分析合成1，2—聚丁二烯的催化劑體系

韓長進

（菏澤家政職業學院 山東 單縣 274300）

摘要：文章通過下文對合成1，2-聚丁二烯的相關催化體系進行了論述，采用了烷基鋰化合物及Ziegler-Natta型催化劑體系，目的是為將新型1，2-聚丁二烯用催化劑合成與研究出來而做出貢獻。

關鍵詞：合成1，2-聚丁二烯；催化劑；體系

【中圖分類號】TQ426.94 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2016）34-0023-01

按照立構規整性不同，可以將 1，2-聚丁二烯分成無規、全同和間同三種形式。其中每種性質都有自身獨特的一面，因此，就會展現出不同的催化性質。那么，為了能夠更好的掌握這方面的內容，文章通過下文對相關方面的內容進行了探究。

一、幾種常見的催化體系

1.鈷系催化體系

如果將間同1，2-PB用鈷系催化劑合成出來，它會呈現出較高的分子鏈活性，其產物也會有較高的間規度。其中，Co（acac）3/Al（Et）3/H2O/

CS2體系、CoBr2/Al（i-Bu）3/H2O/三苯基膦（PPh3）已經成為工業化的鈷系PB用催化劑。

只有在鹵化烷烴中前者才有充足的活性，其所生成的聚合物有著較低的結晶度，并且，CS2和鹵化烷烴類溶劑都有毒，會污染到環境；后者所生成的物質，有著較大的結晶度，較高的結晶熔點，加工起來比較困難。

那么，隨著技術的發展，研究的不斷進步，開始將MAO作為1，2-聚合的主要催化劑進行研究。將新型的含磷配體的鈷系催化劑開始研究開發出來。其定向性和催化活性都有所提升。將PPh3加入到CoCl2/MAO體系中，然后按照具體的加入量，對PB中1，2-結構含量進行調節。

2.鋰系催化體系

同系及丁基鋰的種種異構體是引發丁二烯負離子聚合制備1，2-PB的鋰系常見催化劑。有很多優點存在于該體系中。如對乙烯基含量調節更加方便，將極性添加劑加入到體系中，能夠使乙烯基含量得到改善，對范圍寬度能夠進行調節，將可以多樣性的乙烯基含量的PB催化劑制作出來。具有簡單的生產工藝流程；具有較高的催化活性，較高的生產效率。所以，在制備通用型乙烯基PB時它已經成為一種重要的催化體系。并且，通過大量的研究發現，將六甲基磷酰三胺等加入進去，也能夠獲得到多種乙烯基含量的PB。然而，也有一些缺點和不足存在于鋰系催化劑中，如，它所生成的PB相對分子質量，會較狹窄的分布，有著較差的物理機械性，還有較大的冷流傾向。

3.鈦催化體系

這種催化體系會生成一定的聚合物，并且，由鈦結合的負離子決定著其聚合產物的微觀結構。其中，很多鹵化物會誘發二烯出現1，4加成聚合反應；如果是一些極性物質和鈦結合，這樣，就會生成1，2加成聚合物。并且，這種催化體系還能夠生成35%-60%的無定型乙烯基結構的MVPBR。例如，有關研究者通過Ti（OCH）4/Al（i-Bu）3構成的催化劑，將相對高的分子1，2結構摩爾分數彈性體制作出來。

在我們國家中，研究鈦催化體系形成1，2-PB的時間較晚，也很少見到有關這方面的報道，其中，主要將MVPBR的合成作為研究的重點。其中，這種催化體系也有一定的不足之處，主要表現在其催化活性不高，只在2%以上的產物聚膠含量。

