Полиизопрен
Полиизопрен строго говоря, собирательное название полимеров , получаемых полимеризацией изопрена — это , . На практике полиизопрен обычно используется для обозначения синтетического цис -1,4-полиизопрена, полученного путем промышленной полимеризации изопрена. Природные формы полиизопрена также используются в значительных количествах, наиболее важным из которых является « натуральный каучук » (в основном цис -1,4-полиизопрен), который получают из сока деревьев. И синтетический полиизопрен, и натуральный каучук обладают высокой эластичностью и поэтому используются для изготовления шин и множества других применений.
Транс - изомер, который намного тверже, чем цис- изомер, также широко использовался в прошлом. Его тоже синтезировали и экстрагировали из растительного сока, причем последняя смола известна как гуттаперча . Они широко использовались в качестве электрического изолятора и в качестве компонентов мячей для гольфа . Годовое мировое производство синтетического полиизопрена в 2007 году составило 13 миллионов тонн. [1] и 16 млн тонн в 2020 году. [2]
Синтез
[ редактировать ]
В принципе, полимеризация изопрена может привести к образованию четырех разных изомеров . Относительное количество каждого изомера в полимере зависит от механизма реакции полимеризации. [ нужна ссылка ]
Анионно-цепная полимеризация, инициируемая н- бутиллитием , приводит к образованию полиизопрена с преобладанием цис -1,4-полиизопрена. 90–92% повторяющихся единиц составляют цис -1,4-, 2–3% транс -1,4- и 6–7% 3,4-единицы. [3]
Полимеризация с координационной цепью: с помощью катализатора Циглера-Натта TiCl 4 /Al( i -C 4 H 9 ) 3 более чистый цис образуется -1,4-полиизопрен, аналогичный натуральному каучуку. С катализатором Циглера-Натта VCl / Al( i -C 4 H 9 ) 3 3 транс -доминантный полиизопрен. образуется [4]
1,2 и 3,4 доминирующий полиизопрен получается на катализаторе MoO 2 Cl 2 , нанесенном фосфорным лигандом и Al(OPhCH 3 )( i -Bu) 2 . сокатализатором [5]
История
[ редактировать ]Первое сообщение о коммерциализации стереорегулярного поли-1,4-изопрена с содержанием цис> 90% (от 90% до 92%) было в 1960 году компанией Shell Chemical Company . Shell использовала алкиллитиевый катализатор. Содержание 90% цис-1,4 оказалось недостаточно кристаллическим, чтобы его можно было использовать. [6]
В 1962 году компании Goodyear удалось создать цис-полимер на 98,5% с использованием катализатора Циглера-Натта , и это имело коммерческий успех.
Использование
[ редактировать ]Натуральный каучук и синтетический полиизопрен используются в основном для изготовления шин . Другие области применения включают латексные изделия, обувь, ремни, шланги и презервативы . [7]
природную гуттаперчу и синтетический транс использовали Для изготовления мячей для гольфа -1,4-полиизопрен .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Себастьян Кольценбург, Майкл Маскос, Оскар Нюйкен, Полимеры: синтез, свойства и применение , Springer, Берлин, 2012, стр. 424.
- ^ «Перспективы мирового рынка полиизопрена до 2026 года – по регионам, типам и приложениям» . Информационный центр GlobeNewswire. 19 апреля 2021 г. Проверено 27 мая 2021 г.
- ^ Юрген Фальбе, Манфред Регитц (редактор): CD Römpp Chemie Lexikon , Тиме, Штутгарт, 1995.
- ^ Бернд Тике, Макромолекулярная химия , 3-е издание, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2014, стр. 149.
- ^ Гэн, Цзетин; Сунь, Яньцзе; Хуа, Цзин (2016). «1,2- и 3,4-богатый полиизопрен, синтезированный с помощью катализатора на основе Mo(VI) с фосфорным лигандом» . Наука о полимерах, серия B. 58 (5): 495–502. дои : 10.1134/S1560090416050043 .
- ^ «Синтетический полиизопрен» (PDF) . Национальный центр технологий металлов и материалов . Проверено 27 мая 2021 г.
- ^ «4 презерватива без латекса, которые помогут избежать аллергии на латекс» . Кливлендская клиника . 15 октября 2020 г. Проверено 27 ноября 2022 г.