α、β-蒎烯的可控阳离子聚合

详细介绍了近几十年尤其是20世纪90年代以来α-蒎烯和β-蒎烯阳离子聚合领域包括新催化体系、聚合机理、新型结构、相对分子质量可控的含蒎烯共聚物合成等方面的研究进展。     

α-蒎烯臭氧化-分解法制备蒎酮酸

以松节油所得α-蒎烯为原料,进行臭氧化反应制备蒎酮酸。臭氧化在惰性溶剂中进行。经实验比较,以 醋酸为溶剂效果较好,m(α-蒎烯):m(醋酸)=1:3;臭氧化反应温度控制在10℃以下;氧化分解温度95℃; 分解时间2.5 h;催化剂为乙酸钴与乙酸锰的复合物,用量为α-蒎烯质量的0.1％;产率大于80％。     

α/β-蒎烯阳离子共混聚合工艺改进

以A lC l3-SbC l3为催化体系,通过正交实验,对α/β-蒎烯阳离子共混聚合进行了研究。实验结果表明,在保持单体高转化率的同时,降低了聚合的反应速率,避免了由于反应过快而引起的聚合产物中低聚体含量高、数均相对分子质量下降的现象,有效提高了聚合物的软化点,降低了聚合物的色度。在优化工艺条件(聚合温度0℃,m(α-蒎烯)∶m(β-蒎烯)=7∶3,α-蒎烯、β-蒎烯和SbC l3的滴加速率均为4.0mL/m in,w(A lC l3)=3.0%,m(SbC l3)∶m(A lC l3)=0.50,保温时间8.0h)下,所制得的聚(α/β-蒎烯)树脂的色度(铁钴色)为3,收率为84.0%,软化点(环球法)为136.0℃,酸值(KOH)为0.82m g/g,皂化值(KOH)为0.98m g/g。     

臭氧化法用于α－蒎烯均聚、共聚混合物的分离及其结构表征Ⅰ．聚（α－蒎烯）的臭氧化及其环内双键含量的测定

使用微量臭氧化装置，找到了适用于对较高分子量聚（α－蒎烯）的环内双键进行选择、定量地臭氧化的条件：－１５℃，乙酸异戊酯作溶剂，样品浓度５．０ｇ／Ｌ，氧气流速５．０ｍｌ／ｍｉｎ。测定了来源不同、分子量和结构有差异的３个聚（α－蒎烯）样品的双键含量，所得数值和￣１Ｈ－ＮＭＲ测定的相一致。ＩＲ、￣１Ｈ－ＮＭＲ分析表明，聚（α－蒎烯）所含环内双键完全消失，伴有羰基生成。溶解性和分子量测定表明，臭氧化后样品的极性增大，但分子量无明显变化。     

α-蒎烯催化加氢反应的研究

以FYX - 2G型高压搅拌釜为加氢反应器 ,测定了在不同搅拌器型式和搅拌转速下高压釜的持气量和反应效果 ,认识到α 蒎烯催化加氢是外扩散控制的反应 ,当搅拌转速为 6 0 0r/min时 ,基本上能消除外扩散的影响。考察了Raney镍和Pd/C催化剂、反应温度在 35 3～ 499K ,压力在 4 0～ 10MPa的条件下对α 蒎烯加氢转化率和选择性的影响 ,结果表明Raney镍更适宜于α 蒎烯催化加氢 ,其转化率随温度、压力增加而提高 ,但选择性下降。采用温度 35 3～ 433K、压力 4 0～ 7 0MPa的操作序列 ,克服了α 蒎烯加氢转化率与选择性互为逆向的缺点 ,缩短了反应时间 ,制得了顺反比高达 18 2∶1的蒎烷 ,并且发现加氢反应从温度 433K开始有副产物对烷生成 ,当温度超过 45 6K时 ,加氢过程还出现飞温现象。     

臭氧化法用于α－蒎烯均聚、共聚混合物的分离及其结构表征II．α－蒎烯／苯乙烯共聚产物的臭氧化反应

对不同投料比、不同条件下合成的α－蒎烯／苯乙烯共聚产物和它们的均聚体混合物的臭氧比及其产物进行了系统研究，结果表明，完成臭氧化时间与α－蒎烯投料比（ｍｏｌ）成正比；苯乙烯均聚体或共聚体中的苯乙烯组份不影响聚合物分子中α－蒎烯单体链节环内双键的选择性臭氧化。ＩＲ、￣１Ｈ－ＮＭＲ分析表明，双键臭氧化是定量的，臭氧化产物的溶解性依共聚体组份的不同而不同。适用于聚（α－蒎烯）的臭氧化法，同样适用α－蒎烯／苯乙烯共聚产物，根据此原理可进行共聚产物的初步分离。     