4.鐵催化體系

在合成1，2-PB時，鐵催化劑也是一種重要的催化體系。最初研究鐵系催化劑時，主要以二價鐵為主。然而，通過研究發現，其有著較低的催化活性，立構規整性在其產物中也較差，經常將較低相對分子質量的液體聚合物生成出來，所以，工業化生成并未實現。然而，進入20世紀70年代以后，開始以三價鐵入手，研究鐵系催化劑。以含硫、含氮、含氧化合物作為催化劑，然后進行二烯烴聚合生產，從而能夠有效的提升催化活性，從而將較高間同含量的1，2-PB產物制作出來，一些即便獲得了高聚物，然而，卻有著較高的凝膠含量，獲得的聚合物，會嚴重變色。Ricci等對這方面進行了研究，研究得出，在將二烷基亞磷酸酯作為催化劑時，在溫度較高的環境下將間同1，2的催化劑制作出來，使得有著較高的工業化開發價值存在于鐵系催化劑合成HVPBR中，然而，聚合產物立構規整性會嚴重的受到該體系的組分配比影響。Fe（acac）3/MgBu2/二烷基亞磷酸酯是由Luo[21]發明1種鐵系催化劑，利用催化劑中某一組分的濃度變化，將熔點在100-190℃下進行調節獲取。在橡膠和樹脂添加劑中都比較適合應用這種添加劑，在硫化交聯加工時，也可以應用這種催化劑。其中，鐵系催化二烯烴聚合物是以烷基磷酸酯化合物為配體，按照聚合條件和催化體系組分間配比的不同，能夠將熔點、無規HVPBR、間規度的催化體系構建起來，進而將不同彈性體系的1，2-PB熱塑彈性體生成出來。

5.鎢、鉻催化體系

鎢、鉻都是第Ⅵ族元素，兩者有著非常相似的化學性質。其中，仲崇祺研究了以烷基鋁/WCl6醇（酚）為催化劑，然后分析了1，2的立體結構摩爾分數和鏈節結構摩爾分數。通過實驗得知，其所得到的催化劑，通常缺乏催化活性。

通過鉻系催化劑能夠將高乙烯基間同和全同的PB合成出來，但是，其所合成得到的物質卻有著較大的毒性物質，會嚴重的污染環境。所以，有關這方面的研究相對不多。其中，通過鎂有機化合物/磷的烷氧基化合物/鉻有機化合物構成的三元催化劑，所制備出的1，2-PB，同普通的催化劑進行比較，其熔點和間同含量都比較高，通過此種方法，能夠得到97%1，2結構摩爾分數，還有90%的間同結構摩爾分數的1.2-PB。

二、實驗探究

原料：選用Ti（OC：HS）4、TICI、作為分析純材料。選擇專門廠家生產的丁二烯系產品，聚合處理，然后通過蒸餾和活性氧化鋁浸泡應用。選擇應用工業級的烷，也進行浸泡和蒸餾處理。用活性氧化鋁對其浸泡數周后再應用。

制備分析：在高純氮氣保護下制備的Ti（Oc2H5）kCL4，混合處理TiCL4與TI（OC2H5）4，在室內溫度下，進行半小時的反應處理，然后將乙烷注入進去，然后在1.0×10-3控制其濃度。之后再將溫度加熱到50℃，再反應2小時后，進行密封處理。

聚合：在20毫升的聚合瓶內進行聚合處理，在氮氣養護下，烤干抽空聚合瓶，然后將A1（i一Bu）、TI（OC2H5）4、乙烷溶液一次加入進去。然后在恒溫水浴內反應。在14克/100毫升控制單體濃度。進行8小時左右的聚合處理。在完成聚合后，將聚合物沉淀出來，干燥恒重處理后，再進行分析。

三、結語：

綜上所述，有乙烯基側基存在于1，2-PB分子主鏈上，有著生熱低、抗濕滑性和耐老化的優點，所以，在制作汽車和飛機輪胎時都發揮著巨大作用。同時，因為相對分子量和微觀結構的不同，在很多領域內也開始大量的應用1，2-PB材料。然而，這屬于一種復雜的物質，其制作與生成過程中需要相應的催化劑幫助才能夠完成生產。因此，文章通過上文以合成1，2-聚丁二烯相關催化體系的有關內容進行了探究。

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