Polyisobutylen är en allmän term för homopolymerprodukterna av isobuten (2-metylpropen). På grund av de olika kedjetermineringsmetoderna för polyisobuten finns det många typer av dubbelbindningar i slutet av isobutenmolekylerna som genereras av reaktionen: binärt substituerade dubbelbindningar (alfaterminala dubbelbindningar), ternära substituerade dubbelbindningar och kvartärt substituerade dubbelbindningar .
Andelen av olika typer av substituerade dubbelbindningar beror på katalysatorns prestanda, reaktionstemperatur och reaktionsperiod. Ju längre reaktionsperioden är, desto lättare är det att generera kemiskt stabila kvartära och ternära substituerade dubbelbindningar. När aluminiumtriklorid används som katalysator är de flesta dubbelbindningarna i slutet av isobutenmolekylerna som genereras av reaktionen ternära substituerade dubbelbindningar, följt av kvartära substituerade dubbelbindningar, och binärt substituerade dubbelbindningar är de minsta (10 %) . När bortrifluorid används som katalysator är de flesta dubbelbindningarna i slutet av isobutenmolekylerna som genereras av reaktionen binärt substituerade dubbelbindningar (70 % -85%), följt av ternära substituerade dubbelbindningar och kvartära substituerade dubbelbindningar är minst. Polyisobuten med låg molekylvikt med högt innehåll av alfaterminala dubbelbindningar kallas högaktivitetspolyisobuten (HRPIB; HighlyReactivePolyisobutylene), det spelar en framträdande roll inom många applikationsområden och kan användas som en mellanprodukt för att producera olika derivat. Dessutom har högaktivt polyisobuten breda användningsmöjligheter inom områdena emulsionssprängämnen, ytaktiva ämnen, rengöringsmedel och rostinhibitorer.
Användningen av högaktiv polyisobuten har nästan trängt in i alla användningsområden för lågmolekylär polyisobuten (LPIB), men på grund av den högre produktionskostnaden för högaktiv polyisobuten jämfört med traditionella LPIB-produkter, används den för närvarande mest för produktion av hög aktivitet polyisobuten askfria dispergeringsmedel, polyisobutenaminer, etc.
1. Mycket aktivt polyisobuten askfritt dispergeringsmedel
Högaktivt polyisobuten askfritt dispergeringsmedel är en förbättrad produkt av polyisobuten askfritt dispergeringsmedel [9-12], tillhörande lågklorhaltigt askfritt dispergeringsmedel. Den syntetiseras genom varmtillsatsprocess med användning av högaktiv polyisobuten, maleinsyraanhydrid och polyetylenpolyamin som råmaterial. Förutom de allmänna egenskaperna hos kloreringsprodukter har den också följande egenskaper: låg klorhalt, som kan uppfylla allt strängare miljöskyddskrav; Utseendefärgen är relativt ljus; Låg grumlighet, bra kompatibilitet med tillsatser som ZDDP. Högaktivt askfritt polyisobuten dispergeringsmedel producerar inte rester eller blå rök efter förbränning; Högaktivt askfritt polyisobuten dispergeringsmedel innehåller inte klor och producerar inte skadliga dioxiner vid förbränning.
2. Polyisobutenamin
Polyisobutylenamin (PIBA) är ett högaktivt ytaktivt ämne som framställs genom att använda högaktivt polyisobuten med en mycket snäv molekylviktsfördelning som huvudråvara, genom processer såsom oxidationsaminhydrolyskomposit. Det är den huvudsakliga råvaran för att producera fjärde generationens bensintvättmedel. Polyisobutylamin har dispergerande, rengörande, demulgerande och antioxiderande egenskaper. Bensinrengöringsmedel formulerade med det kan effektivt ta bort avlagringar och kolavlagringar på viktiga delar av motorn, såsom munstycken, insugningsventiler och förbränningskammare, vilket minskar motorns avgasutsläpp och bränsleförbrukning.
Det finns många produktionsprocesser för polyisobutenamin, mestadels med högaktivitetspolyisobuten med en molekylvikt på 1000 som huvudråvara.
Högaktivt polyisobuten genomgår fri radikal anti Markovnikov-additionsreaktion med HBr-gas i närvaro av peroxid för att producera bromerad polyisobuten, som sedan kan genomgå en nukleofil substitutionsreaktion med ammoniak för att producera polyisobutenamin.
Högaktivt polyisobuten kan oxideras med väteperoxid för att framställa epoxipolyisobuten, som kan hydrolyseras med etylendiamin för att erhålla polyisobutenamin. Experimentell forskning har fastställt den optimala beredningsprocessen: epoxidationstemperatur på 80-85 grad, reaktionstid på 5-6 timmar; Temperaturen för aminhydrolys är 130-150 grad och reaktionstiden är 6-8 timmar.
Högaktiv polyisobuten kan genomgå karboxyleringsreaktion med kolmonoxid och väte vid ett visst tryck och temperatur för att erhålla polyisobutenalkohol, som sedan kan reagera med ammoniak vid ett visst tryck för att producera polyisobutenamin.
3. Annat
Högaktivt polyisobuten kan reagera med hydroxylaromatiska föreningar såsom fenol för att producera polyisobutylhydroxyaromatiskt, med en signifikant ökning av omvandlingshastigheten. Polyisobutylenfenol är ett bra dispergeringsmedel.
Högaktivt polyisobuten kan ytterligare härleda många nya produkter, som kan användas för att förbereda olika transplantat och block. Många nya applikationer utvecklas successivt, såsom multifunktionellt vätmedel polyisobutenglycerolester och mjukgörare i polymermaterial.
Amoco Chemical Company använder högaktivt polyisobuten som ett internt mjukgörare, ersätter koaguleringsmedel och minskar användningen av lösningsmedel, och minskar därigenom innehållet av organiskt flyktigt material och beläggningslukt.
Ett kopplingsmedel för organisk polymerfyllningsmodifiering kan framställas genom ympning av högaktivt polyisobuten och maleinsyraanhydrid. Kopplingsmedlet kan effektivt förbättra kompatibiliteten och vidhäftningen av organiska polymerer och oorganiska fyllmedel, och har fördelarna av ingen förorening, exakt kontroll av ympningshastigheten och brett användningsområde.