无色α-蒎烯树脂的制备及表征

以Pd/C为催化剂、正己烷为溶剂对软化点为138.0℃、加纳色号为3的α-蒎烯树脂进行加氢,通过正交实验确定了最佳的加氢工艺条件,并采用凝胶渗透色谱、紫外光谱、傅里叶变换红外光谱和臭氧化反应等方法对加氢得到的无色α-蒎烯树脂进行了表征。实验结果表明,在反应温度240℃、压力6.0MPa、Pd/C催化剂质量分数(基于α-蒎烯树脂)0.6%、加氢时间0.5h、搅拌转速600r/min的最佳条件下,加氢后的α-蒎烯树脂的加纳色号小于1,达到无色水平,软化点为136.0℃。表征结果显示,加氢后的无色α-蒎烯树脂的双键大部分被消除,同时大分子链没有断裂。     

α-氯代乙苯/TiCl_4引发体系的α-蒎烯/苯乙烯共聚合

研究了α－氯代乙苯／ＴｉＣｌ４引发体系的α－蒎烯／苯乙烯共聚合性能。通过ＧＰＣ及微臭氧化－薄层层析法表征分析，证明该引发体系可使α－蒎烯／苯乙烯在较宽单体投料比范围内实现有效共聚；提高ＴｉＣｌ４浓度可使共聚单体转化率差缩小，而共聚产物的相对分子质量及相对分子质量分布基本不变；Ｅｔ３Ｎ的加入可缩小α－蒎烯／苯乙烯的聚合反应活性差，并明显提高共聚产物的相对分子质量。     

苯乙烯/α-蒎烯嵌段共聚物的性能研究

研究了苯乙烯 /α -蒎烯嵌段共聚物的溶液粘度、热性能和相增容性能等。结果表明 :相对于苯乙烯的均聚物而言 ,该嵌段共聚物的溶液粘度有所增大 ;DSC、TG分析表明 ,α -蒎烯链节的引入增大了聚苯乙烯分子链间的距离 ,使该嵌段共聚物的玻璃化转变温度和热失重 1%时的温度相对于苯乙烯的均聚物有所下降 ;利用扫描电镜研究了该嵌段共聚物对聚苯乙烯和低密度聚乙烯共混体系的相增容性能 ,结果表明 ,该嵌段共聚物对聚苯乙烯和低密度聚乙烯共混体系有一定的增容作用和增韧作用     

α-蒎烯、β-蒎烯体系汽液平衡的研究

采用改进的Ellis平衡釜测定了α 蒎烯、β 蒎烯体系常压下的汽液平衡数据 ,经检验符合热力学一致性。以VanLaar模型、Wilson模型进行实验数据的关联 ,得到了相应的能量参数和配偶参数 ,结果表明 ,对α 蒎烯、β 蒎烯体系的汽液平衡计算 ,Wilson模型优于VanLaar模型。计算值与实测值基本吻合     

聚α-烯烃蜡的合成

研究了以1-十六烯和1-十八烯为原料,采用实验室制备的Ziegler-Natta负载型催化剂及市售三乙基铝（TEAl）助催化剂,通过本体聚合的方法,在常压下制备低规整度的聚α-烯烃蜡。考察了不同聚合条件如主催化剂浓度、铝钛摩尔比、聚合温度、聚合时间以及加入外给电子体二苯基二甲氧基硅烷（DDS）对共聚物的粘均相对分子质量和收率的影响。实验结果表明,在主催化剂浓度为1.5 g/L、铝钛摩尔比30、反应温度50 ℃、反应时间90 min的条件下,制备的聚α-烯烃蜡粘均相对分子质量为4 012,滴熔点58.2 ℃,闪点240 ℃,运动粘度4 600 mm2/s,吸油值32.5 g/100 g。     

甲基丙烯酸酯与α-烯烃的聚合

通过对引发剂、反应温度、反应时间的考察,得到了甲基丙烯酸酯与α-烯烃聚合反应的条件,适宜的反应条件是甲基丙烯酸C4-8酯：甲基丙烯酸C10-56酯：α-烯烃=30：30：40、反应温度为15℃、反应时间15h、引发剂用量为5％、甲基丙烯酸酯的滴加时间为4h。     

负载型硅钨酸催化剂在α-蒎烯异构化中的催化性能研究

以活性炭为载体用浸渍法分别制备了不同负载量的硅钨杂多酸催化剂,考察了催化剂在α-蒎烯异构化中的催化性能,并用XRD、FT-IR、SEM、TG等手段对不同负载量催化剂的结构、形貌、酸种类、热稳定性、吸附性能等进行了表征。结果表明:硅钨杂多酸能较好的负载在活性炭表面,且保持了Keggin结构;硅钨杂多酸的负载量影响其酸中心的强度、吸附性能、活性和选择性,当负载量为60%时,催化剂具有较强的B酸中心和α-蒎烯解离吸附性能,异构化反应中α-蒎烯的转化率为95.58%,产物以α-松油烯为主。     

