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阳离子聚合反应的商业应用

阳离子聚合反应最大的商业应用是,制造聚异丁烯(polyisobutylene,PIB)产物,包含聚丁烯(polybutene)和丁基橡胶(butyl rubber)。这些聚合物有各式各样的应用,从黏合剂(adhesives)和密封剂(sealants)到防护手套(protective gloves)和医疗瓶塞(pharmaceutical stoppers)。合成各式的异丁烯产物的反应环境,取决于产物欲产生的分子量和使用的单体种类。最常用到的反应条件为,低分子量(5–10 x 104 Da)的聚异丁烯或TiCl4处于温度范围为−40 to 10 °C。[1]这些低分子量的聚异丁烯聚合物可用于填补缝隙,如密封剂(sealants);[1]高分子量的PIB会在较低温度范围(−100 to −90 °C)下、且在二氯甲烷(methylene chloride)的极性介质内合成。[5] 这些聚合物可用于,产生未相连的橡胶产物和热塑性塑料(thermoplasts)的添加物;而其他高分子量PIB的特性为低毒性,使其可作为口香糖的基底。产生聚异丁烯之主要的化学公司,如埃索(Esso)、艾克森美孚(ExxonMobil)、巴斯夫(BASF)。

丁基橡胶(Butyl rubber)与PIB相反,丁基橡胶为共聚物(copolymer),而其单体有~98%为异丁烯(isobutylene)和2%的异戊二烯(isoprene),其具核过程相似于高分子量PIB的聚合过程。丁基橡胶聚合反应会在AlCl3作为引发剂的情况下持续产生,它的低透气性(gas permeability)、对化学物质的抵抗力(resistance)和抵抗老化,使其可各式应用,如防护手套、电缆绝缘体(electrical cable insulation),甚至篮球。在第二次世界大战时期,丁基橡胶的产品越来越多,将近现今美国产生十亿 磅/年产品。[1]

聚丁烯为另一种共聚物,包含近80%异丁烯和20%其他丁烯(通常为1-丁烯),这些低分子量聚合物的产生(300-2500 Da),可在较大的温度范围(−45 to 80 °C)中与AlCl3或BF3产生。以这些聚合物的分子量来看,它们可作为黏合剂、密封剂、塑化剂(plasticizers)和变速箱油(transmission fluids)的添加物,等等许多应用。这些物质为低花费且由不同的公司产生,包含BP化学、埃索(Esso)和巴斯夫(BASF)。

其他由阳离子聚合反应形成的聚合物为均聚物(homopolymers)和聚萜烯(polyterpenes)的共聚物(copolymers),如植物衍生物蒎烯(pinene),可作为增黏剂(tackifiers)。在杂环(heterocycles)领域下,1,3,5-三氧杂环己烷(1,3,5-trioxane)是与少量环氧己烷(ethylene oxide)共聚合,而成的高结晶性(highly crystalline)聚甲醛(polyoxymethylene)塑料;烷基乙烯基醚(alkyl vinyl ethers)的均聚合作用(homopolymerization)只能以阳离子聚合反应达到。

文章来源:wikipedia

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