分子质量聚异丁烯为主，这是因为国内最近石油工业和汽车工业都处于快速发展阶段，润滑油和汽油的产量增长迅速，对润滑油添加剂和汽油清净剂的需求自然水涨船高，然后进一步拉动聚异丁烯的需求增长。同时，粘合剂、密封剂、电绝缘材料等领域对中相对分子质量聚异丁烯的需求也呈上升的势态。国外近年来，欧美地区聚异丁烯消费增长趋缓，但随着亚洲经济的飞速发展，特别是汽车工业的高速发展，带动了亚洲地区聚异丁烯终端市场需求，以每年8%~10%的增长速度成为全球增速之首。亚洲地区聚异丁烯消费增速较快的主要原因是聚异丁烯在二冲程机油配方中表现出来的低灰分性能。作为全球第二大摩托车生产国的印度，近年摩托车产量逐年提高，对聚异丁烯的需求上扬。五参考文献[1]韩秀山.中相对分子质量聚异丁烯用途广泛[J].化工生产与技术,2008,(02):15.[2]远山.中分子聚异丁烯的生产与应用[J].精细化工原料及中间体,2008,(01):15,7.[3]韩秀山.聚异丁烯在橡胶等高聚物中的应用[J].精细化工原料及中间体,2008,(07):22-25.[4]WhiteDA,FatelyLW,RichardCM.Processforproducinglow2molecular2weightisoolefinepolymers[P].WO:9203484,1992203205.[5]胡云光.异丁烯聚合物的应用及合成[J].石油化工,1992,21(2):125～129.[6]英国石油化学品有限公司.聚异丁烯的生产方法[P].CNP:1120049,1996204210.[7]巴斯夫股份公司.低分子量高活性聚异丁烯的制备[P].CNP:1187208A,1998207208.[8]Rath,HansPeter.Processforpreparinglowmolecularweight,highlyreactivepolyisobutylene[P].USP:5962604,1999210205.[9]Rath,HansPeter.Preparationofhighlyreactivepoly-isobutenes[P].USP:5408018,1995204218.[10]Rath,HansPeter.Preparationofhighlyreactivepoly-isobutenes[P].USP:5286823,1992202203.[11]Eat