聚醋酸乙烯酯大分子单体与苯乙烯的分散共聚

以聚醋酸乙烯酯(PVAc)大分子单体为分散稳定剂,通过分散聚合制得了PVAc接枝聚苯乙烯(PVAc-g-PSt)复合微球。用激光光散射和透射电子显微镜对PVAc-g-PSt复合微球的粒径及形态进行了表征,考察了外部聚合因素(聚合时间、介质的极性、聚合温度和振荡转速)对PVAc-g-PSt复合微球的粒径及其分布的影响。用核磁共振和X射线光电子能谱对PVAc-g-PSt复合微球的结构及组成进行了分析,分析结果显示,所得的接枝聚合物是以PVAc为壳、PSt为核的核壳结构复合微球。根据PVAc-g-PSt复合微球表面组成的分析,计算出了典型配方(c(PVAc)=0.001mol/L、c(St)=0.1mol/L、c(偶氮二异丁氰)=0.001mol/L、n(PVAc)∶n(St)=0.01、x(偶氮二异丁氰)=0.1%、乙醇4mL、水1mL、60℃、160r/min、24h)条件下稳定每个PVAc-g-PSt复合微球表面的PVAc接枝链数为1.6×103。     

聚α-烯烃的性能及应用

聚α-烯烃是综合性能良好的合成润滑材料。简要介绍了聚α-烯烃的性能特点及在润滑油中的应用。     

混合α-烯烃聚合制备高黏度聚α-烯烃合成油

以1-癸烯、1-辛烯、1-十二烯及其混合烯烃为原料,采用Ziegler-Natta催化剂,通过两段反应温度结合模式制备高黏度聚α-烯烃(PAO)合成油,并研究了原料种类、反应温度、反应时间及催化剂用量对PAO收率和性能的影响。实验结果表明,最佳工艺条件为混合烯烃(1-辛烯与1-癸烯体积比为1)为原料,第一段于20℃反应8 h,第二段于80℃反应2 h,催化剂用量4%(w),n(Al):n(Ti)=3.5。此工艺条件下,PAO收率为91.01%,运动黏度(100℃)为42.03 mm~2/s,黏度指数为157,闪点为288℃,倾点为-44℃。在反应温度230℃、反应压力4.0 MPa、体积空速0.2 h~(-1)、氢油体积比300的条件下加氢精制,PAO加氢产品的运动黏度(100℃)为41.27 mm~2/s,黏度指数为154,闪点为285℃,倾点为-40℃,产品性能优于市售的PAO-40。     

焙烧Y沸石催化α-蒎烯异构反应的影响

为研究焙烧对HY沸石催化α-蒎烯的影响,在400~1 000℃焙烧HY沸石,制备了试样。采用XRD、N2-BET、Py-IR对HY沸石进行表征,研究了400~1 000℃焙烧后HY沸石的晶体结晶度、比表面积、孔径、孔容及酸含量;通过α-蒎烯异构反应对焙烧的HY沸石催化效果进行评价,分析了HY型沸石的晶体结构和酸含量与α-蒎烯异构反应的转化率和产物莰烯、苧烯的选择性的关系。结果表明HY沸石分子筛在焙烧温度700℃以上具有较好的活性,焙烧温度至800℃HY沸石分子筛催化剂活性最好,焙烧温度至900℃分子筛催化剂晶体结构部分崩塌,HY沸石分子筛焙烧温度应在700~900℃;400~800℃焙烧HY沸石分子筛,对其比表面积、孔径、孔容影响不明显,高温焙烧影响HY沸石分子筛催化剂中酸中心数量,温度升高酸中心数量减少;HY沸石分子筛催化剂中催化活性中心数量对产物选择性有较大影响,当其酸催化活性中心数量适当时,异构反应才能获得较高的莰烯选择性,而酸催化活性中心数量较少,更有利于苧烯的生成;反应温度130℃,反应8h,试样700Y03转化率达到95.86%,主产物莰烯选择性为47.44%、苧烯选择性为28.89%。     

用正交实验优化聚α—烯轻降凝剂聚合工艺

采用正交实验法，对影响聚α－烯烃降凝剂聚合收率和产品质量的因素（反应温度、催化剂和黏度调节剂用量）进行了考察，并经在3kt/a聚α－烯烃降凝剂工业生产装置上验证，聚合收率提高5％，产品黏度达到1000mm^2/s左右。     

基础油聚α-烯烃国产化

近日，空军油料研究所攻克了聚合催化剂制备、聚合工艺、减压蒸馏、加氢工艺等多项重大技术，在我国首次研制出以低价铬盐制得的仅一烯烃聚合催化剂。