Способ получения цис-1,4-полибутадиена
Изобретение относится к технологии высокомолекулярных соединений, а именно к способам получения стереорегулярных полидиенов под влиянием каталитических систем типа Циглера-Натта. Заявляемый способ может найти применение в нефтехимической промышленности. Предложен способ получения дис-1,4-полибутадиена полимеризацией бутадиена в углеводородном растворителе под влиянием катализатора на основе редкоземельных элементов; полимеризационную смесь предварительно подают в многодонный трубчатый форреактор, снабженный диффузорами и конфузорами, при скорости турбулентного потока от 0,5 до 10 м/с с последующей подачей смеси в полимеризатор. Преимуществом способа является возможность получения цис-1,4-полибутадиена с узким молекулярно-массовым распределением, пониженной пластичностью и отсутствием гель-фракции при пониженном расходе катализатора. 1 табл.
Изобретение может быть использовано в нефтехимической промышленности при производстве каучука марки СКД-6.
Известен способ получения цис-1,4-полибутадиена полимеризацией бутадиена с использованием катализатора, состоящего из редкоземельного элемента группы лантана, органического соединения алюминия и/или основания Льюиса [1]. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения цис-1,4-полибутадиена непрерывной полимеризацией бутадиена в среде толуола в присутствии катализатора, состоящего из карбоксилатов редкоземельных элементов и алюминийорганических соединений [2-прототип]. Недостатком этого способа является достаточно высокий расход катализатора, неоднородность каучука и наличие в нем сверхвысокомолекулярных фракций, а также сравнительно высокая пластичность полимера. Целью изобретения является снижение расхода катализатора, повышение качества продукта путем получения однородного полимера с узким молекулярно-массовым распределением с содержанием цис-1,4-звеньев до 98% и отсутствием гель-фракции, а также снижение пластичности полимера. Указанный технический результата достигается тем, что в способе получения цис-1,4-полибутадиена непрерывной полимеризацией бутадиена в толуоле в присутствии катализатора, состоящего из карбоксилатов редкоземельных элементов и алюминийорганических соединений, полимеризационную смесь предварительно подают в многозонный трубчатый форреактор, снабженный диффузорами и конфузорами, при скорости турбулентного потока от 0,5 м/с до 10 м/с с последующей подачей смеси в полимеризатор. Сущность изобретения заключается в следующем. Взаимодействие катализатора с шихтой осуществляют в условиях, при которых реакционный поток, проходя через последовательно расположенные диффузоры, разъединенные цилиндрическими участками и конфузорами, резко расширяется, что приводит к автогенерации турбулентного вихря. Геометрию форреактора, а именно: отношения диаметра основания наименьшего сечения диффузорного участка к диаметру и длине цилиндрического участка, а также угол раскрытия диффузорного участка подбирают экспериментально для каждых конкретных условий, что способствует формированию недеформированного турбулентного вихря (т.е. турбулентного вихря, имеющего оптимальные в данных условиях интенсивность и напряженность), что приводит к резкому увеличению турбулентной энергии потока и коэффициента турбулентной диффузии. Это, в свою очередь, приводит к безградиентному распределению катализатора в объеме мономера вдоль радиуса форреактора и гарантированной стабилизации теплового поля реактора, что является основной проблемой процесса, так как реакция полимеризации бутадиена, являясь существенно быстрой, сопровождается интенсивным тепловыделением. Напротив, неравномерность концентрированного поля катализатора в объеме реактора приводит к передозировке катализатора и интенсификации процессов образования плохо растворимых включений, снижающих качество целевого продукта. Процесс полимеризации осуществляют в одном или нескольких последовательно соединенных полимеризаторов при температуре 0 - 60oC и давлении 0,15 - 0,7 МПа. Пример 1. Каталитический комплекс для полимеризации готовят при 20oC путем смешения толуольного раствора неодимовой соли альфа-разветвленных монокарбоновых кислот![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/4/47018.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/4/47019.gif)
Формула изобретения
Способ получения цис-1,4-полибутадиена непрерывной полимеризацией бутадиена в среде алифатического или ароматического растворителя в присутствии катализатора, состоящего из карбоксилатов редкоземельных элементов и алюминийорганических соединений, отличающийся тем, что реакционную смесь подают в многозонный турбулентный трубчатый форреактор, снабженный диффузорами и конфузорами, при скорости турбулентного потока 0,5 - 10,0 м/с с последующей подачей смеси в полимеризатор, причем управление температурным режимом и скоростью турбулентного потока в реакторе ведут путем изменения количества растворителя от 90 до 10% от общей реакционной массы.РИСУНКИ
Рисунок 1